Brevet FR2603976A1 — publié le 19880318

Procédé et machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude. La présente invention concerne un procédé et une machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude additionnée ou non d'un produit utile. On connait des générateurs de vapeur également appelés centrales à vapeur et comprenant principalement une cuve close dans le fond de laquelle est installée une résistance électrique et communiquant avec une conduite de sortie de vapeur à l'extrémité libre de laquelle peut être raccordé un accessoire ou appareil d'utilisation, ladite conduite étant équipée d'une électrovanne ou électrovalve commandant le passage de la vapeur produite par l'action de chauffage de ladite résistance. Les centrales à vapeur connues permettent d'obtenir une vapeur très humide qui ne convient pas à certaines utilisations telles que nettoyage du visage ou de la peau, saunas, soins capillaires, aérosols, stérilisateurs, etc., lesquelles nécessiteraient une vapeur beaucoup plus sèche, de sorte que l'application de ces centrales à vapeur est pratiquement limitée à des travaux de nettoyage et de repassage. En outre, les générateurs à vapeur connus ne permettent pas de desservir plusieurs postes de travail et, notamment, des postes de travail éloignés desdits générateurs, car la vapeur fortement humide qu'ils produisent perd sa pression et se condense en eau avant d'atteindre les postes de travail. D'autre part, ils ne permettent pas, dans leur application au nettoyage, l'utilisation des produits plus ou moins corrosifs tels que détergents, désinfectants, déodorants, insecticides ou autres, car ces produits introduits à l'intérieur de la cuve provoquent une détérioration rapide de celle-ci, ainsi qu'une surpression due aux liquides savonneux rendant l'utilisation de la machine impossible par la mise en action intempestive des dispositifs de sécurité équipant ladite machine et notamment de sa soupape de sécurité. Enfin, ces centrales à vapeur ne permettent pas la production d'eau chaude sous pression additionnée ou non de produits divers tels que des détergents, ce qui exclut pratiquement leur utilisation pour le nettoyage de moteurs, machines, pièces mécaniques ou analogues, car les corps gras qui sont décollés uniquement par la vapeur se redéposent aussitôt à cate sur le support d'où ils viennent d'être détachés. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients précédemment soulignés des générateurs à vapeur connus. Le procédé et la machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'invention sont notamment remarquables par le fait que la sortie d'une pompe aspirante et refoulante disposée à l'extérieur de la cuve de ladite machine, est reliée à la conduite de sortie de vapeur de cette dernière, par l'intermédiaire d'un conduit qui, de préférence, traverse ladite cuve, de sorte que l'eau additionnée ou non d'un produit utile est aspirée par la pompe et refoulée jusqu'au conduit de sortie de vapeur où elle se mélange à celle-ci qui lui transmet une partie de sa chaleur et de sa pression, l'eau étant pré-chauffée lors de son passage dans la portion du conduit qui traverse la cuve. Grâce à ce procédé et à cette machine, il est possible de chauffer rapidement une eau additionnée ou non d'un ou plusieurs produits actifs et de la pulvériser ou projeter sous pression. De la sorte, il est possible d'utiliser des détergents, désinfectants, déodorants, insecticides ou autres produits corrosifs, préalablement dilués dans de l'eau, sans risque de détériorer la cuve de la machine et sans provoquer de surpression. Le procédé et la machine selon l'invention sont encore remarquables par le fait qu'un surchauffeur de vapeur, par exemple constitué par une résistance électrique, est monté sur une ou plusieurs conduites de sortie de vapeur, à proximité de L'extrémité de cette ou de ces conduites destinée à être raccordée à un poste de travail. Grâce à ce surchauffeur de vapeur, la vapeur qui peut se condenser et s'humidifier par suite de l'éloignement d'un poste de travail par rapport à la cuve ou centrale, est régénérée avant d'atteindre ce dernier et peut être utilisée pour des applications exigeant une vapeur relativement sèche telles que nettoyage de peau, sauna, aérosols, brumisation, cuisson à la vapeur, stérilisateurs, détapissage, production de café, bains bouillonnants, soins capillaires, etc. Selon une autre caractéristique de l'invention, un surchauffeur constitué par une seconde résistance électrique reliée électriquement à son propre interrupteur, est également logé dans la cuve de la centrale à vapeur. Cette résistance indépendante permet de produire une vapeur moins humide ou plus sèche grâce à laquelle le champ des applications de la centrale à vapeur se trouve considérablement élargi. Le procédé et la machine de production de vapeur selon l'invention permettent de produire des vapeurs ayant des caractéristiques très différentes allant d'une vapeur extrêmement sèche à une vapeur saturante très humide. De la sorte, la centrale à vapeur selon L'invention peut être utilisée pour des applications très variées et comporter plusieurs postes de service auxquels peuvent être raccordés des accessoires ou appareils très divers tels que accessoires de nettoyage Cbrosses, buses ou pistolet de pulvérisation ou de projection, raclettes, etc.), appareils de détapissage pour décoller les papiers peints et les moquettes murales, appareils humidificateurs, inhalateurs, aérosols, atomiseurs, appareils de cuisson, accessoires pour sauna ou bain de vapeur, appareils de nettoyage de la peau, fers ou appareils de repassage, stérilisateurs, machines à café, appareils de relaxation ou de massage, casques pour traitements capillaires, etc. Les buts, caractéristiques et avantages susmentionnés et d'autres encoure, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue à caractère schématique d'une machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'invention, laquelle comporte un unique poste de service et peut être exécutée sous forme de centrale mobile pouvant être déplacée d'un lieu d'utilisation à un autre. La figure 2 est une vue en plan et en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue de détail du point de raccordement du conduit d'eau à la conduite de sortie de vapeur, où se produit le mélange de L'eau et de la vapeur. La figure 4 est une vue en perspective et à caractère schématique d'un autre mode d'exécution d'une machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'invention laquelle comporte une cuve ou centrale destinée à être installée fixement, par exemple dans l'une des pièces d'un local, et cinq postes de service reliés à cette centrale par des conduites appropriées et susceptibles d'être disposés à distance de cette centrale, par exemple dans différentes autres pièces de ce local. On se réfère auxdits dessins pour décrire deux exemples intéressants, quoique nullement limitatifs, de mise en oeuvre du procédé et d'exécution de la machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'invention. Selon le mode d'exécution illustré aux figures 1 et 2, cette machine comprend une cuve robuste fermée 1, par exemple réalisée en acier inoxydable. Une cuve de ce genre peut, par exemple, avoir une capacité de 5 litres et une autonomie de fonctionnement de 3 heures pour une installation fixe et une capacité de 3 litres et une autonomie de 2 heures pour une installation mobile. Dans le fond de cette cuve, est installée au moins une résistance 2. Toutefois, de manière très avantageuse et selon une caractéristique de l'invention, deux résistances 2, 3 sont disposées dans le fond de ladite cuve. L'une de ces résistances a, par exemple, une puissance de 1500 Watts, tandis que la seconde a une puissance de 1300 Watts. Un pressiostat 4 branche sur le circuit d'alimentation de la ou des résistances 2, 3, permet de couper l'alimenta- tion de cette dernière ou de ces dernières, lorsque la pression de fonctionnement est atteinte à l'intérieur de la cuve, par exemple 3,2 Bars. D'autre part, un thermostat de sécurité 5 également branché sur le circuit d'alimentation de la ou des résistances 2, 3, permet de couper automatiquement l'alimentation électrique de celle-ci ou de celles-ci, dans le cas ou le pressiostat de régulation de pression ne fonctionnerait plus et dans le cas où la température intérieure de la cuve deviendrait trop importante (par exemple par manque d'eau), la température de coupure pouvant être fixée à 200 degrés. A la résistance ou à chacune des résistances 2, 3 est associé un interrupteur commandant leur fonctionnement, ces interrupteurs étant, par exemple, portés par un tableau de commande qui peut être fixé sur le carter de la machine dans le cas d'une centrale à vapeur mobile ou fixé sur une paroi verticale quelconque dans le cas d'un générateur de vapeur fixe. A sa partie supérieure, la cuve 1 est équipée d'une tubulure de remplissage 6 dont l'entrée filetée est munie d'un bouchon de remplissage 7 fermant hermétiquement ladite tubulure. Sur celle-ci, est encore montée une soupape de sécurité 8 convenablement tarée pour s'ouvrir automatiquement si la pression arrivait à excéder une valeur déterminée à l'intérieur de la cuve (par exemple 4,8 Bars). A sa partie inférieure, la cuve 1 est munie d'un orifice de vidange obturé par un bouchon 9. La cuve 1 comporte un orifice de sortie 10 communiquant avec une conduite Il de sortie de vapeur raccordée à ladite cuve. Sur cette conduite est montée une électrovanne ou électrovalve 12 équipée d'un bouton 13 de réglage de débit. L'extrémité libre de la conduite de sortie de vapeur 11 est pourvue d'un dispositif de branchement monobloc universel 14 permettant le raccordement de divers accessoires d'utilisation tels que fer à repasser 15, brosse, buse de projection, atomiseur, etc., eux-mêmes équipés d'un dispositif de branchement complémentaire. Lateralement, la cuve peut être munie d'un niveau d'eau visible 16 permettant une évaluation de la quantité d'eau contenue dans ladite cuve. La machine comporte encore, de manière connue, divers organes facilitant son utilisation et qu'il n'est pas apparu nécessaire d'illustrer et de décrire en détail pour ne pas charger inutilement la description et les dessins tels que voyant témoin de pression, témoin de vide d'eau indiquant que la ou les résistances n'est plus ou ne sont plus au contact de l'eau, lorsqu'il clignote ; soupape de sécurité supplémentaire, etc. la machine selon l'invention est notamment remarquable par le fait qu'elle comporte une pompe 17, disposée à l'extérieur de la cuve 1 et dont la sortie ou refoulement est reliée à la conduite de sortie de vapeur 11 par l'intermédiaire d'un conduit 18. Ce conduit traverse avantageusement la cuve dont l'étanchéité est préservée aux endroits de passage dudit conduit, et il est raccordé à la conduite de sortie de vapeur 11, en aval de l'électrovalve 12 installée sur cette dernière. Un obturateur peut être monté sur le conduit 18, avant son raccordement à la conduite 11. L'aspiration de la pompe 17 est munie d'une tubulure 19 de préférence exécutée dans un matériau non rigide et dont l'extrémité libre peut être plongée dans un bac ou autre récipient amovible 20 apte à contenir un liquide 21 tel qu'eau additionnée ou non d'un produit liquide. Afin de faciliter son déplacement d'un lieu à un autre, la partie supérieure de la machine qui vient d'être décrite peut être équipée d'une poignée, tandis que sa base peut être munie de roulettes. On conçoit bien le fonctionnement de cette machine et la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La cuve 1 est remplie d'eau, tandis que le bac 20 est rempli d'eau additionnée d'un produit utile (détergent, par exemple). L'eau qui se trouve dans la cuve est chauffée par la mise en service d'au moins l'une des résistances 2,3, jusqu'à ce que sa température atteigne la valeur prédéterminée contrôlée par le pressiostat 4. A cet instant, le voyant de témoin de pression indiquant que la résistance est alimentée électriquement, s'éteint et la machine est prête à fonctionner avec une pression d'environ 3,2 Bars et une température approximative de 130 degrés, à la sortie de la cuve. La pompe 17 est mise en fonctionnement au moyen d'un interrupteur et permet d'aspirer l'eau ou la solution 21 contenue dans le récipient 20 et de la refouler, à travers le conduit 18 et la conduite 11, jusqu'à L'accessoire d'utilisation 15 raccordé à L'extrémité libre de ladite conduite. On ouvre ensuite l'électrovalve 12, au moyen d'un interrupteur équipant l'accessoire d'utilisation. La vapeur se mélange à l'eau ou à la solution, lors de sa rencontre avec cette dernière au point de branchement du conduit 18 sur la conduite 11 (figure 3), et lui communique une partie de sa chaleur et de sa pression, de sorte que l'eau ou la solution peut atteindre l'accessoire d'utilisation 15 avec, par exemple, une température d'environ 100 degrés, et une pression de l'ordre de 15 Bars. La machine peut aussi être utilisée pour produire seulement de la vapeur, en mettant ou en laissant la pompe 17 à l'arrêt, ou pour fournir de l'eau ou une solution froide, en mettant ou en laissant l'électrovalve 12 en position de fermeture. Si l'on désire obtenir une vapeur plus sèche, il suffit de mettre en service le surchauffeur constitué par la seconde résistance du couple de résistances 2, 3 équipant le fond de la cuve 1. Le mode d'exécution de la machine illustré à la figure 4 diffère de celui qui vient d'être décrit, principalement par le fait que ladite machine comporte plusieurs postes de service et qu'un surchauffeur de vapeur est monté sur la conduite de sortie de vapeur desservant un ou plusieurs de ces postes de service, selon une autre disposition très avantageuse de l'invention. Une telle machine est plus spécialement destinée à être réalisée sous forme d'une installation fixe comprenant une centrale à vapeur installée dans l'une des pièces d'un local, de préférence dans un point central de celui-ci, et une pluralité de postes de service répartis dans un certain nombre de pièces dudit local. Pour faciliter et abréger la description, on a donné les mêmes références numériques aux organes de cette machine qui sont identiques ou analogues à ceux de la machine mobile précédemment décrite. Suivant l'exemple illustré, la machine comporte cinq conduites de sortie de vapeur lia, îlb, lic, 11d, île desservant chacune un poste de service A, B, C, D, E, respectivement, plus ou moins éloigné de la cuve 1. Sur chacune des conduites de sortie de vapeur, est montée une électrovanne ou électrovalve 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, respectivement, de préférence équipée d'un dispositif de réglage de débit. Le conduit 16 relié à la sortie de la pompe 17 est branché sur l'une des conduites de sortie de vapeur (conduite de sortie de vapeur lia selon l'exemple illustré à la figure 4), en aval de l'électrovalve 12a. Dans ce cas, le poste de service A pourra être alimenté en eau chaude ou en eau froide additionnée ou non de produits utiles et sera équipé d'accessoires permettant la projection ou la pulvérisation d'eau sous pression. Une ou plusieurs des conduites de sortie de vapeur lia, lib, lic, lld, lie peut ou peuvent être munie(s) d'un surchauffeur de vapeur constitué par une résistance électrique 22, par exemple de 1000 Watts, montée sur ladite conduite ou lesdites conduites. Cette résistance 22 est disposée en amont du poste de service concerné (postes de service C, E, selon L'exemple illustré), de préférence à proximité de celui-ci, et elle est commandée par un interrupteur disposé sur son circuit électrique d'alimentation, également près dudit poste de service. Les surchauffeurs de vapeur 22 sont montés sur les conduites de sortie de vapeur qui desservent des postes de service appelés à alimenter des appareils dont le fonctionnement nécessite une vapeur sèche ou une vapeur peu humide (sauna, appareils de cuisson, aérosols, appareils pour le détapissage, etc.). Chaque accessoire ou appareil d'utilisation est équipé, d'une part, d'une prise de courant permettant son branchement sur le circuit électrique de commande de l'électrovalve (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) monté sur la conduite de sortie de vapeur correspondante à l'extrémité libre de laquelle est raccordé ledit appareil, et, d'autre part, d'un interrupteur ou contacteur de commande de l'électrovalve. On conçoit que chaque résistance 22 permet de régénérer la vapeur (qui peut se condenser par suite de l'éloignement du poste de service par rapport à la cuve 1 ou centrale proprement dite) lors de son passage dans la portion de la conduite de sortie de vapeur équipée de ladite résistance. Il est possible d'utiliser un seul poste de service à la fois ou plusieurs postes de service simultanément, à condition que le fonctionnement des accessoires ou appareils d'utilisation employés ne nécessite pas une pression trop importante. REVENDICATIONS 1. - Machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude additionnée ou non d'un produit utile, comprenant principalement une cuve close (1) dans le fond de laquelle est installée une résistance électrique (2) et communiquant avec une conduite de sortie de vapeur (11) à l'extrémité de laquelle peut être raccordé un accessoire ou appareil d'utile sation (15), cette conduite étant équipée d'une électrovalve (12) commandant le passage de la vapeur produite par l'action de chauffage de ladite résistance, caractérisée en ce que ladite machine comprend encore une pompe (17) disposée à l'extérieur de la cuve (1) et dont la sortie ou refoulement est reliée à ladite conduite de sortie de vapeur par l'intermédiaire d'un conduit (18). 2. - Machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs conduites de sortie de vapeur (lia, llb, lic, lld, pilez sur chacune desquelles est montée une électrovalve (12a, 12b, 12c, 12d, 12e), la sortie ou refoulement de la pompe (17) étant reliée à l'une (lia) au moins de ces conduites de sortie de vapeur. 3. - Machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude, suivant L'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'un surchauffeur de vapeur (22) constitué par une résistance électrique est monté sur la conduite de sortie de vapeur (11) ou sur certaines (lic, lie) des conduites de sortie de vapeur, de préférence à proximité du ou des postes de service (C, E) desservis par cette ou par ces conduites. 4. - Machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une seconde résistance électrique (3) est également logée dans la cuve (1) de ladite machine et reliée électriquement à son propre interrupteur. 5. - Machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisée en ce que le conduit (18) reliant la sortie ou refoulement de la pompe (17) à la conduite de sortie de vapeur (11) traverse la cuve (1). 6. - Machine de production de vapeur et/ou d'eau chaude, selon L'une quelconque des revendications 1, 3 ou 5, caractérisée en ce que le conduit (18) reliant la sortie ou refoulement de la pompe (17) à la conduite de sortie de vapeur (1t), est branché sur cette dernière, en aval de l'électrovalve (12) commandant le passage de la vapeur. 7. - Procédé de production de vapeur et/ou d'eau chaude additionnée ou non d'un produit utile, au moyen d'une cuve close (1) dans le fond de laquelle est installée une résistance électrique (2) et communiquant avec une conduite de sortie de vapeur (11) à l'extrémité de laquelle peut être raccordé un accessoire ou appareil d'utilisation (15) et sur laquelle est montée une électrovalve (11) commandant le passage de la vapeur, caractérisé en ce que l'eau froide est injectée, au moyen d'une pompe (17), dans la conduite de sortie de vapeur, de sorte qu'elle se trouve chauffée et véhiculée sous pression par la vapeur circulant dans ladite conduite. 8. - Procédé de production de vapeur et/ou d'eau chaude suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'eau à chauffer est introduite dans la conduite de sortie de vapeur (11), en aval de L'électrovalve (12) installée sur cette dernière. 9. - Procédé de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'eau à chauffer est préchauffée, avant son introduction dans la conduite de sortie de vapeur (11), en faisant passer le conduit qui relie la pompe (17) à ladite conduite, à travers la cuve (1). 10. - Procédé Qe production de vapeur et/ou d'eau chaude, selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, carac térisé en ce qu'un surchauffeur de vapeur constitué par une résistance électrique (22) est placé sur la conduite de sortie de vapeur (11), ou sur certaines des conduites de sortie de vapeur (lic, vile) lorsque l'installation en comporte plusieurs, de préférence à proximité du ou des postes de service (C, E) desservis par cette ou par ces conduites, de façon à assurer une régénération de la vapeur avant son arrivée audit ou auxdits postes de service. 11. - Procédé de production de vapeur et/ou d'eau chaude selon L'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que la vapeur est rendue plus sèche par une surpression obtenue au moyen d'une seconde résistance électrique (3) logée dans la cuve (1) et reliée électriquement à son propre interrupteur.