Brevet FR2006810A1 — publié le 19700102

La présente invention concerne tin humidificateur d'air fonctionnant suivant le principe de la vaporisation et comportant un élément de chauffage électrique qui vaporise de l'eau à partir d'un réservoir. 5 On connaît déjà de tels appareils. ±ls sont utilisés pour humidifier l'air dans des appartements ou des ateliers asséchés par un chauffage central ou par un chauffage par rayonnement. Le problème qui se pose dans ces appareils est le maintien à un niveau constant de l'eau dans une chambre de vaporisation rela-10 tivement petite pour obtenir un rendement maximum de l'appareil. Lorsque le niveau dans la chambre de vaporisation est trop bas, de sorte qu'une grande partie de l'élément de chauffage fait saillie hors de l'eau, il y a le danger d'un trop fort chauffage local de l'élément et de sa destruction consécutive. Par 15 contre,si le niveau est trop haut, l'eau se vaporise vite et le rendement diminue. Dans les appareils connus de ce type, ce problème a été résolu au moyen de dispositifs d'écoulement obturés par le niveau montant, de soupapes ou d'autres dispositifs plus ou moins compliqués. En outre, dans ces solutions connues, 20 le niveau dans la chambre de vaporisation doit d'abord légèrement baisser avant qu'on puisse ajouter de l'eaue La présente invention apporte une solution simple et surprenante à ce problème, caractérisée en ce que l'élément chauffant est placé dans une chambre de vaporisation communiquant 25 avec de l'eau du réservoir, et relié avec au moins un flotteur dont la force ascensionnelle est choisie de façon qu'il maintienne la chambre de vaporisation à l'état de flottaison tout en assurant, dans cette chambre, un niveau d'eau se trouvant toujours à la même hauteur favorable pour la vaporisation, indépen-30 dairjnent de la quantité d'eau vaporisée et tant que la chambre de vaporisation flotte sur l'eau du réservoir. Etant donné que cette solution, suivant l'invention, présente le danger d'une transmission de chaleur trop importante à par-tjr -5e l'er-; bouillante se trouvant dans la chambre de vaporisa-35 tion à l'eau froide du réservoir, il est avantageux de munir la chrmbre de vaporisation d'une couche calorifuge pour isoler l'eau bouillant cens cette chambre de l'eau froide du réservoir. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées de façon simplifiée, à titre d'exemples non limita 69 12468 2 2006810 tifs, aux dessins annexés. La fig. 1 représente un appareil 'en coupe suivant la ligne I-I de la fig. 2. La fig. 2 est un plan du même appareil avec coupe partielle du flotteur. La fig. 3 montre, en coupe, un autre appareil. La fig. 4 est une poupe d'un troisième appareil. Les figures suivantes représentent des détails d'un appareil conform e aux fig. 1 et 2, à savoir : 10 La figo 5 est une coupe verticale de l'appareil suivant la ligne T-V de la fig. 6„ La fig0 6 est un plan. La fig. 7 représente la.chambre de vaporisation à l'état ouvert et partiellement en coupe. 15 Les fig. 1 et 2 montrent un appareil très simple présentant extérieurement l'aspect d'un flotteur nageant dans un caisson d'eau. L'appareil est constitué par un réservoir 1 qui contient l'eau W à vaporiser. Un flotteur 3 relié à un "bras 4 nage sur l'eau. Le bras 4- comporte lui-même un axe transver-20 sal 5, supporté en 6 par les parois latérales du réservoir, pour que le flotteur puisse monter et descendre suivant le niveau d'eau, mais ne puisse pas basculer. Un tube forme le bras 4 en permettant le passage du câble 7 d'alimentation en courant électrique dans le flotteur pour l'élément chauffant. Le 25 flotteur 3 est composé de deux parties, à. savoir d'un corps de flottaison 8 fournissant la force ascensionnelle et d'une chambre de vaporisation 9 reliée rigidement au corps de flottaison. Le corps de flottaison et la chambre de vaporisation présentent une paroi extérieure cylindrique 10, mais sont séparés 30 l'un de l'autre par une cloison 11. La chambre de vaporisation est réalisée à double paroi. L'espace entre la paroi extérieure et la paroi intérieure 12 constitue un isolement thermique. Un élément chauffant électrique 13 est fixé à la cloison 11. Cet élément est une cartouche chauffante contenant 3b une résistance dont les spires sont complètement isolées par rr-rrert à l'enveloppe extérieure de 1?. cartouche. Le câble 7 est raccordé à l'élément 13. La paroi double de la chambre de vaporisation comporte, à sa partie inférieure, un orifice d'entrée d'eau 14 et, à sa 69 12468 3 2006810 partie supérieure, ttn orifice d'échappement 15 de la vapeur. Ces deux orifices sont réalisés de telle manière que l'espace entre les parois extérieure "et intérieure de la chambre de vaporisation soit quand même hermétiquement clos, la pénétration 5 de l'eau ou de la vapeur dans cet espace doit être exclue . Lors de l'utilisation de l'appareil, le flotteur 3 nage sur l'eau W en plongeant à peu près à moitié dans l'eau. C'est le corps de flottaison 8 qui fournit, en majeure partie, la force ascensionnelle, la chambre de vaporisation ne possédant 10 que peu de force ascensionnelle. La chambre de vaporisation se remplit partiellement d'eau par l'orifice 1i4. L'eau contenue dans la chambre de vaporisation est portée à 1'ébullition par l'élément chauffant 13» la vapeur formée s'échappe par l'orifice 15 et humidifie l'air. Etant donné que la force ascen-15 sionnelle du corps de flottaison reste toujours constante, l'immersion de la chambre de vaporisation est aussi toujours la même, de sorte que le niveau dans la chambre de vaporisation reste toujours constant et que l'élément chauffant peut toujours fonctionner sous des conditions favorables. La vapeur est re-20 présentée par les flèches et le nuage 3). Un autre appareil d'humidification d'air est représenté à la fig. 3» la chambre de vaporisation 20 est maintenue sur l'eau par deux flotteurs cylindriques 21. La chambre 20 contient un élément chauffant 22 alimenté en courant au moyen 25 d'un câble flexible 23. L'orifice d'entrée 24 d'eau se trouve dans le fond et l'orifice d'échappement 25 'de la vapeur dans la partie supérieure de la chambre. Contrairement à l'appareil représenté aux fig. 1 et 2, dans lequel la chambre de vaporisation pivote autour de l'axe 5» lors de l'abaissement du 30 niveau d'eau dans le réservoir, la chambre de vaporisation, suivant la deuxième réalisation, reste toujours dans une position horizontale grâce aux deux flotteurs. L'appareil est représenté plus ou moins schématiquement; il manque un calorifugeage et une protection contre le fonctionnement à sec. W désigne 35 l'eau dans le réservoir et D la vapeur qui s'échappe. La fig. 4 montre schématiquement un appareil d'humidification d'air dans lequel le corps de flottaison 31 affecte la forme d'un bateau et la chambre de vaporisation 32 forme la partie centrale. 40 Les fig. 5 à 7 , montrent avec plus de détails 69 12468 4 2006810 un appareil correspondant à la représentation schématique des fig, 1 et 2. Mais, contrairement aux fig, 1 et 2, l'espace creux de la paroi double est d'une grandeur telle que la chambre avec son couvercle également à double paroi forme elle-même le 5 flotteur. Le réservoir d'eau, en matière plastique, est désigné par 100 et son couvercle par 200. 300 est la chambre de vaporisation à paroi double également en matière plastique, réalisée comme flotteur, qui est supportée articulée par les paliers 105 10 dans la zone du bord supérieur du réservoir 100 au moyen du bras 400. A son extrémité inférieure, celui-ci est réalisé comme couvercle à double paroi 600 fermant la chambre de vaporisation. Cette dernière 300, en forme de pot, est maintenue de façon étanche sur le couvercle 600 par des ressorts de 15 fermeture 307. Le réservoir d'eau 100 comporte un bord de préhension 101 et un fond 111 présentant un creux 112 adapté à la forme de la chambre de vaporisation, de sorte que l'eau peut être vaporisée presque complètement. Le couvercle 200, présentant tin 20 orifice 213 d'échappement de la vapeur, couvre le réservoir, A l'endroit où le câble d'alimentation 414 sort de l'appareil, le couvercle comporte une fente non représentée. La chambre de vaporisation a la forme d'un pot à double paroi avec un couvercle à double paroi 600. Un orifice d'en-25 trée d'eau 316 et un orifice de sortie de la vapeur 317 traversent la double paroi 315» tout en empêchant la pénétration d'eau dans l'espace entre les parois. Le volume de la paroi double est choisi de façon à donner line force ascensionnelle à la chambre pour que celle-ci soit toujours à moitié remplie 30 d'eau. On peut fixer la chambre 300, de façon étanche à l'eau et à la vapeur, sur le couvercle à paroi.double 600 au moyen de ressorts de fermeture 307 en fil de fer. De ce fait, la chambre peut être facilement enlevée du couvercle en permettant le nettoyage de cette chambre et l'enlèvement du calcaire se 35 trouvant sur l'élément chauffant électrique. Le couvercle à double paroi 600 est relié rigidement au bras de levier 400, dont les axes 418, 418' sont supportés dans les plaques de palier 105. L'axe 418' est creux et permet ainsi la sortie du câble d'alimentation 414. Le couver- 69 12468 5 2006810 cle 219 est à double paroi et renferme l'espace de raccordement 220. la plaque métallique 221 ferme cet espace 220 de façon étanche a l'eau et à la vapeur. L'élément chauffant électrique 222 est fixé sur cette plaque de manière que son enveloppe fasse 5 saillie à 1'intérieur de la chambre de vaporisation, tandis que ses branchements se trouvent dans l'espace de raccordement 220. En outre, un coupe-circuit thermostatique 223 est fixé sur la plaque de montage. Le couvercle bOO est d'une seule pièce avec le bras de levier tubulaire 400 permettant la sortie des 10 fils de raccordements 224« Le bras 400 est encore une fois élargi à sa partie supérieure pour former line boîte de raccordement 425 comportant les bornes pour la liaison entre les fils 224 et le câble d'alimentation 414. Près de cette boîte se trouve aussi un basculeur à mercure 426 et la boîte est 15 fermée au moyen du couvercle 427. Le basculeur à mercure et le coupe-circuit thermostatique sont branchés tous les deux en série avec l'élément chauffant. On a ainsi créé une double protection contre une surchauffe de l'élément 222. 20 Le basculeur à mercure coupe le courant lorsque l'inclinai son du bras 400 dépasse un certain degré, c'est-à-dire juste avant que la réserve d'eau dans le réservoir soit épuisée. Aussi bien la position la plus élevée que la position la plus basse du flotteur et de la chambre de vaporisation sont indi-25 quées en traits interrompus à la fig. 5. Au cas où le basculeur à mercure ne coupe pas à temps l'alimentation, le coupe-circuit thermostatique interrompt l'alimentation de l'élément lorsqu'une certaine température est dépassée. 69 12463 6 200681Q REVENDICATIONS 1 - Humidificateur d'air fonctionnant selon le principe de la vaporisation comportant un élément chauffant électrique qui vaporise l'eau d'un réservoir, caractérisé en ce que l'élément 5 chauffant est placé dans une chambre de vaporisation communiquant avec l'eau du réservoir et relié avec au moins un flotteur dont la force ascensionnelle est choisie de façon qu'il maintienne la chambre de vaporisation à l'état de flottaison tout en assurant» dans cette chambre, un niveau d'eau se trou-10 vant toujours à la même hauteur favorable pour la vaporisation, indépendamment de la quantité d'eau vaporisée et tant que-la chambre de vaporisation flotte sur l'eau du réservoir. 2 - Humidificateur d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation présente une couche 15 calorifuge pour isoler l'eau bouillant dans cette chambre de l'eau froide du réservoir. 3 - Humidificateur d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de vaporisation présente la forme d'un pot à double paroi qui est fermé au moyen d'un couvercle 20 à double paroi et en ce que les espaces creux ménagés dans les doubles parois aussi bien du pot que du couvercle sont prévus de manière à conférer la force ascensionnelle nécessaire à un flotteur. 4 - Humidificateur d'air suivant la revendication 3» carac-25 térisé en ce que la chambre de ^vaporisation est reliée rigidement à un bras, supporté pivotant dans la zone du bord supérieur du réservoir d'eau et en ce que le câble d'alimentation en courant pour l'élément chauffant électrique est mené vers l'extérieur à travers ce bras et le centre du pivot. 30 3 - Humidificateur d'air suivant la revendication 4*, carac térise en ce qu'un basculeur à mercure est disposé à l'intérieur du bras et coupe l'arrivée du courant à l'élément chauffant lorsque la réserve d'eau dans le réservoir est presque épuisée. 6 - Humidificateur d'air suivant la revendication 5, carac-35 térisé en ce que l'élément chauffant électrique est fixe sur l'extrémité élargie et réalisé comme couvercle à double paroi du bras au moyen d'une plaque de montage et en ce qu'il est disposé sur cette plaque de montage un coupe-circuit thermostatique interrompant l'alimentation de l'élément chauffant en courant 12468 7 2006810 lorsque celui-ci est surchauffé. 7 - Humidificateur d'air suivant l'une des revendications 1 à caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du bras est conformée comme couvercle à double paroi sur lequel est fixé l'élément chauffant électrique et en ce que la chambre de vaporisation à double paroi, en forme de pot, peut être enlévée entièrement du couvercle en vue d'un nettoyage et d'un enlèvement du calcaire.