Brevet FR2918051A1 — publié le 20090102

La présente invention concerne un dispositif évaporateur. Elle intéresse particulièrement les industriels et les particuliers désireux de produire de l'eau potable dans des zones pouvant se trouver sans énergie électrique. Il n'existe pas actuellement de dispositif mettant en oeuvre l'énergie solaire et donnant entière satisfaction. La présente invention se propose de remédier à cette absence. Selon une première caractéristique majeure de l'invention, ce dispositif évaporateur comprend: premièrement un récipient évaporateur , exposé à l'énergie solaire, apte à recevoir un liquide, composé d'une part d'une paroi externe transparente ou translucide dans sa partie exposée au soleil, et de couleur sombre dans ses autres parties, d'autre part d'une paroi interne de couleur sombre, les parois étant reliées à leur sommet et délimitant un vide d'air, deuxièmement un obturateur hermétique amovible apte à être positionné à la partie supérieure du récipient , cet obturateur étant muni d'un orifice , troisièmement un condenseur, séparé du récipient évaporateur , et non exposé à l'énergie solaire, relié à l'orifice de l'obturateur par un tuyau apte à recevoir une vapeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le récipient évaporateur étant apte à contenir un liquide tel de l'eau salée ou de la saumure, le récipient évaporateur étant exposé au soleil , l'énergie thermique portée par les rayons du soleil traversant successivement la paroi externe, puis le vide d'air, ce vide d'air étant un isolant thermique, puis étant absorbée par la paroi interne, la paroi interne étant de couleur sombre, vient chauffer la paroi interne, l'énergie thermique accumulée par cette paroi interne se transmettant par contact en tout ou partie au liquide jusqu'à son ébullition et sa transformation partielle ou totale en vapeur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chaleur issue du rayonnement du soleil et communiquée au liquide par la paroi interne se trouvant à son contact direct permet au liquide d'atteindre une température supérieure à la température d'ébullition qui est de 100 degrés Celsius aux conditions atmosphériques normales de pression ambiante soit 760mm de mercure, et par conséquent de stériliser le liquide préalablement à son évaporation sous forme de vapeur gazeuse. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi intérieure du récipient évaporateur étant munie d'un revêtement par exemple métallique, elle est particulièrement apte à emmagasiner de la chaleur et à la communiquer au liquide se trouvant à son contact. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'obturateur permet à la vapeur de migrer au travers du tuyau depuis le récipient jusqu'au condenseur. Selon une autre caractéristique de l'invention,, le condenseur étant clos par une paroi de condensation se trouvant impérativement à l'ombre des rayons solaires, la vapeur se condensant en condensat liquide au contact de la paroi de condensation du fait de la différence de température entre la vapeur de température égale ou supérieure à 100 C et la paroi de condensation du condenseur à température ambiante, un conduit reliant ledit condenseur à un réservoir réceptacle , le condensat est alors apte à s'écouler par gravité dans le conduit vers le réservoir réceptacle. Selon une autre caractéristique de l'invention, une valve telle une soupape à clapet est disposée sur la paroi externe du récipient évaporateur, et de préférence couplée à un dispositif aspirateur tel une pompe à vide , permet d' extraire l'air qui pourrait inopportunément s'introduire dans le vide d'air , par exemple en cas d'utilisation de polymères non perméables à l'air dans la réalisation de la valve ou de l'obturateur Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois externe et interne sont reliées par l'intermédiaire d'un joint, tel un joint de culasse automobile, ce joint s'opposant aux pénétrations d'air dans le vide d'air. Selon une deuxième caractéristique majeure de l'invention, un procédé évaporateur mettant en oeuvre le dispositif évaporateur comprend tout ou partie des phases suivantes : introduction du liquide dans le récipient évaporateur , évaporation du liquide sous l'effet de l'énergie solaire, stérilisation du liquide sous l'effet de l'énergie solaire, migration de la vapeur vers le condenseur , condensation de la vapeur dans le condenseur , écoulement gravitationnel du condensat vers un réservoir réceptacle ajout AJO de minéraux MIN assurant la potabilité du condensat CSA. Les caractéristiques principales de l'invention ainsi que d'autres apparaîtront à la lecture de la description suivante s'appuyant sur les dessins joints parmi lesquels; la figure 1 est un schéma du dispositif conforme à l'invention, la figure 2 est un synoptique du procédé conforme à l'invention et mettant en oeuvre ce dispositif. L'invention concerne en premier lieu un dispositif évaporateur DEV représenté sur la figure 1 et composé de trois éléments principaux : premièrement un récipient évaporateur REC, exposé à l'énergie solaire et apte à recevoir un liquide LIQ. Ledit récipient évaporateur est composé d'une part d'une paroi externe PARI transparente ou translucide dans sa partie exposée au soleil, et de couleur sombre dans ses autres parties, d'autre part d'une paroi interne PAR2 de couleur sombre, lesdites parois PARI, PAR2 étant reliées à leur sommet et délimitant un vide d'air VID, et de préférence constituées de verre ou de polymère organique, deuxièmement un obturateur OBT hermétique amovible apte à être positionné à la partie supérieure dudit récipient REC. Ledit obturateur OBT est muni d'un orifice ORI, troisièmement un condenseur CDS, séparé dudit récipient évaporateur 5 REC, et non exposé à l'énergie solaire, apte à recevoir une vapeur VAP. Ledit condenseur CDS. est relié audit orifice ORI dudit obturateur OBT par un tuyau TUY. Une valve VAL telle une soupape à clapet est disposée sur ladite paroi externe PARI dudit récipient évaporateur REC, et de préférence couplée à un 10 dispositif aspirateur DAS tel une pompe à vide. Ladite valve permet d' extraire l'air qui pourrait inopportunément s'introduire dans ledit vide d'air VID, par exemple en cas d'utilisation de polymères non perméables à l'air dans la réalisation de ladite valve VAL ou dudit obturateur OBT. Lesdites parois externe PARI et interne PAR2 dudit récipient évaporateur 15 REC sont en contact à leur sommet par l'intermédiaire d'un joint JNT, tel un joint de culasse automobile. Ledit joint JNT s'oppose aux entrées, d'air dans ledit vide d'air VID. Ledit récipient évaporateur REC est apte à contenir un liquide LIQ tel de l'eau salée ou de la saumure. Ledit récipient évaporateur REC est exposé au 20 soleil SOL. L'énergie thermique portée par les rayons RAY1, RAY2 dudit soleil SOL traverse successivement ladite paroi externe PARI, puis ledit vide d'air VID qui est un isolant thermique, puis atteint ladite paroi interne PAR2. Ladite paroi interne PAR2 étant de couleur sombre est chauffée par lesdits rayons RAY1, RAY2. L'énergie thermique accumulée par ladite paroi interne PAR2 se 25 transmet alors par contact en tout ou partie audit liquide LIQ jusqu'à son ébullition et sa transformation partielle ou totale en vapeur VAP gazeuse. Ledit vide d'air VID permet d'atteindre un rendement maximal de par l'isolation qu'il engendre. En son absence, il serait difficile d'atteindre l'ébullition et donc aucune stérilisation de l'eau ne serait garantie. De ce fait, ledit récipient évaporateur REV constitue un capteur thermique sous vide d'air. La chaleur issue du rayonnement dudit soleil SOL et communiquée audit liquide LIQ par ladite paroi interne PAR2 se trouvant à son contact direct permet audit liquide LIQ d'atteindre une température supérieure à la température d'ébullition qui est de 100 degrés Celsius aux conditions atmosphériques normales de pression ambiante soit 760mm de mercure, et par conséquent de stériliser ledit liquide LIQ préalablement à son évaporation sous forme de vapeur VAP gazeuse. Ladite paroi intérieure PAR2 dudit récipient évaporateur REV étant munie d'un revêtement par exemple métallique se trouve particulièrement apte à emmagasiner de la chaleur et à la communiquer au liquide LIQ se trouvant à son contact. Lors de la vaporisation dudit liquide LIQ sous forme de vapeur VAP, il demeure dans ledit récipient évaporateur VAP des particules minérales et des résidus divers. Ledit obturateur OBT étant amovible, il est possible de nettoyer périodiquement l'intérieur dudit récipient évaporateur REV afin d'en extraire tous les résidus restant après les évaporations réalisées. Ledit obturateur OBT permet à ladite vapeur VAP de migrer au travers dudit tuyau TUY depuis ledit récipient REC jusqu'audit condenseur CDS. Ledit condenseur CDS est clos par une paroi de condensation PAC se trouvant impérativement à l'ombre desdits rayons solaires RAY1, RAY2. Ladite vapeur VAP se condense en condensat CDS liquide au contact de ladite paroi de condensation PAC du fait de la différence de température existant entre ladite vapeur VAP de température égale ou supérieure à 100 C et ladite paroi de condensation PAC dudit condenseur CDS qui se trouve à température ambiante. Un conduit CDT relie ledit condenseur CDS à un réservoir réceptacle RES. Ledit condensat CDS est alors apte à s'écouler par gravité dans ledit conduit CDT vers ledit réservoir réceptacle RES. Une canalisation non représentée permet d'introduire dans ledit condensat CDS des minéraux MIN afin d'assurer la potabilité dudit condensat CDS. L'invention s'avère fort utile à des populations dépourvues d'électricité et bénéficiant d'un bon ensoleillement naturel. L'invention concerne en second lieu un procédé évaporateur PEV mettant en oeuvre ledit dispositif évaporateur DEV et représenté par le synoptique de la figure 2. Ledit procédé comporte de préférence les phases suivantes : premièrement, l'introduction INT dudit liquide LIQ dans ledit récipient 10 évaporateur REC, deuxièmement, l'évaporation EVA dudit liquide LIQ sous l'effet de l'énergie solaire, troisièmement, la stérilisation STE dudit liquide STE sous l'effet de l'énergie solaire, 15 quatrièmement, la migration MIG de ladite vapeur VAP vers ledit condenseur CDS, cinquièmement, la condensation CON de ladite vapeur VAP dans ledit condenseur CDS, sixièmement, l'écoulement gravitationnel ECO dudit condensat CSA vers 20 un réservoir réceptacle RES. septièmement, l'ajout AJO de minéraux MIN assurant la potabilité dudit condensat CSA. Il convient de préciser que le dispositif précédemment décrit peut recevoir tout élément non décrit et s'inscrivant dans le cadre de l'invention. 25 Les exemples de réalisation de l'invention présentés ci-dessus ont été choisis du fait de leur caractère pratique. Il ne serait cependant pas possible de répertorier de manière exhaustive tous les modes de réalisation que recouvre cette invention. En particulier, tout moyen décrit peut être remplacé par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. 10 15 20 25 REVENDICATIONS 1. Dispositif évaporateur DEV caractérisé en ce qu'il comprend: -premièrement un récipient évaporateur REC, exposé à l'énergie solaire, apte à recevoir un liquide LIQ, composé d'une part d'une paroi externe PARI transparente ou translucide dans sa partie exposée au soleil, et de couleur sombre dans ses autres parties, d'autre part d'une paroi interne PAR2 de couleur sombre, lesdites parois PARI, PAR2 étant reliées à leur sommet et délimitant un vide d'air VID, - deuxièmement un obturateur OBT hermétique amovible apte à être positionné à la partie supérieure dudit récipient REC, ledit obturateur OBT étant muni d'un orifice ORI, -troisièmement un condenseur CDS, séparé dudit récipient évaporateur REC, 15 et non exposé à l'énergie solaire, relié audit orifice ORI dudit obturateur OBT par un tuyau TUY, apte à recevoir une vapeur VAP. 2. Dispositif évaporateur DEV selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite paroi intérieure PAR2 dudit récipient èvaporateur REV étant 20 munie d'un revêtement par exemple métallique, ladite paroi intérieure PAR2 est particulièrement apte à emmagasiner de la chaleur et à la communiquer au liquide LIQ se trouvant à son contact. R3) Dispositif évaporateur DEV selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que ledit obturateur OBT permet à ladite vapeur VAP de migrer au travers dudit tuyau TUY depuis ledit récipient REC jusqu'audit condenseur CDS.R4) Dispositif évaporateur DEV selon la revendication 3, caractérisé en ce que , ledit condenseur CDS étant clos par une paroi de condensation PAC se trouvant impérativement à l'ombre desdits rayons solaires RAY 1, RAY2, ladite vapeur VAP se condensant en condensat CDS liquide au contact de ladite paroi de 5 condensation PAC, un conduit CDT reliant ledit condenseur CDS à un réservoir réceptacle RES, ledit condensat CSA est alors apte à s'écouler par gravité dans ledit conduit CDT vers ledit réservoir réceptacle RES. R5) Dispositif évaporateur DEV selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une 10 valve VAL telle une soupape à clapet est disposée sur ladite paroi externe PARI dudit récipient évaporateur REC, et de préférence couplée à un dispositif aspirateur DAS tel une pompe à vide , permet d' extraire l'air qui pourrait inopportunément s'introduire dans ledit vide d'air VID, par exemple en cas d'utilisation de polymères non perméables à l'air dans la réalisation de ladite 15 valve VAL ou dudit obturateur OBT R6) Dispositif évaporateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites parois externe PARI et interne PAR2 sont reliées à leur sommet, par l'intermédiaire d'un joint JNT, tel un joint de 20 culasse automobile, ledit joint JNT s'opposant aux entrées d'air dans ledit vide d'air VID. R7) Procédé évaporateur PEV mettant en oeuvre ledit dispositif évaporateur DEV selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 25 comprend tout ou partie des phases suivantes : - introduction INT dudit liquide LIQ dans ledit récipient évaporateur REC, - évaporation EVA dudit liquide LIQ sous l'effet de l'énergie solaire, - stérilisation STE dudit liquide STE sous l'effet de l'énergie solaire, - migration MIG de ladite vapeur VAP vers ledit condenseur CDS,5- condensation CON de ladite vapeur VAP dans ledit condenseur CDS, - écoulement gravitationnel ECO dudit condensat CSA vers un réservoir réceptacle RES. - ajout AJO de minéraux MIN assurant la potabilité dudit condensat CSA. 10