Brevet FR2588941A1 — publié le 19870424

La présente invention concerne un générateur électrique de vapeur d'eau perfectionné. On connaît déjà des générateurs de vapeur d'eau du type à jets dans lesquels le courant circule dans des jets d'eau établis entre des électrodes métalliques soumises à une différence de potentiel. Dans les générateurs de ce type, des jets d'eau sont émis à partir d'un réservoir formant une électrode et viennent frapper une seconde électrode qui est habituellement une plaque, les jets d'eau étant habituellement obliques. La longueur et la section des jets d'eau étant invariables, un effet d'électrolyse de l'eau se produit à certains régimes de fonctionnement, qui a pour résultat un dégagement d'oxygène et d'hydrogène dans la vapeur engendrée et la présence d'oxygène dissous dans les condensats. La présence d'hydrogène et d'oxygène dans la vapeur entraine des risques d'explosion. De plus la présence de 11 oxygène entraîne un risque élevé d'oxydation qui est inacceptable dans de nombreuses installations. L'invention a pour but de remédier à ces inconve- nients en fournissant un générateur de vapeur d'eau du type à jets dans lequel la surface de contact des jets avec les électrodes est plus grande et dans lequel la longueur des jets est réglable. L'invention a pour objet à cet effet un générateur de vapeur d'eau du type comportant, dans une cuve fermée, des moyens pour établir des jets d'eau entre des électrodes présentant une différence de potentiel, caractérisé en ce qu'il comprend un bac conducteur constituant l'une des électrodes et au moins un bac conducteur constituant l'autre électrode, espacés à la verticale l'un au-dessus de l'autre, des moyens pour alimenter en eau le bac supérieur, au moins celui-ci comportant des moyens pour permettre à l'eau de s'écouler par gravité à travers sa paroi dans le bac situé au-dessous. - Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'un desdits bacs est réglable verticalement par rapport à l'autre. Suivant un mode de réalisation de l'invention, ladite autre électrode est constituée par deux bacs conducteurs connectés ensemble, disposés l'un au-dessus et l'autre au-dessous du bac constituant la première électrode. De préférence, les deux bacs connectés ensemble sont mobiles et réglables en position par rapport au bac intermédiaire. La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue en section verticale d'un générateur de vapeur suivant l'invention. La figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 d'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 3 en est une vue en section suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue partielle à plus grande échelle montrant les lignes de courant obtenues au moyen des ajutages dans les différents bacs. En se référant à la figure 1, le générateur de vapeur suivant l'invention comprend une cuve 1 portée par des pieds 2 et comportant un revêtement isolant 3. Le générateur de vapeur est pourvu d'une ouverture d'accès 4 et de conduits 5 et 6 de sortie de vapeur et d'entrée d'eau d'alimentation respectivement. Un conducteur 8 constituant une phase d'une alimentation triphasée haute tension s'étendant à travers la cuve 1 par l'intermédiaire d'un isolateur 7 porte un bac 11 en une matière conductrice, par exemple en acier inoxydable, qui est disposé à la verticale au-dessous d'un bac 9 également en acier inoxydable, porté par un support 10. Le fond de chacun des bacs 9 et 11 est percé de plusieurs trous à travers lesquels sont disposés des ajutages 12 en une matière isolante qui font saillie à l'intérieur de chacun des bacs sur une hauteur différente. Le générateur comporte enfin une pompe 13 de recyclage de l'eau dans le fond de la cuve 1, comportant un tuyau 14 d'alimentation qui débouche au-dessus du bac supérieur 9. Enfin, la cuve est reliée au neutre comme représenté en T. Le fonctionnement de ce générateur est le suivant. La pompe d'alimentation 13 envoie l'eau prélevée dans le fond de la cuve dans le bac supérieur 9 d'où elle s'écoule par gravité à travers les ajutages 12 dans le bac 11 relié à une phase de l'alimentation. Du bac 11 l'eau provenant du bac 9 s'écoule par l'intermédiaire des ajutages 12 dans le fond de la cuve. Le courant circule entre les bacs 9 et 11 qui constituent les électrodes du générateur et entre le bac 11 et la cuve 1 par l'intermédiaire des jets 15 et s'échauffe par effet Joule et se vaporise. On se reportera maintenant à la figure 4 qui montre à plus grande échelle un ajutage 12 et une partie de chacun des bacs 9 et 11. On a représenté en traits interrompus, schématiquement, les lignes de courant obtenues. On constate en effet que les bacs 9 et 11 étant entièrement conducteurs le contact avec l'eau s'établit sur la totalité de la surface des bacs qui est remplie, les lignes de courant se concentrant ensuite dans les jets 15. On remarquera à la figure 1 que les ajutages 12 font saillie à l'intérieur des bacs 9 et 11à des hauteurs différentes. Cet agencement permet de moduler la puissance fournie par le générateur. En effet, en fonction du débit assuré par la pompe 13, le niveau d'eau dans chaque bac alimentera soit la totalité, soit une partie seulement des ajutages 12, modifiant ainsi le nombre des jets 15. On remarquera également à la figure 4 que la surface métallique de chaque bac constituant une électrode, qui est intéressée par le passage du courant, est indépendante de la section des jets. Cette surface est calculée de façon que la densité de courant correspondante soit inférieure à celle qui provoquerait le phénomène d'électrolyse de l'eau. En se référant à la figure 2, on a représenté un mode de réalisation préféré de l'invention dans lequel les organes identiques sont désignés par les mêmes références. Dans ce mode de réalisation, l'électrode de phase est constituée par le bac 11 comme dans l'exemple précédent. Cependant, l'électrode au potentiel zéro est constituée par deux bacs disposés alignés verticalement l'un au-dessus et l'autre au-dessous du bac 11. Le bac supérieur 9 et le bac inférieur 16 sont montés mobiles par rapport au bac 11 qui est fixe. Les bacs 9 et 16 sont portés par des supports 10, îOa respectivement qui présentent un filetage coopérant avec une vis-mère 17 portant deux filetages 18a, 18b de sens opposé. La vis-mère 17 s'détend verticalement suivant l'axe de la cuve 1 et peut être entraînée en rotation au moyen d'un dispositif moteur 19. Bien que dans les exemples des figures 1 et 2 on n'ait décrit qu'un seul groupe de bacs, on comprend bien entendu que dans un générateur de vapeur alimenté en courant triphasé à haute tension il est prévu un groupe de bacs pour chaque phase, ce groupe comprenant au moins un bac relié au conducteur 8 de phase tandis que le ou les bacs constituant l'électrode au potentiel zéro sont portés par la vis-mère, elle-même soutenue dans la cuve par un support 20. A cet égard on se référera à la figure 3 qui montre en vue de dessus l'agencement des bacs constituant les électrodes. On comprend que compte tenu de l'agencement des ajutages permettant l'écoulement de l'eau par gravité du bac supérieur aux bacs situés au-dessous on peut obtenir un point d'équilibre des niveaux de l'eau dans les bacs, qui correspond à une puissance détermine. Les décalages des niveaux des ajutages 12 à l'intérieur des bacs permet le réglage de la puissance obtenue. On comprend également que dans le mode de réalisation de la figure 2, le déplacement des bacs 9 et 16 en se rapprochant ou en s'éloignant du bac fixe 11 permet de modifier la longueur des jets d'eau, augmentant ainsi ou diminuant la puissance. fournie par le générateur. Ce mode de réalisation procure l'avantage de permettre d'asservir cette variation de la distance entre les bacs à une régulation de la puissance fournie, afin d'obtenir une régulation continue de la puissance. Par ailleurs, on peut également régler automatiquement ou manuellement la distance entre les bacs en fonction de la conductivité de l'eau, cette conductivité étant fonction de la quantité et de la qualité des sels dissous dans l'eau, quantité et qualité qui varient en fonctionnement. Il résulte de ce qui précède que le générateur suivant l'invention peut fonctionner avec de l'eau très conductrice sans que se produisent de phénomènes d'électrolyse quel que soit le régime. Dans une variante. non représentée, le fond de chaque bac peut être réalisé en une matière isolante et être incliné par rapport à l'horizontale, les ajutages étant venus de matière avec le fond. Bien entendu, si le bac le plus bas est situé au niveau de l'eau se trouvant dans la cuve 1, comme représenté à la figure 2, il n'est pas nécessaire qu'il soit pourvu d'ajutages 12, l'eau s'en écoulant par simple débordement. Comme tous les appareils de ce type ce générateur peut également être utilisé pour la production d'eau chaude ou surchauffée. REVENDICATIONS 1. Générateur de vapeur d'eau du type comprenant, dans une cuve fermée, des moyens pour établir des jets d'eau entre des électrodes présentant une différence de potentiel, caractérisé en ce qu'il comprend un bac conducteur (11) constituant l'une des électrodes et au moins un bac conducteur (9) constituant l'autre électrode, espacés à la verticale l'un au-dessus de l'autre, des moyens (13, 14) pour alimenter en eau le bac supérieur, au moins celui-ci comportant des moyens (12) pour permettre à l'eau de s'écouler par gravité à travers sa paroi dans le bac situé au-dessous. 2. Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'un (9) desdits bacs est réglable verticalement par rapport à l'autre bac (11). 3. Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite autre électrode est constituée par deux bacs conducteurs (9, 16) connectés ensemble, disposés l'un au-dessus et l'autre au-dessous du bac (11) constituant la première électrode. 4. Générateur de vapeur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les deux bacs (9, 16) connectés ensemble sont mobiles et réglables en position par rapport au bac intermédiaire. 5. Générateur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (17, l8a, 19) pour régler la position du ou des bacs mobiles. 6. Générateur de vapeur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une vis-mère (17) coopérant avec un support fileté (10, lova) portant un bac mobile. 7. Générateur de vapeur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une vis-mère (17) présentant deux filetages (18a, 18b) de pas inverses coopérant chacun avec un support fileté (10, 10~) portant chacun un bac mobile (9, 16). 8. Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour permettre à l'eau de s'écouler par gravité comprennent plusieurs ajutages isolants (12) disposés dans des trous percés dans le fond du ou desdits bacs (9, 11). 9. Générateur de vapeur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la surface de chaque bac (9, 11, 16) est calculée de manière que la densité du courant correspondante soit inférieure à la densité du courant provoquant l'électrolyse de l'eau pour la longueur minimale des jets (15). 10. Générateur de vapeur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits ajutages (12) font saillie à l'intérieur des bacs (9, 11) à des hauteurs différentes. 11. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe (13) de recyclage de l'eau et des moyens (6) d'alimentation en eau fraiche.