Brevet FR2980561A1 — publié le 20130329

La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage de fluide, susceptible d'être utilisé pour le chauffage d'eau, ainsi que pour la génération de vapeur. Le dispositif de chauffage de fluide selon l'invention est destiné à être utilisé dans des appareils de chauffage de fluide et de production de vapeur, et plus particulièrement, mais non limitativement, dans des appareils dont les dimensions sont restreintes. De manière générale, un dispositif de réchauffage de fluide comprend un corps de chauffe associé à au moins une résistance électrique, et délimitant une chambre dans laquelle circule ledit fluide et qui est munie d'au moins deux ouvertures, l'une destinée à permettre une alimentation en fluide, et l'autre destinée à la sortie du fluide chauffé. De manière évidente, les performances en terme de chauffage de fluide sont liées à la surface chauffée, à la quantité de fluide et à la durée de mise en contact dudit fluide avec ladite surface. On comprendra que le rendement est lié à la taille, ce qui peut être une entrave à la construction d'appareils qui doivent être de dimensions réduites. La présente invention a pour but de proposer un dispositif de chauffage de fluide, susceptible d'être utilisé pour le chauffage d'eau, ainsi que pour la génération de vapeur, dont la conception, tout en étant simple, permet un rendement élevé, et qui peut être réalisé dans toutes les dimensions, et notamment dans des dimensions restreintes sans être préjudiciable au rendement. Le dispositif de chauffage de fluide, selon l'invention, comporte un corps de chauffe associé à au moins une résistance électrique, et délimitant une chambre dans laquelle circule ledit fluide et qui est munie d'au moins deux ouvertures, l'une destinée à permettre une alimentation en fluide, et l'autre destinée à la sortie dudit fluide chauffé, et il se caractérise en ce que d'une part ladite chambre est notamment délimitée par une paroi qui s'enroule en une spirale, en sorte que ladite chambre présente une forme de spirale à plat, et d'autre part, l'une desdites ouverture est localisée dans la région centrale de la spirale formée par ladite chambre, tandis que l'autre ouverture est localisée dans la région périphérique de ladite spirale. Entre l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie, le fluide se déplace en spirale. Sous l'effet de la pression qui monte et de la force centrifuge, le fluide est plaqué contre les parois du corps de chauffe qui délimitent la chambre en spirale et qui sont chaudes, ce qui accroît la température du fluide et augmente la pression à l'intérieur du corps de chauffe. La chambre en spirale permet sur un volume réduit d'augmenter la longueur du parcours du fluide et donc d'augmenter la surface de contact. On obtient ainsi un rendement qui est bien supérieur à celui des dispositifs de chauffage existants, tout en étant dans un volume réduit. Selon une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, la paroi qui délimite la chambre en spirale, présente, sur sa face dirigée vers le centre de ladite chambre, des aspérités, tels que des crans. Les aspérités qui peuvent se présenter sous la forme de crans, en association avec la force centrifuge exercée sur le fluide, freinent le flux de ce dernier, ce qui accroît le temps de contact entre ledit fluide et la paroi, et fait s'élever la température du fluide. La résistance électrique peut être noyée dans le corps de chauffe, et plus particulièrement dans la paroi constituant le fond de la chambre en spirale, ou bien serpenter dans ladite chambre en forme de spirale en étant de même forme. Il est également possible que le dispositif comporte deux résistances conformées selon les deux configurations précitées. Du point de vue fabrication, la partie du corps de chauffe incorporant le fond de la chambre et la paroi en forme de spirale est, non limitativement monobloc, tandis que la chambre est fermée par un couvercle. De manière avantageuse, l'ouverture de sortie de la vapeur peut être créée en différents endroits, aussi bien dans la paroi extérieure du corps de chauffe, que dans ledit couvercle. On notera que le dispositif de chauffage selon l'invention est superposable, c'est-à-dire que plusieurs de ses 5 dispositifs peuvent être accolés axialement. Ainsi la présente invention a également pour objet un ensemble de chauffage de fluide constitué de l'assemblage d'au moins deux dispositifs de chauffage tels que décrits précédemment. 10 Les avantages et les caractéristiques du dispositif de chauffage de fluide selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif. 15 Dans le dessin annexé, la figure unique représente une vue schématique en perspective d'un corps de chauffe d'un dispositif de chauffage de fluide selon l'invention. Ce corps de chauffe 1 comprend une structure de base 10, en l'occurrence de forme cylindrique, qui présente une face 11 20 en forme disque duquel font saillie une paroi périphérique 12 et une paroi intérieure 13 enroulée en une spirale, tandis qu'un couvercle 14 est destiné à venir au contact des bords libres de parois 12 et 13, en sorte de délimiter une chambre 15 en forme de spirale. 25 Dans la région centrale de la face 11 est pratiquée une ouverture 16, tandis qu'une autre ouverture 17 est créée dans la région périphérique, en l'occurrence, et non limitativement, au niveau du couvercle 14, mais qui pourrait être percée dans la paroi périphérique 12. 30 De manière préférentielle, mais non obligatoire, l'ouverture 16 est destinée à permettre une alimentation en fluide, tandis que l'ouverture 17 est destinée à la sortie du fluide chauffé. Dans le cas d'un générateur de vapeur, l'ouverture 16 est 35 alimentée en eau, tandis que la vapeur sort par l'ouverture 17. Le dispositif de chauffage de fluide selon l'invention comporte de plus une résistance, non visible, ou deux résistances, placée dans la base 10 et/ou serpentant dans la chambre 15. De manière avantageuse, les parois 12 et 13 peuvent comporter, préférentiellement sur leur face dirigée vers le centre de la spirale, des aspérités telles que des crans, conçus aptes à retenir des particules de fluide et à augmenter la surface de contact. On notera que la forme ronde du corps de chauffe, bien que préférentielle, n'est pas limitative, la spirale pouvant être de forme ovale, pour des raisons de gain de place par exemple. L'architecture "à plat" du corps de chauffe présente l'avantage d'un faible encombrement. Parmi les corps de chauffe existants, ceux qui présentent une architecteur "à plat" consistent en un serpentin conformé en une sinusoïde. Ces corps de chauffe présentent l'inconvénient d'un ralentissement du flux de fluide à chaque changement de direction, avec pour conséquence, dans le cas d'un générateur de vapeur par exemple, d'une concentration en eau de la vapeur produite à chaque ralentissement. Dans le corps de chauffe selon l'invention, le flux de fluide est en accélération constante. Un dispositif de chauffage de fluide 1 tel que représenté, peut parfaitement faire partie d'un ensemble de chauffage de fluide, constitué d'au moins deux dispositifs 1, superposés axialement. Dans ce cas l'ouverture de sortie 17 est pratiquée latéralement dans la paroi 12. REVENDICATIONS1) Dispositif de chauffage de fluide, comportant un corps de chauffe (1) associé à au moins une résistance électrique, et délimitant une chambre (15) dans laquelle circule ledit fluide et qui est munie d'au moins deux ouvertures (16, 17), l'une 5 destinée à permettre une alimentation en fluide, et l'autre destinée à la sortie dudit fluide chauffé, caractérisé en ce que d'une part ladite chambre (15) est notamment délimitée par une paroi (13) qui s'enroule en une spirale, en sorte que ladite chambre (15) présente une forme de spirale à plat, et d'autre 10 part, l'une desdites ouvertures (16) est localisée dans la région centrale de la spirale formée par ladite chambre, tandis que l'autre ouverture (17) est localisée dans la région périphérique de ladite spirale. 2) Dispositif de chauffage de fluide selon la 15 revendication 1, caractérisé en ce que la paroi (13) qui délimite la chambre en spirale, présente, sur sa face dirigée vers le centre de ladite chambre (15), des aspérités tels que des crans. 3) Dispositif de chauffage de fluide selon la 20 revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une résistance noyée dans le corps de chauffe (1), et/ ou une résistance en forme de spirale qui serpente dans la chambre (15) en forme de spirale. 4) Ensemble de chauffage de fluide, caractérisé en ce 25 qu'il consiste en la superposition d'au moins deux dispositifs de chauffage de fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes.