Brevet FR2657417A1 — publié le 19910726

Générateur de vapeur pourvu diun dispositif de remplissage avec clapet anti-rejet de vapeur. La présente invention concerne un générateur de vapeur, par exemple du genre à usage domestique ou professionnel, destiné à fournir de la vapeur utilisable à des fins diverses, et dont l'emploi est aujourd'hui très répandu. De tels générateurs de vapeur appelés encore centrales à vapeur, comprennent le plus souvent une cuve close pourvue d'un orifice de remplissage équipé d'un bouchon de fermeture et à proximité du fond de laquelle est installée au moins une résistance électrique, cette cuve communiquant avec une conduite de sortie de vapeur à l'extrémité de laquelle peut être branché un appareil ou un accessoire d'utilisation de la vapeur produite. L'utilisation des appareils de ce genre implique le respect d'un certain nombre de règles de sécurité qui, malheureusement, ne sont pas toujours observées par les utilisateurs, d'où de fréquents incidents ou accidents plus ou moins graves. Les accidents les plus fréquents sont généralement dûs à des rejets de vapeur, lors du dévissage du bouchon de fermeture de l'orifice de remplissage, alors que l'appareil se trouve encore sous pression. Pour assurer une protection de la ou des résistances électriques, ces dernières ne sont plus alimentées alors qu'il reste encore de l'eau dans la cuve, ce qui oblige l'utilisateur à remplir son appareil alors que celui-ci contient encore de la vapeur. Malgré les consignes généralement inscrites sur les appareils et qui précisent qu'il ne faut pas dévisser le bouchon d'obturation de l'orifice de remplissage lorsque la cuve est sous pression, beaucoup d'utilisateurs ne se conforment pas à ces consignes, d'où de fréquents accidents. D'autre part, certains appareils sont munis de bouchons pourvus de filetagestrop courts ou de trous de pré-décompression de vapeur qui se bouchent après quelques utilisations, le plus souvent par suite de la formation de concrétions calcaires. Lorsque l'utilisateur dévisse le bouchon équipant l'orifice de remplissage, il se produit alors de gros rejets de vapeur qui s'échappent par ledit orifice qui a généralement un diamètre relativement important pour faciliter le remplissage de la cuve. Un objet de la présente invention est donc de remédier à l'important inconvénient susmentionné, en éliminant toute possibilité de rejet de vapeur, lors de l'ouverture de l'orifice de remplissage de la cuve ou chaudière des générateurs de vapeur. Selon l'invention, cet objectif est atteint au moyen d'un dispositif de remplissage monté sur la cuve et comportant une bouche de remplissage communiquant avec l'intérieur de cette dernière, cette bouche de remplissage délimitant un passage ou conduit dont la paroi interne est conformée pour constituer le siège d'un clapet sous-jacent soumis à l'action d'un ressort qui tend à l'appliquer contre ledit siège, de manière à fermer ledit conduit, ledit dispositif comportant encore des moyens permettant l'abaissement de ce clapet et l'ouverture dudit conduit pour autoriser le passage de l'eau de remplissage en direction de l'intérieur de la cuve. Grâce à cet équipement, la pression résultant de la présence de vapeur à l'intérieur de la cuve a pour effet d'appliquer le clapet contre son siège, de sorte que le dévissage du bouchon équipant l'orifice de remplissage, alors que la cuve se trouve sous pression, ne présente aucun risque de rejet de vapeur Pour que le clapet puisse s'ouvrir, il faut que la cuve ou chaudière du générateur de vapeur ne contienne plus de vapeur, soit par suite de son utilisation en totalité par l'opérateur, soit par suite de sa condensation après une période d'inutilisation dudit générateur. Autrement dit, pour pouvoir procéder à un remplissage de la cuve, il faut donc qu'il n'y ait plus de vapeur à l'intérieur de celle-ci. Selon une autre disposition caractéristique de l'invention, la partie supérieure de la bouche de remplissage du dispositif de remplissage est constituée par une cuvette dont le fond est formé par le clapet, et le ressort est taré de manière à pouvoir être comprimé ou fléchi sous l'effet du poids d'un volume d'eau introduit dans ladite cuvette, de façon à provoquer l'ouverture dudit clapet et le passage de l'eau en direction de la cuve. Grâce à cette disposition, pour procéder au remplissage de la cuve, il suffit de verser l'eau dans la cuvette pour que le clapet s'ouvre automatiquement sous l'effet du poids de l'eau déversée dans ladite cuvette. Selon une autre disposition caractéristique de l'invention, le dispositif de remplissage comprend une tige mobile axialement et prenant appui, par l'intermédiaire de son extrémité inférieure, contre la face supérieure du clapet, ledit dispositif comportant encore des moyens de verrouillage permettant d'immobiliser ladite tige dans une position enfoncée correspondant à l'ouverture dudit clapet. Grâce à cette disposition, il est possible de maintenir le clapet en position d'ouverture, ce qui permet un remplissage plus rapide de la cuve. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe axiale du dispositif de remplissage avec clapet anti-rejet de vapeur selon l'invention, représenté installé sur la partie supérieure d'une cuve. La figure 2 est une vue en élévation de la tige d'ouverture du clapet. La figure 3 est une vue en coupe axiale de la bague de guidage et de verrouillage de cette tige. La figure 4 est une vue de dessous de cette bague de guidage et de verrouillage. La figure 5 est une vue en élévation du guide de clapet. La figure 6 est une vue en plan de ce guide de clapet. On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple de réalisation avantageux, bien que nullement limitatif, du générateur de vapeur pourvu d'un dispositif de remplissage avec clapet anti-retour de vapeur, selon l'invention. Ce générateur de vapeur comprend une chaudière constituée par une cuve close 1 dont on a seulement représenté la partie supérieure à la figure 1 et qui peut être exécutée en acier inoxydable. Dans le fond de cette cuve, est installée une source de production de chaleur qui peut être constituée par une ou plusieurs résistances électriques. Afin de ne pas allonger et compliquer inutilement la description du générateur de vapeur, on ne décrit pas, dans la suite du présent exposé, les moyens de production de chaleur et les organes de distribution de la vapeur produite qui équipent généralement les appareils de ce genre, ces moyens et organes n'entrant pas dans le cadre de l'invention proprement dite. De manière très avantageuse, le dispositif de remplissage avec clapet anti-retour selon l'invention est monté à la partie supérieure de la cuve 1 et, de préférence, sur la paroi supérieure la de cette dernière. Ce dispositif comprend une bouche de remplissage désignée dans son ensemble par la référence 2 et délimitant un passage ou conduit 3 de section circulaire et dont la paroi latérale est conformée de manière à constituer le siège 4 d'un clapet 5 lequel est, par exemple, monté avec une aptitude de translation axiale, dans ledit passage ou conduit, au-dessous dudit siège 4. Ce clapet est porté par un guide-support ajouré 6 comportant des ailettes de guidage 6a repliées vers le bas et glissant contre la paroi latérale 3a du passage ou conduit 3, de manière à assurer le guidage dudit clapet, lors de ses mouvements de translation. L'ensemble clapet 5-guide support ajouré 6 est assujetti à l'action d'un ressort de compression 7 tendant à appliquer ledit clapet contre son siège 4, lequel est prévu dans la portion intermédiaire de la bouche de remplissage 2. Lorsque le clapet 5 est appliqué contre son siège 4, le conduit 3 est fermé. Des moyens permettent l'abaissement du clapet 5 et l'ouverture du conduit 3 pour autoriser le passage de l'eau de remplissage en direction de la cuve 1. On décrit ci-après deux modes d'exécution de tels moyens qui peuvent avantageusement être combinés de manière à pouvoir être utilisés sélectivement par l'opérateur. Selon l'un de ces modes d'exécution, la partie supérieure de la bouche de remplissage 2 est constituée par une cuvette dont le fond est formé par le clapet 5, et le ressort 7 est taré à une valeur permettant sa compression ou fléchissement sous le poids d'un volume d'eau introduit dans ladite cuvette, ce volume correspondant sensiblement, par exemple, à la capacité totale de ladite cuvette. Dans ce cas, ladite cuvette est constituée par un agencement particulier de la bouche de remplissage 2 et comprenant, par exemple, un entonnoir supérieur 8 porté par une bague 9 vissée dans la partie supérieure d'un corps 10 à l'intérieur duquel est aménagé le siège 4 du clapet 5. Le ressort 7 est, par exemple, calé, par l'intermédiaire de ses extrémités opposées, d'une part, contre la face inférieure du guide-support 6 et, d'autre part, contre un épaulement circulaire interne 11a d'un tube plongeur Il à la partie supérieure duquel est fixé le corps 10, par exemple par vissage. Ce tube plongueur Il délimite un conduit 12 et il est, de manière avantageuse, engagé verticalement dans une ouverture de la paroi supérieure la de la cuve 1. Il est disposé coaxialement à la cuvette 8-9-10-5 dont l'axe se trouve donc également orienté verticalement. Autrement dit, l'axe général a-a de l'ensemble du dispositif de remplissage 8-9-10-5-11 se trouve disposé verticalement. Le clapet 5 constitue le fond mobile abaissable de la cuvette 8-9-10-5 et son ouverture permet d'établir une communication entre celle-ci et le tube plongeur 11 et d'obtenir ainsi l'écoulement de l'eau déversée dans ladite cuvette jusqu'à l'intérieur de la cuve 1, comme indiqué précédemment. La partie supérieure de la cuvette est munie d'un bouchon 13. Ce bouchon dont la partie extérieure est réalisée dans un matériau isolant non conducteur de la chaleur, comporte une jupe 13a dont l'extrémité inférieure est munie d'un filetage permettant son vissage dans un taraudage 9e de la bague de guidage et de maintien 9. L'extrémité supérieure de celle-ci peut-être équipée d'un joint annulaire 29 contre lequel vient en appui un épaulement circulaire 13c de la jupe 13a du bouchon 13, lorsque ce dernier est vissé en position de fermeture. On comprend que lorsque la cuve 1 contient de la vapeur, la pression engendrée par cette dernière, conjuguée à l'action du ressort 7 a pour effet de plaquer le clapet 5 contre son siège superposé 4 en empêchant tout passage de vapeur à travers la cuvette 8-9-10. De la sorte, le risque de rejet de vapeur est totalement supprimé lors du dévissage du bouchon 13 équipant l'orifice de remplissage de la cuve, y compris lorsque ladite cuve contient encore de la vapeur. Pour remplir la chaudière, l'utilisateur doit obligatoirement la vider complètement de sa vapeur. Lorsque la cuve 1 ne contient plus de vapeur, il suffit de verser de l'eau dans la cuvette 8-9-10-5 pour que le poids de cette eau provoque l'affaissement du clapet 5 à l'encontre de l'action antagoniste du ressort 7 et l'ouverture du passage permettant d'établir une communication entre ladite cuvette et ladite cuve qui peut être ainsi remplie. Lorsqu'on cesse de déverser de l'eau dans la cuvette 8-9-10, le ressort 7 applique à nouveau le clapet 5 contre son siège 4, ce qui ferme le passage faisant communiquer la cuve 1 et ladite cuvette. Selon un autre mode d'exécution des moyens permettant l'ouverture du clapet, le dispositif de remplissage selon l'invention comprend un système permettant une ouverture mécanique dudit clapet et le verrouillage de celui-ci en position d'ouverture. Ce système comprend une tige cylindrique 14 logée dans la cuvette 8-9-10, par exemple coaxialement à cette dernière et prenant appui, par l'intermédiaire de son extrémité inférieure, contre la face supérieure du clapet 5 ; l'extrémité supérieure de cette tige étant avantageusement muni d'un capuchon 15 exécuté dans un matériau isolant non conducteur de la chaleur. La tige 14 est montée avec une aptitude de mouvement axial et de mouvement de rotation, dans un organe fixe de maintien et de guidage constitué par le fond ajouré 9a de la bague 9 supportant l'entonnoir supérieur 8 de la cuvette 8-9-10. Elle est par exemple engagée dans un trou axial circulaire 9b ménagé dans le fond 9a. Un circllps 16 ou jonc d'arret monté au-dessous dudit fond, dans une gorge 14a que présente la tige au voisinage de son extrémité inférieure, s'oppose au retrait de cette dernière par une action de traction et assure ainsi le maintien de ladite tige dans la cuvette 8-9-10.Cette tige est encore munie d'un ergot radial 17 disposé au-dessus et à faible distance de la gorge 14c équipée du circlips 16, tandis que le trou 9b de passage de ladite tige communique avec une encoche latérale 9c orientée radialement et permettant le passage dudit ergot lors des mouvements longitudinaux de ladite tige. On comprend qu'après avoir placé l'ergot 17 au-dessus de l'encoche 9c, il est possible d'enfoncer la tige et, par conséquent, d'abaisser le clapet 5. Après que l'ergot 17 ait franchi L'encoche 9c, la rotation de la tige, par exemple d'un quart de tour, permet de placer celui-ci au-dessous du bord 9d de l'orifice 9b, de sorte que lorsqu'on cesse d'appuyer sur la tige,la remontée de celle-ci sous l'effet de la détente du ressort 9 se trouve empêchée par la présence dudit ergot qui vient buter contre ledit bord. La remontée du clapet se trouve donc également empêchée, de sorte que le fond de la cuvette reste ouvert. Cette disposition permet de réduire le temps nécessaire pour le remplissage de la cuve, du fait que l'ouverture et le degré d'ouverture du fond de la cuvette, ne sont pas affectés par les variations du poids de l'eau pesant sur le clapet au fur et à mesure de son déversement dans la cuvette 8-9-10. Le tube plongueur 11 pénêtre dans la cuve, par exemple sur une longueur de quelques centimètres, et la partie 11c dudit tube qui se trouve renfermée dans la cuve 1, est pourvue d'un orifice latéral 18 disposé à distance de son extrémité libre inférieure Ilb. D'autre part, le corps 10 de la bouche de remplissage 2 est pourvu d'un orifice latéral 19, de sortie de vapeur, disposé à l'extérieur de la cuve 1, au-dessous du clapet 5 et dont l'axe est perpendiculaire à l'axe du passage ou conduit 3 ménagé dans ledit corps. Cet orifice communique avec le conduit 3 et il est doté d'un taraudage 20 dans lequel est fixé, par vissage, le raccord (non représenté) de la conduite de sortie de vapeur à l'extrémité libre de laquelle peut être branché un accessoire ou appareil d'utilisation. Le montage et l'agencement particuliers du tube plongueur Il permettent d'éviter les projections d'eau lors des premiers instants d'utilisation du générateur de vapeur, en maintenant toujours un volume libre 21 à la partie supérieure de la cuve, lors du remplissage de cette dernière. En effet, lors du remplissage, il se produit un refoulement dès que le niveau de l'eau E atteint l'extrémité inférieure Ilb du tube plongueur 11, de sorte que ce niveau cesse de s'élever et qu'un vide d'air 21 est conservé à la partie supérieure de la cuve 1, ce qui permet la génération de vapeur V à l'intérieur de cet espace et la sortie de vapeur sans projection d'eau dès les premiers instants d'utilisation du générateur de vapeur. De manière intéressante, le corps 10 du dispositif peut comporter une extension latérale tubulaire 10a d'axe perpendiculaire à l'axe du conduit 3 ménagé dans ledit corps, et pouvant être placé en communication avec ledit conduit, par l'intermédiaire d'un orifice 22 disposé au-dessous du siège 4 du clapet 5. A l'intérieur de cette extension latérale, est montée une soupape de sécurité comprenant, par exemple, un clapet 23 mobile axialement et appliqué contre un siège 24 par un ressort 25 agissant en compression et calé, par l'intermédiaire de ses extrémités opposées, d'une part, contre le support 26 dudit clapet et, d'autre part, contre un écrou 27 vissé dans un taraudage que présente la portion extreme libre de l'extension 10a et permettant de régler le tarage dudit ressort. Celui-ci est taré de manière à pouvoir être comprimé par le recul du clapet 23 sous l'action de la pression de la vapeur, en cas de surpression à l'intérieur de la cuve 1. L'extension 10a est pourvue d'un orifice de dégagement 28 permettant la sortie de vapeur en cas d'ouverture de la soupape de sécurité 23-24. REVENDICATIONS 1. - Générateur de vapeur pourvu d'un dispositif de remplissage avec clapet anti-rejet de vapeur, caractérisé en ce que ce dispositif comprend une bouche de remplissage (2) communiquant avec la cuve (1) du générateur et délimitant un passage ou conduit (3) dont la paroi latérale est conformée de manière à constituer le siège (4) d'un clapet sous-jacent (5) soumis à l'action d'un ressort (7) qui tend à l'appliquer contre ledit siège (4), ledit dispositif comportant encore des moyens (8-9-10 ; 14-17) permettant l'abaissement du clapet (5) et l'ouverture dudit conduit (3) pour autoriser le passage de l'eau de remplissage en direction de l'intérieur de la cuve (1). 2. - Générateur de vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure de la bouche de remplissage (2) du dispositif de remplissage est constituée par une cuvette (8-9-10) dont le fond est formé par le clapet (5), et en ce que le ressort (7) est taré de manière à pouvoir être comprimé ou fléchi, sous l'effet du poids d'un volume d'eau déversée dans ladite cuvette, de façon à provoquer l'ouverture dudit clapet et le passage de l'eau en direction de la cuve. 3. - Générateur de vapeur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de remplissage comprend une tige (14) logée dans la bouche de remplissage et mobile axialement, cette tige prenant appui, par l'intermédiaire de son extrémité inférieure, contre la face supérieure du clapet (5) ; ledit dispositif comportant encore des moyens de verrouillage (17-9a-9b-9c-9d) permettant d'immobiliser ladite tige dans une position enfoncée correspondant à l'ouverture dudit clapet. 4. - Générateur de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe (a-a) du dispositif de remplissage est disposé verticalement. 5. - Générateur de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de remplissage est monté sur la paroi supérieure (la) de la cuve (1) dudit générateur. 6. - Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la tige (14) d'ouverture du clapet (5) est munie d'un ergot radial (17), et en ce que ladite tige est montée, avec une aptitude de mouvement axial et de mouvement de rotation, à travers un orifice (9b) dont est pourvu un organe fixe de maintien et de guidage (9a) de cette dernière, cet orifice (9b) communiquant avec une encoche latérale (9c) permettant le passage dudit ergot (17) lors des mouvements longitudinaux de ladite tige (14). 7. - Générateur de vapeur suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif de remplissage comprend un tube plongueur (11) pénétrant à l'intérieur de la cuve (1), la partie (I la) dudit tube plongeur (11) qui se trouve renfermée dans la cuve 1 étant pourvue d'un orifice latéral (18) disposé à distance de son extrémité libre inférieure (?lob), et en ce que le corps (10) dudit dispositif de remplissage comporte un orifice de sortie de vapeur (19) disposé à l'extérieur de la cuve (1), au-dessous du siège (4) du clapet (5), et communiquant avec le conduit (12) du tube plongeur (11). 8. - Générateur de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un orifice (22) de sortie de vapeur est ménagé dans le corps (10) du dispositif de remplissage, au-dessous du siège (4) du clapet (5), cet orifice étant fermé par une soupape de sécurité (23) appliquée contre son siège (24) par un ressort de compression (25), taré pour pouvoir être comprimé en cas de surpression dans la cuve (1).