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DANS
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Est A
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Dof
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Ricin
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Trou
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Polymer
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Polyethylene
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Polycarbonate
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Molecule
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qutil
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aluminium
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water
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Physical
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7 s
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3oC.
(1)
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Disease
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Rupture
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Generic
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epoxide
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519758A1
Family ID 8093024
Probable Assignee Brunet Maurice
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PERFECTIONNEMENT AUX APPAREILS DE COMPTAGE DE LA CHALEUR
EMISE PAR UN RADIATEUR
EN Title HEAT METER FOR DOMESTIC RADIATOR - USES VISCOUS LIQUID
FLOWING FROM TANK TO GRADUATED TUBE THROUGH CAPILLARY TUBE PLACED
AGAINST RADIATOR
Abstract
_________________________________________________________________
APPAREIL A INSTALLER SUR UN RADIATEUR DE CHAUFFAGE CENTRAL, COMPRENANT
UN RESERVOIR 3 CONTENANT UN LIQUIDE VISQUEUX SPECIAL 11 QUI S'ECOULE
PAR GRAVITE DANS UN TUBE GRADUE 1 AU TRAVERS D'UN CAPILLAIRE 7
EXTERIEUR AU RESTE DE L'APPAREIL; LA QUANTITE DE LIQUIDE ECOULE
PENDANT UNE PERIODE DONNE UNE MESURE DE LA CHALEUR EMISE PAR LE
RADIATEUR DANS CETTE PERIODE. L'INSTALLATION EST FAITE DE SORTE QUE LE
CAPILLAIRE 7 SOIT EN CONTACT THERMIQUE AUSSI PARFAIT QUE POSSIBLE AVEC
LA SURFACE DU RADIATEUR ET CALORIFUGE. LE PISTON MOBILE 8 PERMET DE
RENVOYER LE LIQUIDE DU TUBE 1 AU RESERVOIR 3, CE QUI REMET LA MESURE A
ZERO.
This apparatus, when fixed on a domestic radiator, measures the
quantity of heat emitted by this radiator during a certain period.
This apparatus is formed by a tank which contains a viscous liquid
which flows by gravity in a graduated tube situated under the tank.
The quantity of liquid in the graduated tube indicates the heat
emitted. In this apparatus, the liquid flows through a calibrated
capillary tube which is placed outside the tank and outside the
measuring tube. The apparatus is mounted on the radiator in such a way
that this capillary tube is placed against the radiating surface. A
heat insulating device is placed so that the temperature difference
between the capillary tube and the radiating surface is low.
Description
_________________________________________________________________
On connait une categorie d'appareils utilises pour repartir
eqpitablement le cout d'un chauffage collectif entre ses divers
usagers, le principe de ces appareils consistant a fournir pour chaque
radiateur individuellement une mesure q telle que, a chaque instant,
d4/t soit egal (a un facteur contant pres) a:: etant une temperature
d'ambiance normale fixee une fois pour toutes, voisine de 19 C, 9 la
temperature du composant de l'appareil qui determine la mesure.et C un
coefficient dit "variance relative de temperature" dependant de
l'installation de l'appareil sur le radiateur et exprimant le decalage
qui existe entre 8 et la temperature reelle T de la surface radiante,
ce coefficient etant nul Si 0= r
L'interet de tels appareils decoule de ce que t exprime par la
formulation ci-dessus represente avec une exactitude convenable la
quantite de chaleur emise par unite de surface du radiateur pendant
une duree quelconque, un an par exemple, cette exactitude etant
toutefois mediocre si le coefficient de va rianceC/est eleve, c'est a
dire s'il n'y a pas a la fois bonne transmission de chaleur entre le
radiateur et le composant sensible et bon isolement thermique de ce
composant autour de ses parties soumises a une deperdition de
calories.
On sait qutil existe un mode particulier de realisation de ce genre
d'appareils, constitue essentiellement d'un reservoir contenant un
liquide visqueux convenable, ce reservoir surmon-tant un tube vertical
gradue qui recueille le liquide s'ecou lant par gravite du reservoir
au travers d'un capillaire a faible tolerance, constitue par exemple
par un troncon debite dans une baguette de verre utilisee pour la
fabrication des tiges de thermometres de precision, medicaux ou
autres.
Dans ce mode de realisation connu, la baguette du capillaire est logee
a l'interieur de l'appareil et traverse la cloison etanche separant le
reservoir et le tube gradue superposes. a presente invention concerne
un perfectionnement au mode de realisation ci-dessus, caracterise
essentiellement par le fait que le tube capillaire est exterieur au
reservoir et au tube gradue et que les moyens d'installation de
l'appareil sur le radiateur sont agences de telle sorte que ce
capillaire soit place tout contre la paroi radiante sur toute sa
longueur et enrobe d'un calorifugeage, ce qui ameliore la precision en
conferant au coefficient c une valeur nettement plus faible que
lorsque le capillaire est separe de la surface radiante par le corps
de l'appareil, ce qui entraine la necessite d'un calofugeage bien plus
important et un encombrement peu compatible avec l'exLguite de la
place disponible.De plus, cette disposition ameliore la fidelite dans
le temps de l'appareil puisque le liquide n'est porte a la temperature
du radiateur qhe durant son transit par le capillaire, soit une minute
environ par an; ainsi, sa degradation sous 11 effet de la chaleur
n'est plus a redouter.
Selon une variante avantageuse de l'invention, qui tient compte de ce
que les capillaires ne peuvent pas aisement etre realises avec une
face exterieure plane, le flux thermique entre la surface du radiateur
et le capillaire est ameliore par l'interposition d'une baguette
metallique profilee qui soit en contact intime a la fois avec le tube
capillaire et la surface radiante, contacts enduits d'un liant liquide
ou pateux dont la conductivite thermique est amelioree en lui
incorporant une poudre metallique fine. lie tube capillaire et la
profile sont proteges par un habillage calorifuge.
D'autres particularites avantageuses de l'invention seront mises en
evidence par la description d'un mode de realisation donne comme
exemple non limitatif, illustree par la Planche unique annexee sur
laquelle:
Fig. I represente la coupe verticale de l'appareil nu.
Fig. 2 est la coupe horizontale suivant le plan bb' de l'appareil
installe sur un radiateur a colonnes, a une echelle un peu dilatee par
rapport a la Fig. 1
Fig. 3, a meme echelle que Fig. 2, est la coupe horizontale du
reservoir suivant le plan aa'; le plan vertical de coupe decale ee'
est celui de la Fig. 1
Fig. 4, a meme echelle que Fig. 3, montre l'interrupteur de debit
suivant la coupe verticale dof de cette Fig. 3
Fig. 5, a meme echelle que Fig.1, represente en coupe verticale une
variante du reservoir. te tube de verre calibre 1 (Fig.l) recueille le
liquide Il contenu dans le reservoir 3 qui s'ecoule lentement par le
capillaire 2 sous l'effet de la pression hydrostatique.
La quantite de liquide recueilli est lue sur une ecuelle 2 dont la
graduation sera precisee plus loin. vLe reservoir 2 est en
polyethylene moule, emmanche sans aeu sur le tube 1. Les parties
superieures du reservoir et du tube communiquent par une cheminee 4 de
hauteur suffisante pour depasser le niveau maximal du liquide Il dans
le reservoir 3
Ce reservoir est ferme par un couvercle etanche et expansible
Le fond du reservoir 2 est perce, tout pres de la paroi laterale, d'un
orifice debouchant par un raccord 6 dans lequel est emmanchee la
baguette de verre 7 percee axialement du capillaire.A son autre
extremite, cette baguette 7 s'emmanche dans un raccord inferieur venu
de moulage avec la piece 8 en polyethylene qui constitue capuchon
inferieur du tube I et dont le fond a le meme diametre interieur que
le tube 1 et le prolonge.
Un piston libre a levres 2 assure l'etancheite au bas du tube 1;il
peut coulisser a frottement doux dans le tube ou dans son prolongement
du capuchon 8. Pendant toute la saison de chauffage, ce piston 2 est
en butee inferieure,comme represente Fig.l. Lorsque le prepose aux
releves annuels a lu le niveau du liquide sur la graduation 2, il
introduit une tige terminee en T dans l'evidement du piston 2 et le
pousse a fond vers le haut; le liquide est reinjecte ainsi par la
cheminee 4 dans le reservoir 5; le couvercle expansible 5 se gonfla
sous l'effet de la surpression.En ramenant alors, grace a la tige en
T, le piston 8 en position basse, le couvercle s'aplatit et le niveau
est ramene a zero dans le tube gradue 1, l'origine de la graduation 2
tenant compte du petit volume de liquide reste dans la cheminee 4
Le liquide Il est un fluide tres visqueux, tel que sa viscosite
absolue P exprimee en centipoises suive en fonction de la temperature
des variations aussi proches que possibles de la forme v = KAee.)4'o
Ces variations, reportees sur un diagramme
ASTM de WALTHER donnent un trace a pente legerement decroissante en
fonction de. - Cette condition est remplie de facon satis- faisante,
soit par un melange dose d'huile de ricin et d'une huile minerale
epaisse appropriee, soit par certains polymeres de synthese purs ou
melanges. Suivant l'invention, on peut accroitre artificiellement la
viscosite du liquide - ce qui presente des avantages - en diluant dans
le liquide une poudre tres fine d'une substance ayant une densite
proche de celle du liquide; cette variante peut conduire a utiliser
des produits qui, pour les temperatures voisines de 40 C, n'ont plus
une rheologie strictement newtonienne, ce qui n'est pas prohibitif. te
debit instantane du liquide depend de la pression hydrostatique, donc
de la hauteur atteinte par le liquide sur la graduation; on elimine
l'effet de cette variable en etablissant cette graduation suivant une
loi convenable: en particulier, si le reservoir 2 est a section
constante a tous les niveaux, l'echelle est logarithmique.
Si le capillaire est debite dans une longue baguette de verre telle
que celles utilisees pour fabriquer les tiges de thermometres de
precision, le calibre du capillaire ne peut, en l'etat actuel de la
technique, etre realise avec une tres grande precision relative, de
l'ordre de 1, mais on peut par contre connaitre aisement ce calibre
avec cette precision pour chaque baguette individuellement, une
baguette permettant d'avoir 10 ou 20 capillaires. A la suite de ce
calibrage individuel, on repartit ces baguettes en lots homogenes,
chacun groupant les baguettes ayant un calibre nominal connu a une
faible tolerance pres.Suivant l'invention, on compense la disparite
des divers lots par l'un ou l'autre des deux procedes ci-dessous
- soit en debitant chaque lot a une longueur determinee, qui varie
d'un lot a l'autre,
- soit en appariant chaque lot a une echelle de graduation qui varie
d'un lot a l'autre.
Moyennant les precautions exposees ci-dessus concernant le liquide, la
remise a zero et le capillaire, le niveau du liquide lu lors d'un
releve represente la consommation de chaleur selon la formule de base,
depuis le releve precedent.
Si aucune precaution speciale n'etait prise, le liquide continuerait a
s'ecouler alors que le radiateur n'emet plus de chaleur, ce qui
fausserait les mesures. On peut attenuer cet inconvenient en
incorporant au liquide un additif qui, en dessous de 400C, lui confere
un comportement rheologique plastique.
On peut aussi le supprimer en arretant le debit pour une temperature
de l'ordre de 30 ou 3oC. A cet effet, on rajoute au reservoir 3 un
dispositif (Fig. 3 et 4) constitue d'une plaquette metallique mi dont
une extremite porte un embout 18 de meme diametre que la baguette
capillaire, perce d'un canal axial et emmanche a force dans le raccord
6, ce canal permettant Zu liquide d'acceder au capillaire; entre cet
embout 18 et l'entree du capillaire est interpose un flan 22 decoupe
dans une toile metallique inoxydable a mailles de 30 w fu commerce
pour arreter toute impurete qui pourrait obstruer le capillaira
A A l'extremite:ppppes. de la plaquette est amenagee une fente 19 dans
laquelle on insere l'extremite d'une bilame 20 dont l'autre extremite
porte un pointeau 21.La fente JI est plus large que l'epaisseur de la
bilame qui peut donc s'y placer avec un certain jeu; quand on assemble
plaquette et bilame, on garnit au prealable la fente 19 d'une colle
epoxide et on positionne la bilame de facon que le pointeau conique 21
obstrue l'entree du canal et on la maintient en cette position par un
leger pincage; si donc on effectue le durcissement du collage a 350C,
ce sera a cette temperature que s'ouvrira ou fermera le passage du
liquide, selon que l'appareil s'echauffe ou se refroidit.
Entre le capillaire 7 et la paroi du radiateur a colonnes 14 est
intercale un profile etire metallique 12 (Fig.2) en contact intime
avec l'un et l'autre, de faible epaisseur; pour faciliter au maximum
le transfert thermique entre radiateur et capillaire, les surfaces en
contact sont enduites prealablement d'une mince couche liquide ou
pateuse dont la conductivite estamelioree en incorporant a cet enduit
de la poudre d'aluminium tres fine.
Pour que la conductivite thermique se fasse bien sur toute la longueur
du'profile 12, on le realise en plomb; apres enduction d'un liant
adhesif sur le cote a appliquer contre le radia teur, on plaque le
profile contre le radiateur avec un outil qui exerce une pression en
prenant appui sur la colonne chauffante voisine 13, cette pression
etant exercee par un rebord semi-circulaire epousant le profil de la
baguette capillaire 2
L'ensemble du spillaire 7 et du profile est applique sur toute sa
hauteur contre la colonne chauffante 14 par une lame ressort 16 dont
les deux rebords sont galbes pour prendre appui: le rebord de gauche
sur la colonne voisine 13 du radiateur le rebord de droite sur une
gouttiere protectrice 15 qui entoure le capillaire 7 et le profile 12
et les appuie contre le radiateur. L'interieur de la gouttiere est
garni d'un materiau calorifuge 26 (kapok, materiau synthetique file ou
expanse...)
L'appareil doit etre protege contre toute manoeuvre, intentionnelle ou
non, qui en fausserait les indications; a cet effet, trois precautions
sont prises 10 / Le ressort 16 est maintenu en position inamovible par
un plombage (non represente) 20 / te capuchon inferieur 8 du tube
gradue (Fig.1) porte deux pattes, chacune percee d'un trou; quand le
prepose a effectue son releve et ramene le piston 2 en position basse,
il enfile dans ces trous une barrette en materiau thermodurcissable
cassant dont les bords sont decoupes en profil de cremaillere qui
empeche par sa presence qu'on puisse actionner le piston i; a chaque
releve, le prepose doit briser cette securite et la remplacer par une
barrette neuve.
30 / Il serait possible de fausser le debit du liquide en diminuant la
temperature du capillaire par des injections repetees d'water dans le
calorifugeage 26; pour deceler cette eventualite le calorifugeage est
melange ou teint avec une substance dont la couleur est changee ou
entrainee par lavage: la gouttiere est donc en materiau transparent
moule ou extrude resistant sans deformation a une temperature de 750C
(polycarbonate)
On peut concevoir de nombreuses variantes sans sortir du cadre de
l'invention: le mode d'installation decrit plus haut devra, par
exemple, etre different pour un radiateur a surface plissee. De meme,
on peut concevoir une autre realisation du reservoir, selon Fig.5: la
cheminee est supprimee et le sommet du tube 1 se situe au dessus du
niveau maximal du liquide, termine par une rondelle percee 25 que l'on
peut d'ailleurs supprimer si la tige-poussoir du piston a un limiteur
de course. te reservoir 23 est d'une seule piece avec un dome
deformable 24
On peut aussi automatiser et memoriser les releves, d'une part grace a
une graduation en caracteres magnetiques, et d'autre part en mettant
en suspension dans le liquide une fine poudre magnetique qui permet a
une tete de lecture d'identifier la derniere graduation depassant le
niveau liquide..
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 / Appareil qui, fixe sur un radiateur de chauffage, fournit une
mesure de la quantite de chaleur emise par ce radiateur pendant une
periode quelcmnque, cet appareil etant constitue d'un reservoir
contenant un liquide visqueux approprie qui s'ecoule par gravite dans
un tube gradue situe sous le reser-voir, la quantite de liquide ecoule
dans le tube gradue fournissant la mesure recherchee, ledit appareil
etant caracterise d'une part en ce que l'ecoulement du liquide s'opere
par un capillaire calibre situe a l'exterieur du reservoir et du tube
et, d'autre part, en ce que l'installation de l'appareil sur le
radiateur est telle que ce capillaire se trouve place tout contre la
surface radiante et equipe de moyens de calorifugeage de telle sorte
que l'ecart de temperature entre ce capillaire et la smrface radiante
soit faible.
2 / Appareil selon la revendication n01: caracterise en ce qu'il
comporte une piece metallique intermediaire assurant un contact intime
aveu la surface du radiateur d'une part et, d'autre part la surface
exterieure du capillaire, ces contacts etant enduits d'une mince
couche d'un liant fluide interpose.
3 / Appareil selon la reuendication nO 2-caracterise en ce que l'on
incorpore au liant une fine poudre metallique qui ameliore sa
conductivite thermique.
4 / Appareil selon une des reVendications nO 1,2 ou 3 caracterise en
ce que l'on ajoute au liquide visqueux qui s'ecoule par le capillaire
une poudre solide tres fine ayant une densite voisine de celle du
liquide en sorte que la viscosite en soit accrue.
5 / Appareil selon une des revendications 1,2,3 ou 4 caracterise en ce
que l'etancheite du fond du tube gradue est assuree par un piston
pouvant etre remonte ou redesendu au moyen d'un outil approprie, la
remontee de ce piston jusqu'a sa position limite ayant pour effet de
refouler le liquide contenu dans le tube gradue vers le reservoir
superieur, ce refoulement se faisant par un orifice situe au dessus du
niveau maximal du liquide dans le reservoir.
6 / Appareil selon la revendication n05 caracterise par l'ad- jonction
d'une piece mise en place sous,le piston agencee de telle sorte que
cette mise en place soit irreversible et s'oppose a la manoeuvre du
piston, qui n'est possible qu'apres rupture de ladite piece.
7 / Appareil selon une des revendications 1,2,3,4,5 ou 6 caracterise
par l'adjonction d'une piece comportant un canal situe sur le trajet
decoulement du liquide visqueux, ladite piece servant aussi de support
a une bilame terminee par un pointeau fermant l'entree du canal
lorsque la temperature de la bilame s'abaisse en dessous d'un seuil
impliquant que le radiateur n'emeut plus de chaleur.
8 / Appareil selon une des revendications 1,2,3,4,5,6 ou 7 caracterise
en ce que les tubes capillaires, apres essai individuel prealable,
sont repartis suivant leurs calibres en un certain nombre de lots
distincts, les capillaires de chaque lot etant coupes a une longueur
qui varie d'un lot a l'autre.
9 / Appareil selon une des revendications 1,2,3,4,5,6 ou 7 caracterise
en ce que les tubes capillamres, apres essai individuel prealable,
sont repartis suivant leurs calibres en un certain nombre de lots
distincts, l'ensemble des capillaires d'un meme lot etant apparie a
une echelle de graduation unique qui varie d'un lot a l'autre.
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