Brevet FR2880413A1 — publié le 20060707

Dispositif autonome de chauffage d'un liquide et procédé de chauffage d'un liquide. Domaine technique de l'invention L'invention concerne un dispositif de chauffage d'un liquide comportant: un récipient muni d'un orifice et contenant ledit liquide, - une source de chaleur comportant une cartouche contenant un produit chauffant, et des moyens d'actionnement destinés à initier une réaction exothermique du produit chauffant. L'invention concerne également un procédé de chauffage d'un liquide au moyen d'un tel dispositif de chauffage. État de la technique Pour réaliser des systèmes de chauffage autonomes, il a été proposé d'appliquer une source de chaleur autonome sur la paroi externe d'un récipient de manière à chauffer le contenu du récipient. Ainsi, le document FR-A-2712187 décrit un biberon auto- chauffant comprenant un biberon et une partie chauffante dans laquelle le biberon peut se loger et comportant un espace étanche rempli d'un produit de chauffage pouvant se régénérer, par exemple une solution aqueuse d'un sel maintenu à l'état de surfusion. Un dispositif de déclenchement du chauffage est disposé sur une paroi extérieure de la partie chauffante de manière à déclencher une réaction exothermique du produit de chauffage et à chauffer le contenu du biberon lorsque la paroi de celui-ci est mise en contact avec la partie chauffante. Ce type de chauffage, via les parois du récipient, présente cependant, l'inconvénient d'être lent et inhomogène. Dans le document EP-A1-1129655, il a été proposé de réaliser le chauffage instantané d'un liquide grâce à un caloduc. Le dispositif comporte un récipient muni, dans sa partie supérieure, d'un orifice et un compartiment chauffant disposé sous le récipient. Le compartiment chauffant est relié à un réservoir de combustible de manière à produire une flamme assurant, par contact, le chauffage d'une partie d'un caloduc disposée dans le compartiment chauffant tandis qu'une autre partie du caloduc est installée dans le récipient. Le caloduc permet, ainsi, de transférer la chaleur produite dans le compartiment chauffant au liquide contenu dans le récipient. Un tel dispositif n'est, cependant, pas pratique à mettre en oeuvre et peut s'avérer dangereux. En effet, l'emploi de combustible, tel que le propane liquide ou le butane, ainsi que le chauffage par production d'une flamme ne sont pas appropriés à des utilisations de type portable. De plus, la source de chauffage consommant du combustible lors de chaque utilisation, elle doit être assez souvent réapprovisionnée en combustible. Or, le réapprovisionnement peut s'avérer peu pratique à mettre en oeuvre mais également être une source de danger. Par ailleurs, le caloduc étant disposé de manière permanente dans le récipient, le volume utile de liquide dans le récipient s'en trouve réduit. Objet de l'invention L'invention a pour but un dispositif de chauffage d'un liquide remédiant à ces inconvénients. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la source de chaleur comporte 30 un élément thermiquement conducteur introduit dans le produit chauffant et comportant une partie externe en saillie, le dispositif comportant des moyens de fixation de la source de chaleur sur l'élément thermiquement conducteur de manière à introduire la partie externe de l'élément thermiquement conducteur dans le récipient. Selon un développement de l'invention, l'élément thermiquement conducteur est un caloduc ou un thermosiphon diphasique. Selon un mode de réalisation préférentiel, la périphérie de la partie externe de 10 l'élément thermiquement conducteur comporte des ailettes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie de l'élément thermiquement conducteur introduite dans le produit chauffant comporte une liaison mécanique démontable destinée à fixer et mettre en contact la source chaude et l'extrémité de l'élément thermiquement conducteur. L'invention a également pour but un procédé de chauffage d'un liquide au moyen d'un tel dispositif de chauffage, facile à mettre en oeuvre, fiable et sans danger. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le procédé consiste successivement: à fixer de manière étanche l'élément thermiquement conducteur sur le récipient, - à retourner le dispositif de chauffage assemblé de manière à ce que le récipient soit placé au-dessus de la source de chaleur, - et à déclencher les moyens d'actionnement. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné 5 à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique, en coupe, d'un récipient d'un dispositif de chauffage selon l'invention. La figure 2 est une représentation schématique, en coupe, d'une source de 10 chaleur d'un dispositif de chauffage selon l'invention. La figure 3 représente un dispositif de chauffage selon l'invention et comportant un récipient selon la figure 1 assemblé sur une source de chaleur selon la figure 2. Description de modes particuliers de réalisation Selon un mode de réalisation particulier représenté aux figures 1 à 3, un dispositif de chauffage d'un liquide utilisé dans le domaine de l'alimentation, par exemple du lait, du café ou de l'eau, comporte un récipient 1, comme représenté à la figure 1. Le récipient (1) comporte un fond (2) et une paroi latérale (3) délimitant un espace destiné à contenir un liquide (4) et prolongé, dans sa partie supérieure, par un orifice (5). Le orifice (5) peut, par exemple, comporter sur sa périphérie externe, un filetage (6). Le dispositif de chauffage comporte, également, une source de chaleur (7) telle que celle représentée à la figure 2 et destinée à coopérer avec le récipient (1). La source de chaleur (7) comporte une cartouche chauffante (8) constituée d'une enveloppe (9) contenant un produit chauffant (10) et des moyens d'actionnement (11) destinés à initier une réaction exothermique du produit chauffant. Le produit chauffant (10) est, par exemple, constitué par une poudre de charbon actif, et les moyens d'actionnement permettent d'initier une oxydation exothermique de cette poudre. Le volume et la masse de produit chauffant (10) sont, de préférence, définis en fonction de la masse de liquide à chauffer et en fonction des caractéristiques thermiques de la source de chaleur. Le fait de pouvoir utiliser, comme produit chauffant, une poudre de charbon actif présente l'avantage de pouvoir être utiliser comme du consommable à usage unique, une fois la réaction exothermique terminée. De plus, l'amorçage du chauffage est facile à mettre en oeuvre car un simple actionnement mécanique, à un emplacement particulier, suffit pour déclencher la réaction exothermique. L'enveloppe (9), qui peut être recyclable, est, de préférence, disposée dans une enceinte (12) comportant une paroi isolante à travers laquelle les moyens d'actionnement (11) sont accessibles. Ainsi, comme représentée à la figure 2, l'enceinte (12) comporte un fond muni d'une ouverture (13) permettant d'accéder à un actionneur mécanique (11), disposé dans l'enceinte (12) et destiné à initier la réaction exothermique du produit chauffant. L'enceinte (12) permet, également, de protéger la cartouche chauffante (8) des chocs externes et d'assurer le maintien de l'ensemble du dispositif de chauffage, lors de son fonctionnement. Elle permet également d'assurer une isolation thermique de la source de chaleur (7) par rapport à l'environnement extérieur. Ceci évite des pertes thermiques tout en protégeant l'utilisateur contre la chaleur dégagée. Le transfert de chaleur entre la cartouche chauffante (8) et le liquide (4) contenu dans le récipient (1), une fois le produit chauffant (10) activé, est assuré par un élément thermiquement conducteur (14). L'élément thermiquement conducteur (14) comporte une partie introduite dans la cartouche chauffante (8). Il est solidaire de la cartouche chauffante (8) grâce à une liaison mécanique démontable (15). Cette liaison démontable (15) permet également de réaliser un transfert thermique entre l'élément thermiquement conducteur (14) et la cartouche chauffante (8). Cette liaison démontable est par exemple un filetage ou un cône. L'élément thermiquement conducteur (14) comporte également une partie externe (16) (figure 2). La partie externe (16) fait saillie vers l'extérieur et elle est destinée à être introduite dans le récipient (1) lorsque le produit chauffant (10) est activé par l'intermédiaire de l'actionneur mécanique (Il). Comme représenté aux figures 2 et 3, l'élément thermiquement conducteur (14) peut, par exemple, être un caloduc, c'est-à-dire un tube rempli partiellement par un liquide et sa vapeur, ou bien un thermosiphon diphasique. Dans le cas d'un caloduc, la chaleur est transférée de la partie chaude à la partie froide du tube, par vaporisation de la phase liquide dans la partie chaude et condensation de la vapeur dans la partie froide. Ainsi, la partie externe (16) de l'élément thermiquement conducteur (14), faisant saillie vers l'extérieur, correspond à la partie froide du caloduc tandis que le reste du tube, introduit dans la cartouche chauffante (8), correspond à la partie chaude du caloduc. La périphérie de la partie externe (16) de l'élément thermiquement conducteur (14) peut comporter des ailettes (17) destinées à favoriser les échanges thermiques entre l'élément thermiquement conducteur (14) et le liquide (4) à chauffer. Les ailettes (17) sont, de préférence, orientées de manière à favoriser les mouvements de convection naturelle du liquide. La longueur de la partie de l'élément thermiquement conducteur (14) introduite dans la cartouche chauffante (8) est la plus importante possible, de manière à optimiser l'échange thermique entre le produit chauffant (10) et l'élément thermiquement conducteur (14), lors de la réaction exothermique. La liaison mécanique démontable (15) doit également être optimisée afin de favoriser le transfert thermique entre la cartouche chauffante (8) et l'élément thermiquement conducteur (14). L'actionneur mécanique (11) permettant de déclencher la réaction exothermique du produit chauffant est, de préférence, disposé en regard de l'extrémité de la partie de l'élément thermiquement conducteur (14) introduit dans la cartouche chauffante (8). L'extrémité de l'élément thermiquement conducteur (14) forme alors un appui pour l'actionneur. L'actionneur peut, par exemple, être pré découpé ou bien être grippé à l'extrémité de la partie de l'élément thermiquement conducteur (14). Comme illustré à la figure 3, un tel dispositif de chauffage est utilisé pour chauffer un liquide. La source de chaleur (7) est rapportée sur une extrémité de l'élément conducteur (14), par l'intermédiaire du moyen de transfert (15). Une bague (18) solidaire de l'enceinte (12) coopère avec le orifice (5) du récipient (1) (par exemple par vissage avec le filetage (6)). Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de chauffage, ainsi assemblé, peut être retourné de manière à ce que le récipient (1) soit placé au-dessus de la source de chaleur (7). Dans ce cas, une étanchéité statique est réalisée par l'intermédiaire du joint (19) afin d'éviter que le fluide (4) ne s'échappe de récipient (1). Le joint (19) peut par exemple se présenter sous la forme d'un joint plan en caoutchouc ou en silicone. Les moyens d'actionnement (11) sont ensuite déclenchés pour initier la réaction exothermique du produit chauffant (10) et provoquer le chauffage de la partie de l'élément thermiquement conducteur (14) introduit dans la cartouche chauffante (8) par l'intermédiaire du moyen de transfert (15). L'élément thermiquement conducteur (14) transfère alors, la chaleur vers la partie externe (16), puis au liquide (4) contenu dans le récipient (1). Un procédé de chauffage au moyen d'un tel dispositif présente l'avantage d'être facile à mettre en oeuvre, pas dangereux et fiable. De plus, dans le dispositif de 30 chauffage, l'élément thermiquement conducteur (14) est solidaire de la source de chaleur (7) et il n'est introduit que temporairement dans le récipient (1), par le orifice (5). Ceci permet de chauffer le liquide de manière homogène, efficace et contrôlable, tout en permettant d'utiliser une même source de chaleur pour plusieurs récipients, de différents types ou de différences contenances. De plus, le volume utile en liquide dans le récipient n'est pas réduit, de manière permanente, par l'élément thermiquement conducteur. Par ailleurs, l'utilisation d'une source de chaleur contenant un produit chauffant tel qu'une poudre de charbon actif permet d'obtenir un dispositif de chauffage autonome et susceptible d'être transporté. En effet, la source de chaleur n'est pas sensible aux chocs ni aux vibrations et elle est capable de se remplacer autant de fois que nécessaire. Revendications 1. Dispositif de chauffage d'un liquide comportant: - un récipient (1) et contenant ledit liquide (4), - une source de chaleur (7) comportant une enveloppe (12) contenant un produit chauffant (10), - et des moyens d'actionnement (11) destinés à initier une réaction exothermique du produit chauffant, dispositif caractérisé en ce que la source de chaleur (7) comporte un élément thermiquement conducteur (14) introduit dans une cartouche chauffante (8) et comportant une partie externe en saillie (16) introduite dans le récipient (1), cette cartouche chauffante (8) est séparable de l'élément thermiquement conducteur (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de l'élément thermiquement conducteur (14) introduite dans la cartouche chauffante (8) comporte à son extrémité une liaison mécanique démontable (15) permettant la réalisation du transfert thermique entre l'élément thermiquement conducteur (14) et la cartouche chauffante (8). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément thermiquement conducteur (14) est un caloduc. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément thermiquement conducteur (14) est un thermosiphon diphasique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la périphérie de la partie externe (16) de l'élément thermiquement conducteur (14) comporte des ailettes (17). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le produit chauffant (10) est constitué par une poudre de charbon actif. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la source de chaleur (7) comporte une cartouche chauffante (8) dans laquelle est disposée le produit chauffant (10), les moyens d'actionnement (11) étant accessibles à travers une paroi de l'enceinte (13). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la cartouche chauffante (8) est un consommable à usage unique. 9. Procédé de chauffage d'un liquide au moyen d'un dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste successivement: - à fixer la cartouche chauffante (8) sur la source de chaleur (7) à fixer la source de chaleur (7) sur le récipient (1) - à retourner le dispositif de chauffage assemblé de manière à ce que le récipient (1) soit placé au-dessus de la source de chaleur (7), - et à déclencher les moyens d'actionnement (11) sur la cartouche chauffante (8).