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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED Perfectionnements relatifs au chauffage.. notamment d'aliments conservés et de boissons. Demande de brevet anglais du 25 Octobre 1940 en sa faveur et en faveur de Mr.W.A. CALDWELL.
La présente Invention se rapporte à un dispositif de chauffage et plus spécialement à un thermoplongeur destiné à être employé dans les cas où l'on ne dispose pas ou ne peut pas employer des appareils de chauffage ordinaires, la matière chauffante employée dans ce thermoplongeur étant de l'espèce qui, lors du magasinage, n'engendre point de vapeurs inflammables.
On se trouve souvent dans des circonstances où l'on a besoin de chauffer des matières telles que l'eau ou des aliments liquides sans pouvoir disposer de gaz ou d'électricité ou d'un appareil de chauffage de cuisine ordinaire. On connaît de nombreux types de fourneaux portatifs brùlant des combustibles liquides, mais les thermoplongeurs suivant la présente invention peuvent être employés dans des cas où les combustibles liquides sont inapplicables ou ne peuvent pas être employés convenablement, par exemple à cause d'intempéries ou dans des espaces limités tels que des locaux hermétiquement clos contre la pénétration de gaz toxiques. Ces thermoplongeurs sont d'un maniement plus aisé que les fourneaux.
On a déjà proposé de charger les thermoplongeurs de compositions qui dégagent de la chaleur lorsqu'on les allume pour amorcer une réaction chimique.
Suivant la présente invention le thermoplongeur comporte une douille chargée d'une composition qui comprend un mélange, utilement en poudre, d'oxyde ferrique et/ou de minium avec un siliciure et est oapable de subir, après allumage, une réaction chimique avec dégagement de chaleur mais substantiellement sans dégagement de gaz ou de vapeurs inflammables; un moyen d'allumer cette composition depuis l'extérieur de la douille ; une lumière faisant communiquer l'espace occupé par la composition avec l'extérieur du thermoplongeur; un filtre interposé entre la composition chauffante et la sortie de la lumière, propre à laisser passer de l'air chaud ou du gaz mais à retenir toutes particules solides ;
et un calorifuge propre à restreindre l'écoulement de la chaleur de la charge chauffante vers le milieu dans lequel est immergé le thermoplongeur lorsque celui-ci est en usge normal ; ce thermoplongeur étant en outre exécuté de manière que pendant un tel usage la sortie de la lumière se trouve en dehors du milieu d'immersion.
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Le thermoplongeur suivant l'invention est soit muni d'un dispositif par lequel il peut être tenu de façon que l'ou- verture de la douille se trouve en dehors de la substance à chauffer, soit exécuté de manière que l'une de ses extrémités puisse elle-même remplir l'office d'un tel dispositif. En outre le thermoplongeur suivant l'invention peut être revêtu intérieu- rement d'une matière calorifuge, par exemple de papier d'amiante, à sa partie contenant la charge le but de ce revêtement étant d'empêcher la chaleur de s'écouler trop rapidement de la douille vers l'extérieur et de brûler, carboniser ou produire d'autres effets de surchauffe locale. D'autre part, la douille peut être constituée elle-même par une matière mauvaise conductrice de la chaleur.
Suivant une autre caractéristique de la présente inven- tion la douille peut être exécutée de manière qu'après l'achève- ment de la réaction le résidu puisse être enlevé et remplacé par une nouvelle charge et, si c'est nécessaire, par un nouveau dis- positif inflammateur, tandis que suivant une autre caractéristi- que de l'invention le dispositif comprend une douille rechargeable exécutée de manière à pouvoir recevoir des charges de différentes grandeurs, de sorte que l'usager puisse adapter la charge à la quantité de matière qu'il dfsire chauffer.
Les compositions chauffantes employées suivant la pré- sente invention dégagent une grande quantité de chaleur pour un poids donné, mais le dégagement de chaleur est comparativement lent. Par conséquent la réaction se passe tranquillement à une allure convenable aux fins envisagées par la présente invention et sans qu'il soit nécessaire de diluer les réactifs par une forte quantité de matière inerte. Les compositions suivant la présente invention ont aussi l'avantage le se décomposer substantiellement sans dégagement de gaz.
La douille peut avoir avantageusement une forme tubulaire et l'invention est décrite dans ce qui suit avec référence é une douille tubulaire.
L'intensité de la réaction entre l'oxyde et le siliciure peut être contr8lée en faisant varier les proportions relatives de ces ingrédients,ou par l'inclusion d'ingrédients tels que le talc ou le kaolin ou un autre diluant solide chimiquement inerte et absorbant la chaleur, mais le mélange doit être tel qu'il dé- gage une chaleur d'incandescence rouge ou blanche lorsqu'il est allumé dans une douille non refroidie. Le mélange peut être com- primé ou aggloméré, pour réduire son volume au minimum.
Le moyen d'allumer la charge de l'extérieur peut, comporter un élément propre à être enflammé par une faible source de chaleur, tel qu'une mèche d'allumage ou analogue, par exemple une languette de papier d'amorce enduite d'une composition à base de nitrocellulose et saupoudrée d'un mélange inflammateur formateur de scorie, ou un bout de mèche fusante, ou un autre type d'amorce convenable passant par une lumière de communication. la composition de l'amorce peut être en elle-même d'un type ne dégageant pas de gaz. On peut cependant prévoir des moyens d'amorçage par percussion ou par friction.
Comme le mélange chauffant peut être difficilement inflam- mable il est parfois désirable, notamment lorsque le mélange a été dilué par une matière inerte absorbant la chaleur, de prévoir une charge d'amorçage intermédiaire qui peut être constituée avan- tageusement par un mélange facilement inflammable ne dégageant pas de gaz.
La douille peut être constituée par toute matière conve- nable qui supporte que l'une de ses faces soit soumise à une tem-
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pérature élevée de combustion pendant que l'autre face est soumi- se à l'effet réfrigérant exercé par le contact avec la: matiére à chauffer. On peut employer par exemple un tube en tòle d'acier mince, en fer-blanc, en laiton ou en silice. Il peut être fait en tôle par un procéda convenable quelconque assurant une fermeture étanche aux gaz, tel qu'étirage ou emboutissage bu pliage, agrafage et soudure.
L'extrémité et une partie latérale peuvent être revêtues d'une couche d'amiante, d'un mélange de kaolin et de silicate de sodium, ou d'une autre matière résistant à la chaleur.
Comme moyen d'allumage, on peut introduire dans le tube une amorce ou une mèche d'allumage à travers la lumière de commu- nication de sorte que l'une des extrémités de l'amorce ou de la mèche soit enfoncée dans le mélange chauffant.
Le filtre peut être constitué avantageusement par un tam- pon de laine de verre ou de laine d'amiante et l'amorce ou la mèche peut passer à travers ce tampon. Suivant une forme d'exécu- tion de l'invention la partie restant vide de la douille peut être aplatie. Ce moyen empêche le contenu de tomber hors de la douille, maintient l'amorce ou la mèche en position en la serrant, tandis que la présence de l'amorce ou de la mèche empêche l'apla- tissement complet de la douille et laisse un passage ou lumière de sortie pour l'air chauffé.
Pour le magasinage et le transport la lumière d'échappe- ment et le moyen d'allumage peuvent être temporairement obturés, par exemple par un ruban ou papier adhésif, par une fermeture métallique soudée arrachable, ou par des moyens analogues.
Lors de son emploi l'extrémité du thermoplongeur conte- nant la charge est placée dans la matière à chauffer, de manière que toute cette partie du thermoplongeur soit enfoncée ou immergée dans la matière tandis que l'orifice d'échappement de la lumière reste en dehors. Ensuite l'amorce ou la mèche est allumée et allume à son tour le mélange chauffent qui réagit rapidement à une température très élevée en laissant un résidu.
Une autre forme d'exécution d'un thermoplongeur, suscep- tible de recharge, comprend une douille dont le fond est garni d'une couche de matière calorifuge. Au fond de cette douille, on place un ou plusieurs agglomérés du mélange chauffant, contenant éventuellement une faible quantité de silicate agissant comme liant. Chaque aggloméré est entouré d'une couche tubulaire de ma- tiére calorifuge de dimensions permettant son introduction aisée dans le thermoplongeur.
Au-dessus des agglomérés de mélange chauffant est disposé un disque métallique perforé, garni d'une composition inflammatrice du coté se présentant en regard de la matière chauffante et muni d'un prolongement tubulaire parallèle à la douille et s'étendant en direction opposée à la charge chauf- fante, ce prolongement étant resserré autour de l'extrémité cor- respondante de la pièce constituant l'amorce à temps. Ce prolonge- ment tubulaire est agencé de manière à entrer dans un tube cen- tral traversant en ligne droite un tampon amovible de laine de verre ou d'une autre matière filtrante, maintenu en forme par des plaques perforées prévues à chaque extrémité.
Un chapeau perforé peut être vissé dans l'extrémité ouverte de la douille, ce chapeau étant pourvu d'un ressort qui presse contre le filtre et maintient ainsi en place le contenu de la douille. L'amorce à temps traverse ce chapeau 'et le dépasse d'une longueur convenable.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple non limitatifs deux formes d'exécution de l'objet de la. présente in- vention, à savoir: ' les figures 1 et 2, deux coupes axiales, à angle droit l'une par rapport à l'autre, d'une première forme d'exécution du
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thermoplongeur; la figure 3, l'utilisation du thermoplongeur suivant les figures 1 et 2 pour faire bouillir l'eau contenue dans une bouilloire ; la figure 4, une coupe axiale d'un thermoplongeur rechar- geable.
Sur les figures 1 et 2 la douille extérieure 1, en acier mince, est cylindrique à une extrémité et aplatie à l'autre. L'ex- trémité cylindrique est fermée. Un revêtement 2, constitué par un mélange de kaolin et de silicate de sodium, est disposé dans la partie cylindrique du thermoplongeur, cette partie formant un récipient genre godet, rempli de la composition chauffante 6 cons- tituée de 35 parties de siliciure de calcium, 65 parties de minime et 8 parties de talc. Au-dessus de ce mélange chauffant se trouve un bloo ou tampon de laine de verre 4. Par ce tampon de laine de verre passe la mèche 5 qui s'étend de l'extrémité ouverte de la cartouche de chauffage à une composition d'amorce 6 constituée par un mélange de siliciure de calcium et de minium.
L'extrémité supérieure de la douille est fermée par une couche protectrice 7 de ruban adhésif.
L'utilisation de ce thermoplongeur est illustré sur la figure 3. Le thermoplongeur est plongé dans une bouilloire de manière que son extrémité aplatie sorte par l'ouverture du couver- cle de la bouilloire.
Le couvercle est placé de façon à fermer autant que pos- sible de l'ouverture dans le but de conserver la chaleur. Le ruban protecteur 7 est alors arraché et l'extrémité de la mèche est allumée au moyen d'une allumette. Il a été constaté qu'avec un thermoplongeur contenant 150 gr du mélange chauffant susmentionné on peut porter à l'ébullition 0,57 1. d'eau en 90 secondes. Au lieu de placer le couvercle comme représenté sur la figure 3 il y a parfois avantage à remuer le liquide à chauffer avec le thermoplon- gour.
Suivant l'exemple d'exécution représenté sur la figure 4 la douille 1 est garnie d'un chapeau fileté 2, perforé au centre en 3 pour recevoir l'extrémité de la mèche de l'amorce à temps et aussi en 4 pour permettre aux gaz de s'échapper de l'intérieur de la douille. A la base de la douille 1 se trouve un revêtement 5 en kaolin et silicate de sodium. Deux charges 6, dont chacune a été garnie préalablement d'une couche tubulaire 7 de kaolin et de silicate de sodium sont placées sur la couche calorifuge 5. Sur la face supérieure de la charge supérieure de matière chauffante est pressée une couche 8 d'une composition inflammatrice, cette couche étant supportée par une plaque perforée 9 possédant un prolongement tubulaire 10 serré autour de la mèche de l'amorce à temps 11 qui passe par le trou central 3 du chapeau 2.
Le prolongement tubulaire 10 et la mèche de l'amorce à temps 11 entrent dans un tube métalli- que 12 s'étendant entre deux plaques perforées 13 et 14 qui en- tourent ensemble avec l'organe tubulaire 15, le filtre en laine de verre le. Ce filtre est sollicité vers le bas par un ressort 17 prenant appui sur le chapeau 2.
Pour recharger ce dispositif après usage on enlève le chapeau 2 et on tire le filtre hors de la douille au moyen de ce qui reste de la mèche de l'amorce à temps 11 que l'on jette ensuite ensemble avec la plaque 9. La scorie du mélange chauffant, qui est encore toujours contenue dans les tubes de kaolin et de silicate, peut être secouée hors de la douille.
On introduit alors dans la douille un nombre de charges chauffantes correspondant à la quantité de liquide à chauffer.
L'usager dispose d'un mélange inflammateur appliqué sur une nouvelle plaque 9 garnie d'une nouvelle mèche d'amorce à temps
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11 serrée dans le prolongement 10. La mèche est d'abord passée par le tube 12; ensuite la mèche avec l'amorce et le filtre sont pres- sés ensemble dans la douille, le ressort 17 est placé par dessus le filtre et le chapeau 2 est vissé en place.
R E V E Nú¯ I C A T I 0 N S
1) Thermoplongeur caractérisé en ce qu'il comporte une douille chargée d'une composition qui comprend un mélange d'oxyde ferrique et/ou de minium avec un siliciure et est capable de subir, après son allumage, une réaction chimique avec dégagement de cha- leur mais substantiellement sans dégagement de gaz ou de vapeurs inflammable, un moyen d'allumer cette composition de l'extérieur de la douille; une lumière de communication entre l'espace occupé par la composition et l'extérieur du thermoplongeur; un filtre interposé entre la composition chauffante et la sortie de la lumière, propre à laisser passer de l'air chaud et du gaz mais à retenir toutes particules solides;
et un calorifuge propre à restreindre l'écoulement de chaleur de la charge chauffante vers le milieu dans lequel est immergé le thermoplongeur en usage normal; ce thermoplongeur étant en outre exécuté de manière que lors de cet usage la sortie de la lumière se trouve en dehors du milieu d'immersion.