Brevet FR2645624A1 — publié le 19901012

GENERATEUR DE VAPEUR D'EAU, ET SON APPLICATION A UN APPAREIL POUR FONDRE tA CIRE D'ABEILLE La présente invention a pour objet une chaudière à vapeur pour faire fondre la cire d'abeille accrochée à des cadres de ruche, pour obtenir de la cire liquide. susceptible d'entre réutilisée La fusion de la cire formée sur les cadres de ruche s'effectue de manière traditionnelle- dans dés enceintes contenant de l'eau que l'on chauffe jusqu'à ébullition A la température de la vapeur d'eau, la cire fond et écoule dans le fond du récipient, dans lequel elle peut être recueillie.De tulles opérations nécessitent toutefois une surveillance du dispositif, notamment de son niveau d'eau et du bon fonctionnement de la source d'énergie En outre, les dispositifs connus nécessitent de chauffer une quantité d'eau relativement importante, ce qui conduit à des consommations d'énergie supérieures et à une perte de temps au démarrage Egalement, les dispositifs sont relativement onéreux, et exigent de prévoir des parois multiples pour séparer l'eau et le compartiment contenant les cadres de ruche, l'ensemble étant soumis à la source d'énergie La pressente invention a notamment pour but de permettre une production rapide de vapeur, de sorte que le fonctionnement du dispositif commence des que l'ordre de fonctionnement est donné, avec seulement un retard de quelques secondes. L'invention permet la production de vapeur pendant une durée et selon une quantité suffisantes pour fondre la cire, et pressente une grande autonomie. Selon l'invention, l'eau est amenée dans un générateur de vapeur d'eau selon une alimentation automatique, réalisant une régulation du niveau d'eau sans nécessiter d'organes mécaniques mobiles : le système est entièrement statique. Selon un autre objet de l'invention, le dispositif est entièrement fermé, de sorte qu'il peut fonctionner avec des produits de nettoyage et de désinfection tels que l'eau de Javel, au cours de cycles de nettoyage. Pour atteindre ces objets, ainsi que d'autres, le générateur de vapeur d'eau selon l'invention comprtnd un tube chauffant disposé selon un axe ascendant, la paroi du tube étant chauffée par des moyens de résistance électrique ; I'extrémité inférieure du tube chauffant est reliée par une canalisation transversale à un compartiment d'admission d'eau dont la hauteur est au moins égale à la hauteur du tube chauffant; ltextrémité supérieure du tube chauffant se raccorde à une canalisation d'évacuation de la vapeur produite ; l'extrémité supérieure du compartiment d'admission d'eau est fermée par une paroi supérieure traversée par un tube plongeur descendant dont I'extrémité inférieure est située en un niveau intermédiaire défini et dont l'extrémité supérieure se raccorde à un réservoir supérieur avec interposition d'une vanne ; le reservoir superieur est un réservoir étanche, se raccordant au tube plongeur par sa base et comportant un moyen obturable d'introduction d'eau dans le réservoir ; une canalisation d'équilibrage relie la partie supérieure du tube chauffant à la partie supérieure du compartiment d'admission d'eau, au-dessus du niveau intermédiaire défini par l'ex extrémité inférieure du tube plongeur. De préférence, un passage transversal relie une portion intermédiaire de tube plongeur et une portion intermédiaire de canalisation d'équilibrage, selon un niveau situé un peu au-dessus de I'extrémité inférieure de tube plongeur. Selon un mode de réalisation avantageux, le passage transversal est un trou entre deux parois adjacentes de canalisation d'équilibrage et de tube plongeur, et l'angle formé par la partie incidente de canalisation d'équilibrage et le tube plongeur est un angle aigu, avantageusement voisin de 30 . Associé à une enceinte de fusion, un tel générateur de vapeur constitue un dispositif pour fondre la cre d'abeille. Pour cela, l'enceinte de fusion comprend une paroi inférieure inclinée conduisant vers une canalisation de sortie de cire munie d'une vanne d'obturation, une paroi périphérique fermée et un couvercle amovible ; une conduite d'amenée de vapeur est raccordée à la canalisation d'évacuation de vapeur du générateur de vapeur ; des supports latéraux disposés dans l'enceinte permettent de recevoir et de retenir une rangée de cadres de ruche disposés selon des plans verticaux. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de Ia description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique de côté en coupe d'un générateur de vapeur d'eau selon la présente invention - la figure 2 est une vue schématique de côté en coupe d'un appareil pour fondre la cire d'abeille selon l'invention - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale A-A d'une enceinte de fusion selon l'invention ; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale B-B de l'enceinte de fusion de la figure 3. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le générateur de vapeur selon l'invention comprend un tube chauffant 1 disposé selon un axe ascendant, par exemple un axe I - I sensiblement vertical. La paroi du tube chauffant I est chauffe par des moyens de résistance électrique tels qu'une résistance 2 enroulée en hélice et soude à la face extérieure de paroi métallique du tube chauffant. L'extrémité inférieure 3 du tube chauffant est reliée par joint à une canalisation transversale 4 elle-même raccordée à un compartiment 5 d'admission et de stabilisation d'eau. L'extrémité supérieure 6 du compartiment d'admission d'eau 5 est fermée par une paroi supérieure 7 traversée par un=tube plongeur 8 descendant dont ltextrémité inférieure 9 est située en un niveau intermédiaire N défini et dont l'extrémité supérieure 10 se raccorde à un réservoir supérieur 11 avec interposition d'une vanne 12. Sur le tube chauffant 1, la résistance 2 est enroulée en hélice sur une hauteur dite hauteur utile H, partant de I Le réservoir Il est un réservoir étanche, qui se raccorde au tube plongeur 8 par sa base et qui comporte un orifice supérieur 13 obturable de manière étanche par un bouchon 14. Le volume du réservoir Il est choisi de manière à contenir une quantité d'eau suffisante pour produire de la vapeur pendant la durée désirée de fonctionnement du dispositif. Contrairement à l'impression donnée par la figure 1, le volume du réservoir 11 est nettement supérieur au volume du compartiment d'admission d'eau 5 et au volume du tube chauffant 1. Paf exemple, le tube chauffant peut être un tube de 20 à 30 cm de haut et de 2 ou 3-cm de diamètre, le compartiment d'admission d'eau présentant des dimensions similaires ; par contre, le réservoir 11 peut avoir une contenance de 4 ou 8 litres, ou une contenance supérieure si cela est utile. L'extrémité supérieure 15 du tube chauffant 1 se raccorde par joint à un compartiment 16 de séparation de vapeur, qui met en communication le tube chauffant 1 d'une part avec une canalisation d'évacuation de vapeur 17 et d'autre part avec une canalisation d'équilibrage 18. ta canalisation 17 d'évacuation de vapeur permet de recueillir la vapeur produite dans le tube chauffant 1. La canalisation d'équilibrage 18 met en communication la partie supérieure du tube chauffant 1 et la partie supérieure 19 du compartiment d'admission d'eau 5, la partie supérieure 19 étant l'espace compris entre le niveau N défini par l'extrémité inférieure 9 du tube plongeur 8 et la face inférieure de la paroi supérieure 7 de compartiment d'admission d'eau 5. Dans le mode de réalisation représenté, la canalisation d'équilibrage 18 traverse la paroi supérieure 7, et débouche de ladite paroi supérieure 7 par un orifice 20. Dans un premier mode de réalisation, la canalisation d'équilibrage 18 peut ne comporter aucun passage communiquant avec l'intérieur du tube plongeur 8. Toutefois, dans un mode de réalisation préféré, un passage transversal 21 relie une portion intermédiaire de tube plongeur 8 et une portion intermédiaire de canalisation d'équilibrage 18, à un niveau situé un peu au-dessus de l'extrémité inférieure 9 de tube plongeur 8, par exemple à l'intérieur de la paroi supérieure 7 de compartiment d'admission d'eau 5. Dans le mode de réalisation avantageux représenté sur la figure, le passage transversal 21 est un trou entre deux parois adjacentes de canalisation d'équilibrage 18 et de tube plongeur 8. De préférence, l'angle C formé par le tube plongeur et par la partie incidente de canalisation d'équilibrage est un angle aigu, inférieur à 45" environ. De bons résultats ont été obtenus avec un angle C égal a' 30O environ.Le flux de vapeur traversant le trou 21 est alors dirigé vers le bas et tend à entrainer l'eau vers le bas dans le tube plongeur 8. La canalisation d'équilibrage 18 doit assurer un passage suffisant de vapeur vers la partie supérieure 19 de compartiment d'admission d'eau 5 pour équilibrer la pression exercée par la vapeur sur l'eau du tube chauffant 1, mais ce passage doit être suffisamment freiné pour éviter les remontées trop violentes de vapeur dans le tube plongeur 8, remontées de vapeur qui empêcheraient la descente d'eau depuis le réservoir 11. on contrôle ce passage de vapeur en prévoyant un conduit calibré 36 dans la canalisation 18, par exemple à son entrée. Le tube plongeur 8 présente une section nettement supérieure à la section du conduit calibré 36 et à la section du passage transversal 21. De bons résultats ont été obtenus en prévoyant un tube plongeur 8 dont le diamètre est de 15 millimètres environ, alors que les diamètres du conduit calibré 36 et du passage transversal 21 sont de 4 à 6 millimètres environ, c'est-à-dire trois à cinq fois plus petits que le tube plongeur 8. Pour augmenter la précison de régulation du niveau N de l'eau dans le tube chauffant, il est en outre avantageux de prévoir une structure dans laquelle le volume d'air V1 de la partie supérieure 19 de compartiment d'admission d'eau 5 est nettement inférieur au volume V2 du compartiment de séparation de vapeur 16. De bons résultats ont été obtenus avec un rapport des volumes V1 et V2 compris entre 3 7. et 5 X environ. Le tube chauffant I, destiné à hêtre chauffé par la résistance électrique en hélice 2, entre son extrémité inférieure 3 et le niveau N selon sa hauteur utile H, est associé à une sonde thermique 23 disposée au voisinage du niveau N et mesurant la température de la paroi du tube chauffant 1. La sonde thermique 23 est associée à un dispositif interrupteur connecté en série avec la résistance électrique 2 pour produire la coupure d'alimentation électrique de ladite résistance électrique 2 lorsque le température mesurée par la sonde thermique 23 excède un seuil prédéfini. Ledit seuil prédéfini est choisi de manière à provoquer le déclenchement et l'interruption d'alimentation de la résistance en l'absence d'eau au voisinage de la zone de mesure de la sonde thermique 23. De préférence, la sonde thermique 23 est disposée un peu au-dessous du niveau N défini.Une minuterie, non représentée sur les figures, est associée à la résistance électrique 2 pour produire l'alimentation de ladite résistance par une source extérieure d'énergie électrique pendant une durée T choisie par l'utilisateur, provoquant l'interruption d'alimentation à l'issue de la durée T. Ainsi l'alimentation de la résistance électrique 2 s'interrompt soit lorsque la durée T est totalement écoulée, soit lorsque la température mesurée par la sonde thermique 23 dépasse le seuil prédéterminé. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : pour le remplissage du réservoir 11, on ferme la vanne 12 et on enlève le bouchon 14. Le remplissage du réservoir 11 se fait à travers l'orifice 13, en introduisant de l'eau par ledit orifice. Lorsque le réservoir est plein, on ferme celui-ci par le bouchon hermétique 14. On ouvre la vanne 12. L'eau contenue dans le réservoir 11 s'écoule lentement dans le tube plongeur 8, remplit le compartiment d'admission d'eau 5, la canalisation transversale 4 et le tube chauffant 1 jusqu'a atteindre un niveau de départ N1 défini par.l'extrémité supérieure du passage transversal 21. Lors de l'écoulement de l'eau, de l'air pénètre dans le réservoir 11 par le tube plongeur 8. Le niveau de l'eau dans le compartiment d'admission d'eau 5 et dans le tube chauffant 1 se stabilise de lui-même au niveau N1. On procède à la mise sous tension de la résistance électrique 2. Cette résistance délivre par exemple une puissance de 3 000 Watts environ, dans le mode de réalisation représenté. En une douzaine de secondes, l'eau contenue dans le tube chauffant 1 est portée à ébullition, et la vapeur s' échappe dans le compartiment de séparation de vapeur 16. Au fur et à mesure que la pression de vapeur monte dans le compartiment de séparation de vapeur 16, cette vapeur prend deux directions, d'une part la direction du canal d'évacuation de vapeur 17, d'autre part la direction de la canalisation d'équilibrage 18. Gracie à la canalisation d'équilibrage 18, le niveau d'eau s'équilibre entre le tube chauffant 1 et le compartiment d'admission d > eau 5. Par le passage transversal 21, la vapeur s'engage au contact de l'eau descendant dans le tube plongeur 8. te chemin de vapeur provoque sur liteau un appel, une succion, et accélère donc la descente de l'eau. A ce stade, il est important d'avoir une arrivée d'eau suffisante, et sans ce phénomène d'aspiration, il est difficile de respecter le bon niveau de fonctionnement d'eau N. Le surplus de vapeur sortant de l'orifice 20 est dirigé dans la partie supérieure 19 du compartiment d'admission d'eau 5. La pression exercée sur la colonne d'eau contenue dans le compartimentd'admission d'eau 5 augmente et permet une poussée ascendante de liteau dans le tube chauffant 26, ce qui a pour effet de compenser l'augmentation de pression de vapeur dans le compartiment de séparation de vapeur 16, et de maintenir le niveau d'eau dans le tube chauffant 1 au niveau N. Ainsi, grâce à la disposition des canalisations de conduite de vapeur et d'amenée d'eau, le dispositif réalise une régulation de niveau d'eau sans nécessiter de vanne d'admission et de régulation d'eau. Le dispositif est entièrement statique, et maintien un niveau d'eau N approprié pendant tout le fonctionnement. En utilisant un réservoir 11 contenant 4 litres d'eau environ, on peut réaliser une autonomie d'à peu près une heure de fonctionnement. Quand le réservoir d'eau 11 est vide, le niveau d'eau baisse dans le tube chauffant 1, de sorte que la température de paroi du tube chauffant s'élève dans la zone de la sonde thermique 23 au-delà du seuil prédéterminé. La sonde thermique 23 provoque alors la coupure d'alimentation de la résistance électrique 2. En réalité, l'utilisateur choisit généralement une durée de fonctionnement T inférieure à la durée d'évaporation de la quantité d'eau contenue dans le réservoir 11, de sorte que la fin de fonctionnement est commandée par la minuterie. Sur la figure 2, on a représenté un dispositif pour fondre la cire d'abeille comprenant le générateur de vapeur de la figure 1. Dans ce dispositif, la canalisation d'évacuation de vapeur 17 est reliée à une enceinte de fusion 24. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 à 4, l'enceinte de fusion 24 comprend une paroi inférieure 25 inclinée conduisant vers une canalisation de sortie de cire 26. La paroi inférieure 25 se raccorde à une paroi périphérique fermée 27, et son ouverture supérieure est obturée par un couvercle 28 amovible. Une ou plusieurs grilles de filtrage 22 sont disposées dans le fond de l'enceinte, pour filtrer la cire fondue et permettre son écoulement vers le fond de l'enceinte. L'enceinte présente de préférence une forme sensiblement parallélépipédique, comme le représentent les figures, ses dimensions étant adapatées pour recevoir les trois principaux types standards de cadres de ruche. Les cadres LANGSTROTH, les cadres DADANT, les cadres VOIRNOT. Selon le modèle, elle peut contenir de 12 à 36 cadres de corps de ruche.Les cadres de ruche 35 sont introduits par l'ouverture supérieure de l'enceinte et sont suspendus sur deux barrettes d'appui latérales 29 et 30 constituant des supports latéraux pour recevoir et retenir une rangée de cadres de ruche disposés selon des plans verticaux. On peut également disposer sur les grilles de filtrage 22 une quantité de morceaux de cire 31 résultant de la découpe des opercules d'alvéoles lors de la récolte. De préférence, la canalisation d'évacuation de vapeur 17 se raccorde à une conduite d'amenée de vapeur 32 comprenant une branche inférieure 33 et une branche supérieure 34. La branche inférieure 33 amène la vapeur au voisinage du fond de l'enceinte 24. La branche supérieure 34 amène la vapeur sensiblement aux trois-quarts supérieurs de l'enceinte 24. Lors du fonctionnement, le couvercle 28 est fermé. La vapeur produite par le générateur de vapeur, et traversant la conduite d'évacuation de vapeur 17, est introduite dans l'enceinte 24 par la conduite d'amenée de vapeur 32. La vapeur passe au travers des opercules 31 et des cadres 35, et provoque ainsi la fonte de la cire. La cire est filtrée gracie aux grilles de filtrage 22, et s'écoule sur la paroi inférieure 25 de l'enceinte. La cire fondue s'évacue par la canalisation de sortie de cire 26 et s'écoule dans un récipient 36 ou dans tout autre dispositif d'utilisation. Lors de l'utilisation, le dispositif est donc entièrement statique, et fonctionne.jusqutà complète fusion de la cire portée par les cadres 35 ou constituant les morceaux 31. De même, lors de cette utilisation, le dispositif est entièrement fermé. Il est ainsi possible de le faire fonctionner en introduisant une quantité appropriée de produits de nettoyage et de désinfection, tels que l'eau de Javel. Le produit de nettoyage est évaporé avec l'eau, et assure la désinfection complète du dispositif. Une telle possibilité est importante, et permet la désinfection totale des cadres de ruche en même temps que la désinfection du dispositif. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS I - Générateur de vapeur d'eau, comprenant un tube chauffant (1) disposé selon un axe ascendant (I - I) et dont la paroi est chauffée par des moyens de résistance électrique (2) selon une hauteur utile (H), caractérisé en ce que - l'extrémité inférieure (3) du tube chauffant (1) est reliée par une canalisation transversale (4) à un compartiment d'admission d'eau (5) dont la hauteur (H1) est au moins égale à la hauteur utile (g) du tube chauffant (1), - l'extrémité supérieure (15) du tube chauffant (1) se raccorde à une canalisatigF d'évacuation de la vapeur produite (17), - l'extrémitté supérieure (6) du compartiment d'admission d'eau (5) est fermée par une paroi supérieure (7) traversée par un tube plongeur (8) descendant dont l'extrémité inférieure (9) est située en un niveau intermédiaire N défini et dont l'extrémité supérieure (10) se raccorde à un réservoir supérieur (11) avec interposition d'une vanne (12), - le réservoir supérieur (11) est un réservoir étanche, se raccordent au tube plongeur (8) par sa base et comportant un moyen obturable (13, 14) d'introduction.d'eau dans le réservoir, - une canalisation d'équilibrage (18) relie la partie supérieure (15) du tube chauffant (1) à la partie supérieure (19) du compartiment d'admission d'eau (5), au-dessus du niveau intermédiaire (N) défini par ltextrémité inférieure (9) du tube plongeur (8). 2 - Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un passage transversal (21) relie une portion intermédiaire de tube plongeur (8) et une-portion intermédiaire de canalisation d'équilibrage (18), a' un niveau situé un peu au-dessus de l'extrémité inférieure (9) de tube plongeur (8). 3 - Générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le passage transversal (21) est un trou entre deux parois adjacentes de canalisation d'équilibrage (18) et de tube plongeur (8), et l'angle (C) formé par la partie incidente de canalisation d'équilibrage et le tube plongeur est un angle aigu inférieur à 45 environ. 4 - Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la canalisation d'équilibrage (18) comprend un conduit calibré (36) pour contrôler le passage de vapeur, ledit conduit calibré (36) ayant un diamètre nettement inférieur au diamètre du tube plongeur (8). 5 - Générateur selon la revendication 4 dans son rattachement à l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le diamètre du passage transversal (21) est nettement inférieur au diamètre du tube plongeur (8). 6 - Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pendant le fonctionnement, le rapport entre le volume flair (V1) dans la partie supéreure (19) de compartiment d'introduction d'eau et le volume (V2) du compartiment de séparation dc vapeur (16) est compris entre 3 Z et 5 I environ. 7 - Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube chauffant (1) est associé à une sonde thermique (23) mesurant la température de sa paroi en une zone intermédiaire pour produire un signal de déclenchement lorsque la température excède un seuil prédéfini, ledit signal de déclenchement provoquant le fonctionnement d'un dispositif interrompant l'alimentation des moyens de résistance électrique (2). 8 - Application d'un générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit générateur est associé à une enceinte de fusion (24) pour constituer un dispositif pour fondre la cire d'abeille, l'enceinte de fusion (24) comprenant - une paroi inférieure inclinée (25) conduisant vers une canalisation de sortie de cire (26) munie d'une vanne d'obturation, - une paroi périphérique (27) fermée et un couvercle amovible (28), - une conduite d'amenée de vapeur (32) raccordée à la canalisation d'évacuation de vapeur (17) du générateur de vapeur, - des supports latéraux-(29, 30) pour recevoir et retenir une rangée de cadres de ruche (35) disposés selon des plans verticaux. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la conduite d'amenée de vapeur (32) comprend une branche inférieure (33) pour amener la vapeur au voisinage du fond de l'enceinte, et une branche supérieure (34) pour amener la vapeur sensiblement aux trois-quarts supérieurs de l'enceinte. 10 - Dispositif selon l'une revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'enceinte (24) a une forme sensiblement parallélépipédique. 11 - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une ou plusieurs grilles de filtrage (22) en partie inférieure de l'enceinte.