Brevet FR2591718A1 — publié le 19870619

DISPOSITIF DE PRODUCTION RAPIDE DE VAPEUR D'EAU L'invention concerne un dispositif de production rapide de vapeur d'eau utilisant le courant électrique circulant dans deux électrodes pour chauffer le fluide. Plus précisément, le dispositif selon l'invention permet de chauffer le fluide dans une partie localisée pour l'amener au point d'ébullition de manière à obtenir, pratique- ment instantanément, de la vapeur d'eau. Le procédé classique de production de vapeur d'eau consiste à utiliser un feu ou un fil de chauffage électrique. Lorsqu'on utilise ce type de procédé pour produire la vapeur d'eau, il faut chauffer toute la masse d'eau jusqutau point d'ébullition pour obtenir la quantité de vapeur d'eau suffisante. Dans ces conditions, le contr8le du volume de vapeur est compliqué et instable. Il ne peut pas s'appliquer à une petite échelle ou pour un usage familial. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, en créant un dispositif utilisant les deux électrodes pour produire le chauffage d'une partie localisée de l'eau, de manière à produire la vapeur destinée à l'utilisateur. L'invention a également pour but d'utiliser l'électricité comme générateur prin- cipal de vapeur d'eau, dans le système de circulation de vapeur dans une maison, un véhicule, un immeuble ou autre. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de production de vapeur d'eau, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de vapeur comprenant une partie inférieure destinée à contenir de l'eau; une paire d'électrodes placées parfaitement parallèlement l'une à l'autre et plongeant %chacune, au moins partiellement, dans l'eau du réservoir de vapeur; et des moyens permettant de faire passer un courant électrique dans les électrodes; ce qui permet ainsi de chauffer une partie de l'eau située entre les électrodes, pour produire de la vapeur. Parmi les applications de l'invention, on peut citer les systèmes de circulation d'air, les étuves, les fourneaux, les fours de cuisson, et les générateurs d'eau douce utilisant la vapeur d'eau pour produire l'eau douce. Une autre caractéristique de l'invention est que l'une des électrodes peut monter ou descendre de façon qu'on puisse régler l'espace entre les deux électrodes. On peut également régler le fonctionnement et la zone d'action du dispositif. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut s'adapter de lui-même à de nombreux volumes d'eau, tout en conservant en même temps la stabilité du courant électrique. Les types de courants électriques utilisables sont soit le courant continu, soit le courant alternatif, soit même l'électricité produite par les cellules solaires. De plus, le volume de vapeur d'eau produit peut se régler facile- ment, de sorte que l'invention peut s'appliquer en de nombreux endroits. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier exemple d'application de l'in- vention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée, du premier exemple d'applica- tion de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe d'un second exemple d'application de l'invention; et - la figure 4 est une vue en perspective éclatée du second exemple d'application de la figure 3. En se référant aux figures 1 et 2, les éléments constitutifs de l'invention com- prennent un réservoir 10, une électrode annulaire intérieure 20, une électrode annulaire extérieure 30, un bouton de réglage du mouvement vers le haut ou vers le bas de l'électrode annulaire extérieur, un tube d'alimentation d'eau 60, et une bouteille de 2-, réserve d'eau 70 destinée à fournir au réservoir 10 la quantité d'eau requise. La bouteille 70 sert égale- ment à maintenir l'eau à un niveau prédéterminé. - Lorsque le niveau d'eau est déterminé, l'électrode annulaire 20 est plongée dans l'eau jusqu'à une certaine profondeur. L'autre électrode annulaire 30 est réglée de manière à plonger dans l'eau jusqu'à une certaine profondeur. Une certaine distance est maintenue entre les deux électrodes. Cette zone est utilisée pour le chauffage de l'eau. Lorsque l'eau est chauffée dans cette partie localisée, cette eau enfle pour former un bouillonnement et de la vapeur. L'eau située dans cette zone est soumise à l'action des électrodes 20 et 30. Un chassis 40 est fixé sur le réservoir 10 pour permettre le branchement de la source de puissance et le montage d'un bouton de réglage 50. Le chassis 40 porte également une tige de stabilisation 80 empêchant les deux électrodes de tourner l'une par rapport à l'autre. Comme indiqué sur les figures, la partie inférieure 11 du réservoir 10 présente une forme concave permettant à la lie de se déposer et d'être évacuée par un tuyau, de façon que l'eau contenue dans le réservoir 10 soit propre et maintienne également la stabilité du courant électrique. Au voisinage du fond 11 du réservoir , se trouve une plate-forme annulaire 13 destinée à recevoir l'électrode annulaire, Un trou est percé dans la paroi verticale 14 du réservoir 10 pour permettre l'alimentation d'eau par un tuyau. Sauf pour l'élément 71, la bouteille de réserve d'eau est fermée de manière étanche. Par suite, le niveau de l'eau est maintenu dans le réservoir 10 à la hauteur du bord supérieur du trou rond 15. En d'autres termes, lorsque le niveau d'eau diminue dans le réservoir 10, de l'air pénètre par le tuyau d'alimentation d'eau 60, pour arriver jusqu'à l'embouchure de la bouteille 71. Ensuite l'eau monte à l'intérieur de la bouteille de réserve d'eau 70. Cette bouteille 70 doit libérer l'eau immédiatement de façon que le réservoir 10 puisse se remplir d'eau. Cela permet de maintenir de façon stable le niveau d'eau du dispositif. Grâce à cette stabilité du niveau d'eau, on peut prévoir la profondeur d'immersion de la partie inférieure de l'électrode, et maintenir la stabilité de celle-ci. Si le réservoir 10 est en métal, il faut alors monter un bourrelet isolant 16 entre l'électrode annulaire 20 et le réservoir. Un fil de masse est branché au réservoir 10 pour des raisons de sécurité. Cependant, dans le cas o le réservoir 10, le tuyau d'alimentation d'eau 60, et la bouteille de réserve d'eau 70 ne sont pas réalisés en métal, le matériau utilisé n'est pas conducteur de l'électricité, de sorte que le "branchement de masse" doit être prévu d'une autre manière. Comme indiqué sur les figures 1 et 2, l'élelectrode annulaire 20 est constituée par un corps conique réalisé dans un matériau inoxydable. La circonférence de sa partie inférieure 21 présente un certain nombre d'ouvertures 22 destinées à faciliter la circulation de l'eau dans le réservoir 10. La partie supérieure de l'électrode annulaire 20 se présente sous la forme d'une plate-forme 23 munie de deux trous concaves 24, 25. Le trou concave 24 est placé au centre pour permettre l'introduction de la partie inférieure du bouton de réglage, de façon que l'arbre de rotation de ce bouton de réglage 50 soit solidement fixé en place. Le trou concave 25 est destiné à l'introduction de la partie inférieure de la tige de stabilisation , de manière à pouvoir stabiliser cette partie inférieure. La plate forme 23 est également percée de nombreux trous de ventilation 26 destinés à équilibrer les pressions des parties intérieure et extérieure. L'électrode annulaire,30 est également constituée par un corps conique de même pente que celle de l'électrode annulaire 20. En d'autres termes, les deux électrodes annulaires , 30 sont parallèles en fonctionnement. A la partie supérieure de l'électrode annulaire 30 se trouve une plate-forme 31 au centre de laquelle se fixe un bloc 32. Ce bloc 32 est percé en son centre d'un trou taraudé destiné à recevoir la tige filetée 51 du bouton de réglage 50, de façon qu'on puisse régler en hauteur l'ensemble de l'électrode annulaire 30. La plate-forme 31 est percée d'un autre trou 33 destiné à permettre le passage de la tige de stabilisation 80. Du fait que la partie supérieure de la tige de stabilisation est fixée au chassis 40, et que sa partie inférieure est introduite dans le trou concave 25 de l'élec- trode annulaire 20, cette tige de stabilisation 80 empêche l'électrode annulaire 30 de tourner, de sorte que cette dernière ne peut que monter et descendre. Dans la plate-forme 31 est également percé un autre trou 34 destiné au passage de la partie électriquement conductrice 27 de l'électrode annulaire 20. D'autres trous sont également percés dans la plate-forme 31 pour permettre le passage de la vapeur, les trous 34, 33 pouvant évidemment servir également au passage de cette vapeur. Sur la figure 1, l'intervalle compris entre les électrodes 20, 30 est le principal endroit de production de la vapeur. L'endroit o les deux électrodes sont immergées dans l'eau, est l'endroit de chauffage, une profondeur de 30 à 20 mm donnant de bons résultats. Lorsque l'eau est chauffée, il se produit un bouillonnement et la vapeur montant dans l'espace qui lui est destiné entre les deux électrodes , 30, est soumise à l'effet de chauffage. Compte tenu de cette caractéristique, on peut remarquer que l'inter- valle compris entre les deux électrodes 20, 30 doit être suffisamment long pour qu'on puisse immerger une partie des électrodes dans l'eau à l'endroit o cette eau est chauffée pour être transformée en vapeur. Ce point de l'invention est très important. Le chassis 40 est monté- sur la partie supérieure du réservoir 10 et se présente sous la forme d'une roue comprenant un anneau extérieur 41, quatre bras 42 et un anneau intérieur 43. Un certain nombre de pieds d'insertion 44- sont prévus sur l'anneau extérieur 41 de manière à venir s'introduire solidement dans la paroi verticale 14 du réservoir 10, de manière à solidifer l'ensemble. Les trois ou quatre bras sont respectivement équipés des électrodes annulaires 20, 30, des vis 28, 36, et de la tige de stabilisation 80. La vis électriquement conductrice 28 est reliée à l'électrode 30 par l'in- termédiaire d'un élément de ressort annulaire 37 servant de partie conductrice. La tige de stabilisa- tion 80 passe par le trou 33 et vient se loger dans le trou concave 25. L'élément de ressort annulaire 37 ci-dessus est utilisé pour accompagner le mouvement de montée et de descente de l'électrode annulaire 30, de manière à assurer la conduction électrique. Le bouton de réglage 50 est monté au-centre de l'anneau intérieur 43. La structure du bouton de réglage 50 comprend une longue tige filetée 51 et un bouton de réglage 52, avec un plongeur 53 se fixant sur la longue tige filetée 51 pour permettre à l'ensemble du bouton de réglage de se déplacer vers le haut. La longue tige filetée ci-dessus se visse dans le pas de vis du bloc 32. En faisant tourner la longue tige filetée 51 au moyen du bouton de réglage 52, on déplace le bloc 32 vers le haut et vers le bas. Lorsque le bloc se déplace vers le haut ou vers le bas, l'électrode annulaire monte ou descend. Cela permet de modifier l'intervalle entre les deux électrodes 20, 30, et la profondeur d'immersion de l'électrode dans l'eau. Le but de ce mouvement est en premier lieu d'adapter le dispositif aux différents volumes d'eau, de manière à régulariser la consommation d'électricité, et en second lieu de régler le volume de vapeur produite. En résumé, l'invention se caractérise en ce qu'elle utilise le réglage de l'inter- valle entre les deux électrodes 20, 30, ainsi que la profondeur d'immersion et la hauteur au-dessus de l'eau de ces électrodes, pour constituer un générateur de vapeur très efficace, très pratique et très rapide. On peut profiter de ces caractéristiques pour produire une plus grande quantité de vapeur, en utilisant la forme de réalisation des figures 3 et 4. Cette dernière forme de réalisation diffère de celle des figures 1 et 2 par la forme des électrodes annulaires, de manière à obtenir une plus grande variation de la zone de chauffage entre élec- trodes. En d'autres termes, cette forme de réalisation décrite brièvement ci-après, consiste à utiliser un plus grand espace pour la production de vapeur. Le fond 11' du réservoir concave 10' est muni d'un tuyau d'introduction et d'évacuation d'eau. Un certain nombre de pattes de fixation 13' permettent de mettre en place la plaque d'électrodes 20' dans la paroi verticale 14'. Un trou 15' associé au tuyau d'alimentation d'eau 60', est percé dans la paroi 14' pour assurer le réglage du niveau d'eau. Une bosse convexe 16' fait saillie sur une patte de fixation 13' pour stabiliser la plaque d'électrodes 20'. Une rainure concave 17' est ménagée dans la paroi verticale 14' pour loger la plaque conductrice d'électricité 24'. Un trou rond 21' est percé au centre de la plaque d'électrodes 20' pour permettre le passage de la longue tige filetée 51'. Un certain nombre d'électrodes annulaires coniques 22' sont montées sur la plaque d'électrodes 20'. Les parties inférieures de ces électrodes annulaires plongent dans l'eau tandis que leurs parties supérieures restent au-dessus de l'eau. La plaque d'électrodes 30' est équipée en son centre d'un bloc 31' percé d'un trou taraudé 32' dans lequel la longue tige filetée 51' vient se visser pour faire monter ou descendre la plaque d'électrodes. Sur la plaque d'électrodes 30' sont fixées un certain nombre d'électrodes annu- laires coniques 33' dont les parties inférieures plongent dans l'eau. En d'autres termes, les électrodes annulaires coniques 22', 33' sont associées pour produire la vapeur d'eau. L'anneau extérieur de la plaque d'électrodes est plus léger, et un certain nombre d'ouvertures 33' sont percées dans la plaque d'électrodes pour permettre le passage de la vapeur d'eau montant vers le haut. Le chassis 40' est également muni d'un certain nombre de pieds d'insertion 41' s'introduisant solidement dans le réservoir 10' pour assurer la rigidité de l'ensemble. Les bras de liaison 42' du chassis sont destinés à recevoir les vis conductrices 23', 351, des deux plaques d'électrodes. La plaque conductrice 24' et l'élément de ressort annu- laire 36' permettent de brancher les deux vis conductrices 23', 35' aux deux plaques d'électrodes 20', 30'. Le bouton de réglage 50' comprenant la longue tige filetée 51',le bouton de réglage 52' et la rondelle 53', vient se visser dans le bloc 31' pour faire monter ou descendre la plaque d'élec- trodes 30'. REVENDICATIONS 1- Dispositif de production de vapeur d'eau, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (10) de vapeur comprenant une partie inférieure destinée à contenir de l'eau; une paire d'électrodes (20, 30) placées parfaitement parallèlement l'une à l'autre et plongeant chacune, au moins partiellement, dans l'eau du réservoir (10) de vapeur; et des moyens (27, 37) permettant de faire passer un courant électrique dans les électrodes; ce qui permet ainsi de chauffer une partie de l'eau située entre les électrodes, pour produire de la vapeur. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (10) de vapeur muni d'une partie infé- rieure; une source d'alimentation d'eau extérieure; des moyens de conduits branchés entre la source d'alimentation d'eau extérieure et le réservoir de vapeur pour assurer la communication de fluide entre les deux, de façon que l'eau passe dans les moyens de conduits, sous l'effet de la pesanteur, pour aller de la source d'alimentation d'eau au réservoir de vapeur; une électrode supérieure (20) et une électrode inférieure (30) disposées parfaitement parallèlement l'une à l'autre et plongeant chacune au moins partiellement dans l'eau du réservoir de vapeur; et des moyens permettant de faire passer du courant électrique dans les électrodes pour chauffer une partie de l'eau située entre les électrodes, et la transformer en vapeur. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la source d'alimentation d'eau extérieure est constituée par un réservoir (70) d'eau placé au-dessus de la partie inférieure du réservoir de vapeur. 4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les électrodes se présentent sous la forme de troncs de cone inversés, chaque électrode comportant une partie de jupe et une partie de base. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les électrodes sont de forme parfaitement circulaire et comportent chacune un certain nombre d'éléments parallèles en forme de troncs de cône inversés comprenant une partie de jupe mais pas de base. 6- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les électrodes sont en métal inoxydable. 7- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir de vapeur est muni d'une rainure concave à sa partie inférieure, et en ce qu'un tuyau de sortie est placé à l'extrémité de cette rainure concave pour permettre l'évacuation de la lie déposée dans la rainure. 8Dispositif selon la 2 revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir est ouvert à sa partie supérieure et comporte un couvercle muni de moyens permettant de laisser sortir la vapeur du réservoir. 9- Dispo-itif selon la revendication 8, caractérisé en ce quil comprend des moyens de réglage de la distance entre les électrodes pour contrôler l'intensité de chaleur. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la distance entre les électrodes sont 25917i8 constitués par: le couvercle du réservoir de vapeur percé d'une ouverture centrale; une tige filetée (51) de réglage placée sur un axe vertical et s'introduisant dans l'ouverture du couver- cle; une première rondelle d'enclenchement portée par la tige au-dessus de l'ouverture; une seconde rondelle d'enclenchement portée par la tige au-dessous de l'ouverture; l'élettrode supérieure comportant en outre un moyeu central dans lequel une chemise taraudée est emboitée à la presse, pour recevoir la tige filetée de réglage, de façon que la rotation de cette tige filetée règle la distance entre les électrodes supé- rieure et inférieure, en augmentant ou en diminuant à volonté la quantité d'eau située entre ces électrodes, pour contrôler l'intensité de chaleur produite. 11- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électrode inférieure est munie, au centre de sa partie de base, d'un moyeu (32) concave dans lequel est guidée la tige filetée de réglage. 12- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le couvercle, l'électrode supérieure et l'électrode inférieure sont perces chacun d'une ouverture supplémentaire, ces ouvertures étant parallèles et coaxiales de façon qu'une tige de stabilisation fixée au couvercle et venant se loger verticalement dans les ouvertures supplémentaires, empêchent l'électrode supérieure de tourner pendant la rotation de la vis filetée de réglage. 13- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens permettant de faire passer le courant dans les électrodes, sont constitués par: une première borne placée entre le couvercle et l'électrode supérieure, la première extrémité de cette borne étant fixée en contact avec le couvercle, et la seconde extrémité de celle-ci étant en contact électrique avec l'élec- trode supérieure; une seconde borne placée entre le couvercle et l'électrode inférieure, la première extrémité de cette borne étant fixée en contact avec le couvercle, et la seconde extrémité-de celle-ci étant en contact avec.l'électrode inférieure; et des moyens permettant de faire passer un courant électrique dans ces bornes pour alimenter les électrodes supérieure et inférieure de manière à chauffer l'eau située entre ces électrodes pour produire de la vapeur. 14- Dispositif selon la revendication 13. caractérisé en ce que la première borne est un élément annulaire en forme de ressort (37). - Dispositif de produc- tion de vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: un réservoir de vapeur comprenant une partie supérieure percée d'une ouverture, et des moyens permettant de faire sortir la vapeur de ce réservoir de vapeur; une source d'alimentation d'eau extérieure; une électrode supérieure munie d'un moyeu et d'un coussinet taraudé emboité à la presse dans ce moyeu, cette électrode étant plongée, au moins partiellement, dans l'eau du réservoir de vapeur; une électrode inférieure munie d'un moyeu concave, cette électrode étant plongée, au moins partiellement, dans l'eau du réservoir de vapeur; des moyens permettant de faire passer du courant électrique dans les électrodes; et une tige filetée de réglage placée suivant un axe vertical et s'introduisant par l'ouverture supérieure pour se visser dans le coussinet taraudé de l'électrode supérieure, tout en étant guidée par le moyeu de l'électrode inférieure, de façon que la rotation de la tige filetée de réglage permette de régler à volonté la distance entre les électrodes supérieure et inférieure, pour commander l'intensité de chaleur produisant la vapeur. 16- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les électrodes sont de forme parfaitement tronconique, et en ce que chaque électrode comporte une partie de jupe et une partie de base. 17- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les électrodes sont de forme parfaitement circulaire, chaque électrode comportant un certain nombre d'éléments de forme parfaitement tronconique, présentant une partie de jupe mais pas de base. 18- Dispositif de production de vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de vapeur contenant de l'eau et présentant une partie supérieure ouverte; un couvercle percé d'une ouverture, se plaçant sur la partie supérieure ouverte du réservoir de vapeur, et comportant des moyens permettant de laisser la vapeur sortir du réservoir de vapeur; une source d'eau extérieure; une paire d'électrodes disposées parfai- tement parallèlement l'une à l'autre, chaque électrode plongeant, au moins partiellement, dans l'eau du réser- voir de vapeur; des moyens permettant de faire passer un courant électrique dans les électrodes pour chauffer une partie de l'eau située entre ces électrodes de manière à produire la vapeur; et des moyens de réglage de la distance entre les deux électrodes pour contr8ler l'intensité de chaleur produite. 19- Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage de la distance entre les électrodes, pour contrôler l'intensité de chaleur produite. - Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les électrodes sont de forme parfaitement tronconique, et comportent chacune une partie de jupe et une partie de base.