(57)【要約】      （修正有）【課題】水によって完全に取り囲まれているときには定常的に動作し、そうでないときには停止する抵抗体を備えるボイラを提供する。【解決手段】ボディが少なくとも１つの内部仕切（３）を備え、少なくとも１つの内部仕切り（３）が、少なくとも２つの室（４、５）と、内部仕切り（１つまたは複数）の上端とボディの天井（７）との間に位置する空間（６）とを画定し、室に入った水を加熱するために、室がそれぞれ、電気抵抗体を含む加熱エレメント（１０）を備えるボイラにおいて、ボディ（２）に水位センサ（１５）が取り付けられており、水位センサ（１５）が、電気抵抗体（１０）の上端（２０）よりも上方に位置し、水位センサ（１５）が、電気抵抗体が水から部分的に露出する前に給電を遮断するような方式で加熱エレメントへの給電を制御する手段（１４）に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭用暖房、中央暖房または家庭用温水暖房システム用のボイラ（１）であって、実質的に垂直な軸を有するボディ（２）を備え、
前記ボディが少なくとも１つの内部仕切り（３）を備え、前記少なくとも１つの内部仕切り（３）が、少なくとも２つの室（４、５）と、前記内部仕切り（１つまたは複数）の上端と前記ボディの天井（７）との間に位置する空間（６）とを画定し、
前記室に入った水を加熱するために、前記室がそれぞれ、電気抵抗体を含む加熱エレメント（１０）を備え、
少なくとも１つの室（４）が、前記ボディ（２）内へ水を導入するための入口（８）を備え、少なくとも１つの室（５）が、前記ボディ内の温水を抽出するための出口（９）を備え、前記入口（８）および前記出口（９）が前記室の下部に位置する
ボイラにおいて、
・前記ボディ（２）が、キャスティングによって製造された単一のユニットから形成されており、循環ポンプ（１１）、少なくとも１つの温度センサ（１３）、圧力逃し弁（１２）およびガス抜き（２３）を支持し、
・前記ボディ（２）に水位センサ（１５）が取り付けられており、前記水位センサ（１５）が、電気抵抗体（１０）の上端（２０）よりも上方に位置し、前記水位センサ（１５）が、前記電気抵抗体が水から部分的に露出する前に給電を遮断するような方式で前記加熱エレメントへの給電を制御する手段（１４）に接続されている
ことを特徴とするボイラ（１）。
【請求項２】
水位を検出する動作が前記ボディ（２）の内壁の直近で実行されることを特徴とする、請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記水位センサ（１５）と抵抗体（１０）の前記上端（２０）との間の高さの差（１９）が、前記ボディの全内部高さ（２１）の少なくとも２％に等しいことを特徴とする、請求項１または２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記水位センサ（１５）が伝導型センサであることを特徴とする、請求項１から３の一項に記載のボイラ。
【請求項５】
前記ボディの前記天井（７）と前記水位センサ（１５）の間の高さの差（２２）が、前記ボディの全内部高さ（２１）の２％から２０％であることを特徴とする、請求項１から４の一項に記載のボイラ。
【請求項６】
前記ボディ（２）が、鋳鋼、アルミニウム合金、黄銅またはプラスチック材料の中から選択された材料から製造されることを特徴とする、請求項１から５の一項に記載のボイラ。
【請求項７】
請求項１から６の一項に記載のボイラを備える家庭用暖房、中央暖房または家庭用温水暖房設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気ボイラに関し、詳細には、家庭用暖房、中央暖房または家庭用温水暖房システム用の電気ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気ボイラは従来技術に存在する。このタイプの装置は一般に、一体化された水回路を含む加熱ボディを備える。この水が、抵抗体型電気加熱エレメントによって生成された熱を回収する。
【０００３】
ボイラに対する重大な損傷を引き起こす可能性があるため、このタイプのボイラでは、電気加熱抵抗体が、水のない状態で加熱期間を経てはならない。
【０００４】
知られている１つの解決策は、ある圧力下のボディ内の一定の水流を確認することを可能にする圧力検出器を加熱ボディに取り付けることである。ある限界よりも圧力が低下すると、抵抗体への給電が止められる。
【０００５】
しかし、時には、抵抗体が水によって完全に取り囲まれているにもかかわらず、したがって危険が全くない状態で抵抗体が動作しているにもかかわらず圧力が低下することがある。その結果、圧力検出器が不必要に加熱を止めることがある。
【０００６】
また、水漏れまたは水の脱ガスによって、加熱ボディの上部に、加圧されたガスポケットが形成されることがある。その結果、このガスポケットのために、加熱抵抗体が水から部分的に露出しても、圧力検出器が加熱を止めないことがある。この抵抗体の「オフロード（ｏｆｆ−ｌｏａｄ）」動作モードは、前述のとおり、重大な損傷を引き起こすことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの目的は、これらの欠点を正し、水によって完全に取り囲まれているときには定常的に動作し、もはやそうでないときには停止する抵抗体を備える上記のタイプのボイラを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、加熱ボディの製造工程を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
知られている技法は、加熱エレメントをそれぞれが備える直列に接続された少なくとも２つの室を有する加熱ボディを製造することを含む。このようにすることはボイラ効率を向上させる。
【００１０】
一方、電気ボイラは一般に、循環ポンプ、温度センサまたは圧力逃し弁などのさまざまな特定の機器を必要とする。これらの要素は配管内に分散して配置されることがある。しかしながら、このようなボイラの設置を容易にするため、有利には、これらの要素を１つにまとめて単一の要素とすることができる。
【００１１】
本発明は、直列に接続された少なくとも２つの室を備え、ボイラが動作するのに必要なさまざまな機器を支持する、低コストの単一ユニット加熱ボディを容易に製造することを可能にする。そのために、加熱ボディはキャスティングによって製造され、具体的には鋳鋼、アルミニウム合金、黄銅またはプラスチック型材料から製造される。
【００１２】
したがって、本発明は、家庭用暖房、中央暖房または家庭用温水暖房システム用のボイラであって、実質的に垂直な軸を有するボディを備え、ボディが少なくとも１つの内部仕切りを備え、少なくとも１つの内部仕切りが、少なくとも２つの室と、内部仕切り（１つまたは複数）の上端とボディの天井との間に位置する空間とを画定し、室に入った水を加熱するために、室がそれぞれ、電気抵抗体を含む加熱エレメントを備え、少なくとも１つの室が、ボディ内へ水を導入するための入口を備え、少なくとも１つの室が、ボディ内の温水を抽出するための出口を備え、入口および出口が室の下部に位置するボイラにおいて、ボディが、キャスティングによって製造された単一のユニットから形成されており、循環ポンプ、少なくとも１つの温度センサ、圧力逃し弁およびガス抜きを支持し、ボディに水位センサが取り付けられており、水位センサが、電気抵抗体の上端よりも上方に位置し、水位センサが、電気抵抗体が水から部分的に露出する前に給電を遮断するような方式で加熱エレメントへの給電を制御する手段に接続されていることを特徴とするボイラに関する。
【００１３】
このようにすると、加熱段階中に、加熱抵抗体が水から部分的に露出することがない。
【００１４】
本発明の好ましい一形態によれば、水位を検出する動作がボディの内壁の直近で実行される。
【００１５】
さまざまなタイプの水位センサを使用することができ、例えば光学、超音波、容量または伝導センサを使用することができる。
【００１６】
本発明の好ましい一形態によれば、使用される水位センサが伝導センサである。水位センサは例えば、室壁から露出した、互いに近接する２つの電極からなることができる。
【００１７】
本発明の好ましい一形態によれば、水位センサは、加熱抵抗体の上端と同じ高さにあるのではなく、加熱抵抗体の上端の高さよりも上方に位置する。これは、安全上の理由から、水没した抵抗体をある深さに維持することを可能にする。これらの抵抗体が水から部分的に露出する前に、これらの抵抗体への給電が遮断される。
【００１８】
検出器または給電制御システムが故障した場合でも、水位が抵抗体の上端と同じ高さに低下するまでにはある程度の時間がかかり、このことが、技術者に、抵抗体が損傷を受ける前に介入する時間を与える。
【００１９】
水位センサと抵抗体の上端との間の高さの差は、ボディの全内部高さの少なくとも２％に等しいことが好ましい。
【００２０】
水位センサの位置はさらに、ボディと加熱抵抗体のそれぞれの高さに依存する。これらの２つの高さの間にかなりの差がある場合、ボディの上部に脱ガス空間が生じる。この空間の上境界はボディの天井であり、下境界は、抵抗体の上端よりも上方に位置する水位センサを横切る水平面である。
【００２１】
ボディの天井と水位センサの間の高さの差は、ボディの全内部高さの２％から２０％であることが好ましい。
【００２２】
したがって、脱ガス空間の生成は、ボディと加熱抵抗体の間に十分に大きな高さの差があることを意味する。
【００２３】
本発明はさらに、上記のボイラを備える家庭用暖房、中央暖房または家庭用温水暖房設備に関する。
【００２４】
本発明は、以下の説明を読み、添付図１を検討すると、よりいっそう理解される。添付図１は、大まかな手引きとして示したものであり、決して本発明に対する限定された手引きとして示したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に基づくボイラの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、ボディ２を備えるボイラ１を示す。ボディ２は、図１の断面によって示された垂直面に関して実質的に対称である。
【００２７】
本発明によれば、ボディ２はキャスティングによって製造される。例えば、ボディ２は、鋳型に鋳鋼またはアルミニウム合金を鋳込むことによって、２つの別個の部分の形で製造することができる。次いで、これらの２つの部分を溶接または鑞付けによって組み立てる。このような方法は従来技術に存在する。
【００２８】
ボディ２は、２つの室（４、５）を画定する内部仕切り３を備える。内部仕切り３の上端とボディの天井７との間には空間６が含まれる。加熱される水は、空間６を通って室（４、５）間を循環する。
【００２９】
室４は、加熱される水の入口８を備え、室５は、温水の出口９を備える。入口８および出口９はボディ２の下部に位置する。
【００３０】
室（４、５）はそれぞれ、電気抵抗体を含む加熱エレメント１０を備える。エレメント１０はボディ２の下部に取り付けられ、実質的に垂直な軸に従って配置される。加熱される水は、最初に、入口８と空間６との間を上方へ移動する。この水は、第１のエレメント１０との熱交換によって熱を回収する。水は次いで、空間６と出口９との間を下方へ移動する。この水は、第２のエレメント１０との熱交換によって再び熱を回収する。したがって、出口室５内の水は入口室４内の水よりも実質的に高温である。
【００３１】
ボディ２は、機器のいくつかのアイテム、具体的には循環ポンプ１１、圧力逃し弁１２、温度センサ１３および／または温度制限装置を支持することができるように製造される。ポンプ１１およびセンサ１３は出口室５のレベルに位置することが好ましい。
【００３２】
加熱エレメント１０は、加熱エレメント１０への給電を制御するケーシングに接続される。
【００３３】
ボディ２はさらに水位センサ１５を備える。図１に示された例では、センサ１５が、電極１６および参照電極１７を備える伝導センサである。センサ１５は、加熱抵抗体１０に電力を供給する給電制御ケーシング１４に接続される。
【００３４】
電極１６の位置は、ボイラ１が動作するのに必要な最低水位を決定する。水位が電極１６よりも低下すると、センサ１５はケーシング１４に信号を送り、ケーシング１４は抵抗体１０への給電を遮断する。電極１６が再び水中に没すると、センサ１５はケーシング１４に異なる信号を送り、ケーシング１４は抵抗体１０への給電を再び確立する。
【００３５】
センサ１５の高さは、ボディ２の上部の脱ガス空間１８を画定する。この空間の上境界はボディ２の天井７であり、下境界は、センサ１５の電極１６を横切る水平面である。
【００３６】
加熱期間中に２つのそれぞれのエレメント１０が水から露出することを防ぐため、センサ１５は、内部仕切り３の上端よりも上方に位置することが好ましい。
【００３７】
水位センサ１５と抵抗体１０の上端２０との間の高さの差１９は、ボディ２の全内部高さ２１の少なくとも２％に等しいことが好ましい。この高さの差１９が高さ２１の少なくとも５％に等しいとより好ましい。
【００３８】
ボディの天井７とセンサ１５の間に位置する脱ガス空間の高さ２２は、ボディの全内部高さ２１の２％から２０％であることが好ましい。この高さ２２が高さ２１の５％から１５％であるとより好ましい。
【００３９】
脱ガス空間１８は、その上部に、ガス抜き２３を備える。ガス抜き２３は、ボディ２の製造中に天井７に形成されることが好ましい。
【００４０】
本発明の好ましい一形態によれば、ボディ２がさらに、ボディを膨張タンクに接続する手段（図示せず）を備える。膨張タンクは、加熱中の水の温度に応じた水の体積の変動を吸収することができる従来技術の既存の装置である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ボイラ
２  ボディ
３  内部仕切り
４  室
５  室
６  空間
７  天井
８  入口
９  出口
１０  加熱エレメント、加熱抵抗体
１１  循環ポンプ
１２  圧力逃し弁
１３  温度センサ
１４  給電制御ケーシング
１５  水位センサ
１６  電極
１７  参照電極
１８  脱ガス空間
１９  水位センサと抵抗体の上端との間の高さの差
２０  抵抗体の上端
２１  ボディの全内部高さ
２２  天井とセンサの間に位置する脱ガス空間の高さ
２３  ガス抜き
【図１】
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【外国語明細書】
BOILER FOR DOMESTIC HEATING SYSTEMS 
This invention relates to an electric boiler, in particular for domestic heating, central heating or domestic hot water heating systems.
Electric boilers exist in the prior art. This type of device generally comprises a heating body with an integrated water circuit.  The water recovers the heat produced by the resistor-type electric heating elements.
In this type of boiler, an electric heating resistor must not undergo periods of heating without water, as this may cause significant damage to the boiler. 
One known solution is to fit the heating body with a pressure detector, which enables the constant water flow in the chamber under a certain pressure to be verified. A pressure drop underneath a certain limit causes the power supply to the resistor to be turned off.
However, the pressure can sometimes drop when the resistor is still fully surrounded by water, and therefore still operating without any danger. The pressure detector can therefore unnecessarily turn off the heating.
In addition, a pressurised gas pocket may be formed in the upper part of the heating body due to a water leak or water degassing. Therefore, the heating resistors can become partially emerged from the water due to this gas pocket, without the pressure indicator turning off the heating. This "off-load" mode of operation of the resistors can cause significant damage, as described above.
One purpose of the invention is to correct these disadvantages and produce a boiler as described above, with a resistor in constant operation when it is fully surrounded by water, and which stops when this is no longer the case.
Another purpose of the invention is to improve the manufacturing process for the heating body.
Known techniques involve producing a heating body with at least two chambers connected in series, each chamber comprising a heating element. This provision improves boiler efficiency.
On the other hand, an electric boiler typically requires various, specific equipment, such as a circulation pump, a temperature sensor or a pressure relief valve. These elements can be spread out over the piping. However, in order to ease installation of such a boiler, these elements could be advantageously grouped together onto one single element.
The invention enables a low-cost, single unit heating body to be easily produced, comprising at least two chambers connected in series, and supports a variety of equipment required for the boiler to operate. To this effect, the heating body is produced by casting, in particular from cast steel, aluminium alloy, brass or plastic-type material.
The invention therefore relates to a boiler for domestic heating, central heating or domestic hot water heating systems, comprising a body with a substantially vertical axis, the body comprising at least one internal partition defining at least two chambers, a space located between an upper end of the internal partition(s) and a ceiling of the body, each chamber comprising a heating element with an electric resistor to heat the water entering into the chamber, at least one chamber presenting an inlet for introducing the water into the body, at least one chamber comprising an outlet for extracting the hot water in the body, the inlet and the outlet being located in the lower part of the chambers, said boiler being characterised in that the body is formed from a single unit, produced by casting, and supports a circulation pump, at least one temperature sensor, a pressure relief valve and a gas vent, and in that the body is fitted with a water level sensor, located above an upper end of an electric resistor, connected to a means for controlling the power supply to the heating element in such a way as to cut off the power supply before the electric resistor becomes partially emerged from the water.
Thus, the heating resistors do not become partially emerged from the water during the heating phase.
According to a preferable form of the invention, the operation of detecting the water level is performed in immediate proximity to the internal wall of the body.
The level sensor used can vary in type, for example an optical, ultrasonic, capacitive or conduction sensor. 
According to a preferable form of the invention, the water level sensor used is a conduction sensor. It can, for example, consist of two electrodes, emerging from the chamber wall and near each other. 
According to a preferable form of the invention, the level sensor is not located at the same height as the upper end of the heating resistors, but above this height. This enables the immersed resistors to be maintained at a certain depth for safety reasons. The power supply to these resistors is cut off before the latter become partially emerged from the water.
In the event of a detector breakdown or a breakdown in the power supply control system, the water level requires a certain amount of time to drop as low as the upper end of the resistors, which gives a technician a time frame to intervene before the resistors undergo any damage.
Preferably, there is a height difference between the level sensor and the upper end of the resistors equal to at least 2% of the total internal height of the body. 
The position of the sensor also depends on the respective heights of the body and the heating resistors. In the event where there is a significant difference between these two heights, there is a degassing space in the upper part of the body. The upper boundary of this space is the ceiling of the body and the lower boundary is the horizontal plane passing by the level sensor, itself located above the upper end of the resistors.
Preferably, there is a height difference between the ceiling of the body and the level sensor of between 2% and 20% of the total internal height of the body. 
The creation of a degassing space therefore implies providing for a large enough height difference between the body and the heating resistors.
The invention also relates to a domestic heating, central heating or domestic hot water heating installation, comprising a boiler as previously described.
The invention will be better understood after reading the following description and after examining the single accompanying figure. This is presented as a rough guide and in no way as a limited guide to the invention. 
The single figure represents a cross-sectional, schematic view of a boiler according to one form of embodiment of the invention. This figure shows boiler 1 comprising body 2. Body 2 is substantially symmetrical according to a vertical plane, represented by the planigraphic plane in the single figure. 
According to the invention, body 2 is produced by casting. For example, body 2 can be produced in the shape of two distinct parts, by casting cast steel or aluminium alloy into a mould. The two parts are then assembled by welding or brazing. Such methods exist in the prior art.
Body 2 comprises an internal partition 3, which defines two chambers (4, 5). A space 6 is included between an upper end of the internal partition 3 and a ceiling 7 of the body. The water to be heated circulates between the chambers (4, 5) by space 6.
Chamber 4 comprises an inlet 8 for the water to be heated and chamber 5 comprises an outlet 9 for the hot water. Inlet 8 and outlet 9 are located in the lower part of body 2. 
Each of the chambers (4, 5) comprises a heating element 10 with an electric resistor. Elements 10 are attached to the lower part of body 2 and positioned according to a substantially vertical axis. The water to be heated initially moves upwards, between inlet 8 and space 6. It recovers heat by heat exchange with a first element 10. The water then moves downwards, between space 6 and outlet 9. It again recovers heat by heat exchange with a second element 10. The water in outlet chamber 5 is therefore substantially hotter than the water in inlet chamber 4.
Body 2 is produced in such a way as to be capable of supporting several items of equipment, in particular a circulation pump 11, a pressure relief valve 12, a temperature sensor 13 and/or a temperature limiting device. Preferably, pump 11 and sensor 13 are located at the level of outlet chamber 5.
Heating elements 10 are connected to a casing, which controls their power supply.
Body 2 also comprises a water level sensor 15. In the example represented in the single figure, sensor 15 is a conduction sensor, which comprises an electrode 16 and a reference electrode 17. Sensor 15 is connected to a power supply control casing 14 to power the heating resistors 10.
The position of electrode 16 determines the minimum water height required for boiler 1 to operate. When the water level drops below electrode 16, sensor 15 sends a signal to casing 14, which cuts off the power supply to resistors 10. When electrode 16 is again immersed in water, sensor 15 sends a different signal to casing 14, which re-establishes the power supply to resistors 10.
The height of sensor 15 defines a degassing space 18 in the upper part of body 2. The upper boundary of this space is the ceiling 7 of body 2, and the lower boundary is the horizontal plane passing by electrode 16 of sensor 15.
In order to avoid each of the two elements 10 from becoming emerged from the water during the heating period, sensor 15 is preferably located above an upper end of the internal partition 3.
Preferably, there is a height difference 19 between the level sensor 15 and the upper end 20 of resistors 10 equal to at least 2% of the total internal height 21 of body 2. More preferably, this height difference 19 is equal to at least 5% of height 21.
Preferably, there is a height 22 of the degassing space, located between the ceiling 7 and sensor 15 of between 2% and 20% of the total internal height 21 of the body. More preferably, this height 22 is between 5% and 15% of height 21. 
Degassing space 18 comprises, in its upper part, a gas vent 23. Preferably, the position of vent 23 is made in the ceiling 7 during the production of body 2.
According to a preferable form of the invention, body 2 also comprises means (not represented) for connecting the body to an expansion tank. An expansion tank is an existing device in the prior art, capable of absorbing the variations in the volume of heating water according to its temperature. 
1.- A boiler (1) for domestic heating, central heating or domestic hot water heating systems, comprising a body (2) with a substantially vertical axis, 
the body comprising at least one internal partition (3) defining at least two chambers (4, 5), a space (6) located between an upper end of the internal partition(s) and a ceiling (7) of the body, 
each chamber comprising a heating element (10) with an electric resistor to heat the water entering into the chamber,
at least one chamber (4) presenting an inlet (8) for introducing the water into the body (2), at least one chamber (5) comprising an outlet (9) for extracting the hot water in the body, the inlet (8) and the outlet (9) being located in the lower part of the chambers,
said boiler being characterised in that:
- the body (2) is formed from a single unit, produced by casting, and supports a circulation pump (11), at least one temperature sensor (13), a pressure relief valve (12) and a gas vent (23),
- the body (2) is fitted with a water level sensor (15), located above an upper end (20) of an electric resistor (10), connected to a means (14) for controlling the power supply to the heating element in such a way as to cut off the power supply before the electric resistor becomes partially emerged from the water.
2.- A boiler according to claim 1, characterised in that the operation of detecting the water level is performed in immediate proximity to the internal wall of the body (2).
3.- A boiler according to claim 1 or claim 2, characterised in that there is a height difference (19) between the level sensor (15) and the upper end (20) of resistors (10) equal to at least 2% of the total internal height (21) of the body.
4.- A boiler according to one of the previous claims, characterised in that water level sensor (15)  is a conduction-type sensor.
5.- A boiler according to one of the previous claims, characterised in that there is a height difference (22) between the ceiling (7) of the body and the level sensor (15) of between 2% and 20% of the total internal height (21) of the body.
6.- A boiler according to one of the previous claims, characterised in that the body (2) is made out of a material chosen from either cast steel, aluminium alloys, brass or plastic materials.
7.- A domestic heating, central heating or domestic hot water heating installation, comprising a boiler according to one of the previous claims.
1.  Abstract
The invention relates to a boiler (1) for domestic heating, central heating or domestic hot water heating systems, comprising a body (2) with a substantially vertical axis, 
the body comprising at least one internal partition (3) defining at least two chambers (4, 5), a space (6) located between an upper end of the internal partition(s) and a ceiling (7) of the body, 
each chamber comprising a heating element (10) with an electric resistor to heat the water entering into the chamber,
said boiler being characterised in that:
- the body (2) is formed from a single unit, produced by casting, and supports a circulation pump (11), at least one temperature sensor (13), a pressure relief valve (12) and a gas vent (23),
- the body (2) is fitted with a water level sensor (15), located above an upper end (20) of an electric resistor (10), connected to a means (14) for controlling the power supply to the heating element in such a way as to cut off the power supply before the electric resistor becomes partially emerged from the water.
The invention also relates to a heating installation fitted with such a boiler.
2.  Representative Drawing
Figure 1
【図面１】
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