CH622078A5 - - Google Patents

Description

La présente invention est relative à un dispositif générateur de vapeur surchauffée à partir d'une source de liquide.

Dans de nombreuses applications il est souhaitable de disposer de vapeur surchauffée, produite instantanément. A titre d'application particulière on peut citer par exemple les appareils destinés à traiter les cheveux à la vapeur surchauffée, notamment pour réaliser des mises en plis, tels que les appareils décrits dans le brevet suisse no. 595 796.

On connaît plusieurs appareils comportant divers types d'éléments chauffants permettant de produire instantanément de la vapeur surchauffée.

Il existe déjà par ailleurs des dispositifs de production de vapeur, notamment dans des appareils pour enlever les faux plis sur les habits ou dans les humidificateurs d'air ambiant dans lesquels la vapeur est obtenue grâce à des électrodes plongées en permanence dans le réservoir contenant le liquide. De tels dispositifs ne permettent toutefois pas d'assurer avec précision la fourniture commandée, instantanée, d'une quantité déterminée de vapeur, et en particulier ne permettent pas d'obtenir de la vapeur surchauffée.

Le dispositif générateur de vapeur surchauffée selon la présente invention est défini dans la revendication 1. Dans ce dispositif, c'est le liquide à vaporiser lui-même qui peut agir comme élément de fermeture du circuit électrique et comme élément de régulation, puisque c'est la plus ou moins grande quantité de liquide introduit qui détermine la grandeur du courant et la puissance électrique nécessaire instantanément. On assure ainsi une économie d'énergie dans la mesure où,

bien que le dispositif puisse être branché en permanence il ne se produit une consommation d'énergie qu'au moment où l'on introduit la quantité de liquide à vaporiser, ce qui permet en particulier d'obtenir une puissance instantanée importante pour un faible volume du dispositif.

La quantité déterminée de liquide à vaporiser, et donc la quantité déterminée de vapeur produite, peuvent être obtenues notamment en injectant dans l'enveloppe des quantités dosées de liquide, obtenues par pompage depuis une source de liquide, les moyens de pompage permettant de préférence de communiquer au liquide une surpression par exemple supérieure à 0,5 bars (de pression relative).

Comme matériau poreux utilisable, on peut citer par exemple diverses matières minérales ou organiques naturelles ou synthétiques fibreuses, granulaires, frittées, telles que par exemple de l'amiante, de la laine de verre, du P.T.F.E., des fibres de cellulose, du feutre de laine, de la silice.

Si l'on utilise un matériau fibreux, il est souhaitable que la taille des fibres soit inférieure à 500 |i. En outre, il est également souhaitable que dans le matériau poreux introduit dans le dispositif, le rapport entre le volume d'air et le volume total du matériau poreux soit inférieur ou égal à 50%.

Le liquide utilisé sera fonction des applications envisagées. Il convient toutefois que la conductivité du liquide soit inférieure ou égale à SxlO^Q^cm-1. On peut toutefois citer à titre d'exëmple comme liquides vaporisables dans le dispositif l'eau distillée, l'eau déminéralisée ou des mélanges eau-alcool.

Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend en outre une résistance électrique montée en série avec les électrodes aux bornes de la source d'énergie électrique.

La distance entre ces électrodes, c'est-à-dire la dimension de l'espace dans lequel est introduit le matériau poreux, est naturellement fonction du liquide, de la tension du courant électrique qui est utilisé, de la surface des électrodes et de la puissance désirée.

Ainsi par exemple pour un dispositif utilisable dans la pratique d'une longueur de 4,5 cm alimenté sous 220 Y et donnant une puissance comprise entre environ 100 watts et 400 watts la distance entre les électrodes est comprise entre 0,9 mm et 4 mm.

H est également préférable de choisir la longueur des électrodes, de telle manière que toute la quantité de liquide introduite soit vaporisée dans le matériau poreux entre les électrodes même s'il se produit une certaine condensation entre les électrodes, le matériau étant tel qu'on obtienne une bonne répartition du liquide dans le matériau, une bonne homogénéisation de la vapeur, une surpression permettant d'obtenir de la vapeur surchauffée ainsi que des turbulences au sein de la masse du matériau.

Pour accroître la sécurité électrique, en particulier lors d'une rupture d'un des fils d'alimentation, l'on peut augmenter le trajet de circulation du liquide à vaporiser dans le dispositif et de la vapeur produite, en délimitant à l'intérieur du dispositif un conduit de passage isolé électriquement de section réduite et en forme de labyrinthe.

En variante, il est possible de prévoir dans le moyen de sortie de vapeur un organe électriquement conducteur, notamment métallique, mis à la masse.

De nombreuses applications du dispositif selon l'invention autres que le traitement des cheveux peuvent également être envisagées.

On peut en particulier citer la réalisation de fers à repasser, sans semelle métallique, éventuellement sans résistance électrique et de faible inertie thermique. Un tel fer à repasser est très léger, se prète à une utilisation domestique et est très pratique notamment pour le repassage de tissus délicats.

On peut également envisager comme application les carburateurs de véhicules à moteur à combustion interne, ou les brûleurs à mazout, dans lesquels il est souhaitable d'introduire de la vapeur d'eau en des quantités faibles, avec un temps de réponse très court dans l'air servant à la combustion.

Les avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers du dispositif selon l'invention, donnée à titre d'exemple et en se référant au dessin annexé dans lequel:

s

1Q

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

622 078

- la fig. 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation du dispositif,

- la fig. 2 est une vue schématique d'un second mode de réalisation du dispositif,

- la fig. 3 représente en coupe un dispositif selon le premier mode de réalisation schématisé dans la fig. 1,

- la fig. 4 représente à titre d'application un appareil injec-teur de vapeur comportant le dispositif de la fig. 3,

- la fig. 5 représente une variante de réalisation du dispositif selon la fig. 3,

- la fig. 6 représente une autre variante de réalisation du dispositif selon la fig. 3,

- la fig. 7 représente une variante de réalisation de l'appareil selon la fig. 4.

Le dispositif représenté sur la fig. 1 comprend une enveloppe 1 comportant une entrée de liquide 2 depuis une pompe P et une sortie de vapeur 3.

A l'intérieur de l'enveloppe 1, et disposées aux bornes A, B d'une source d'énergie électrique se trouvent deux électrodes 4 et 5 par exemple en acier inoxydable ou en carbone entre lesquelles se trouve disposée une masse d'un matériau poreux, électriquement isolant 6, présentant une faible inertie thermique et chimiquement inerte vis-à-vis du liquide à vaporiser. Lorsque le liquide est de l'eau distillée ou déminéralisée on peut par exemple utiliser de la laine de verre.

Le mode de réalisation de la fig. 2 se distingue uniquement du mode de réalisation de la fig. 1 par la présence d'une résistance électrique 7 disposée en série avec les électrodes 4 et 5 aux bornes A, B de la source d'énergie électrique.

Lorsque l'on introduit par la tubulure 2 une quantité de liquide, celui-ci pénètre dans la masse de matériau poreux 6 entre les électrodes 4 et 5, et du fait que ces dernières sont alimentées en énergie électrique il se produit par effet Joule un échauffement assurant la vaporisation de l'eau et la production de vapeur qui s'échappera ensuite de l'enveloppe 1 par la tubulure de sortie 3 en vue de son utilisation.

Le matériau poreux étant isolant, on comprend que c'est le liquide à vaporiser qui agit comme élément de fermeture du circuit électrique, c'est-à-dire que c'est l'introduction du liquide qui déclenche le passage du courant et c'est sa disparition qui le coupe. Le liquide agit également comme élément chauffant, la chaleur étant produite par effet Joule au sein même du liquide contenu dans les pores du matériau 6. C'est également le liquide qui sert d'élément de régulation, dans la mesure où c'est la plus ou moins grande quantité de liquide introduit qui détermine la puissance électrique nécessaire instantanément. On comprend ainsi que l'appareil ne consomme qu'une très faible quantité d'énergie, uniquement pendant les courts moments où s'effectue la vaporisation, l'enveloppe 1 du dispositif n'ayant pas tendance à s'échauffer ce qui permet à l'utilisateur de tenir dans sa main sans risque d'échauffement excessif le dispositif selon l'invention.

La fig. 3 représente un dispositif réalisé selon le principe schématisé dans la fig. 1.

Le dispositif comprend deux électrodes concentriques 4 et 5, réalisées par exemple en acier inoxydable et contenant entreelles comme matériau poreux 6 de la laine de verre.

Dans un exemple particulier de cette réalisation on utilise des électrodes présentant une longueur de 3 cm, écartées l'une de l'autre de 3 mm, la surface des électrodes étant de 6 cm2.

On peut également adjoindre en série aux électrodes une résistance de chauffage qui peut par exemple être de 60 Ohms. Avec une tension d'alimentation alternative de 220 volts et une intensité du courant d'alimentation de 0,5 Ampères on obtient avec une quantité injectée de 0,2 cm3 d'eau distillée une puissance instantanée de 110 watts et la production de vapeur surchauffée.

On a représenté sur la fig. 4 à titre d'application du dispositif selon la fig. 3 son utilisation dans un appareil injecteur de vapeur du type décrit dans le brevet français précité. Cet appareil comporte une enveloppe externe 8 munie à sa partie avant d'un élément en forme de dôme, réalisé de préférence en caoutchouc souple 9 à l'intérieur duquel passe une aiguille d'injection creuse 10.

L'appareil comporte comme élément de vaporisation le dispositif représenté à la fig. 3. L'aiguille d'injection 10 est reliée à la sortie de vapeur 3, l'entrée de liquide en 2 s'effec-tuant par l'intermédiaire d'une aiguille creuse 11 plongeant dans un réservoir souple amovible 12 disposé à l'arrière de l'appareil. Pour faire fonctionner le dispositif il suffit de presser la cartouche 12 pour vaporiser la quantité correspondante de liquide, la vapeur s'échappant par l'aiguille d'injection 10. On doit comprendre que la fig. 4 ne représente qu'une forme d'application possible du dispositif un tel dispositif pouvant être utilisé comme élément de vaporisation dans l'un quelconque des appareils décrits dans la demande de brevet français précitée, ainsi que comme élément de vaporisation dans de nombreuses applications dont quelques unes ont été énumé-rées dans le présent mémoire.

Le dispositif représenté sur la fig. 5 se distingue du dispositif représenté sur la fig. 3 par la présence dans la tubulure de sortie de vapeur 3 d'une bague électriquement conductrice, notamment métallique, 13, fixée à la tubulure par une vis 14. Cette bague 13 est mise à la masse par une ligne 15. En outre un matériau de bourrage électriquement conducteur, notamment fritté, 16, est disposé dans le conduit de sortie de vapeur dans la tubulure 3. On obtient ainsi une sécurité électrique évitant à l'utilisateur de recevoir une décharge de courant en manipulant l'appareil lorsque par accident l'un des fils d'alimentation électrique se trouve rompu.

Une variante de la réalisation du dispositif permettant également d'obtenir une sécurité électrique accrue est représentée sur la fig. 6.

Dans cette figure le dispositif comporte comme celui des fig. 3 et 5 une tubulure d'amenée de liquide à vaporiser 2 depuis une pompe P, une tubulure de sortie de vapeur 3 et deux électrodes concentriques 4 et 5 entre lesquelles est disposée une masse de matériau poreux électriquement isolant 6 présentant les caractéristiques exposées précédemment. L'électrode externe 4 qui comme on le remarque sur la fig. 6 fait fonction d'enveloppe externe est montée dans des flasques d'extrémité en matériau isolant 17. Le dispositif comporte du côté alimentation en liquide à vaporiser une soupape 18 constituée d'une bille rappelée par ressort et permettant l'accès du liquide à vaporiser au dispositif lorsque le liquide est amené depuis la pompe P avec une surpression suffisante pour faire reculer la bille contre l'action du ressort. Le liquide traverse ainsi un ou plusieurs orifices 19 et pénètre dans un conduit de faible section en forme de labyrinthe 20 jusqu'à la masse de matériau poreux 6 d'où il sort par un autre conduit en labyrinthe 21 et passe par plusieurs orifices 22 dans une chambre allongée 23 depuis laquelle il est amené vers la tubulure de sortie 3. On comprend qu'un tel trajet en labyrinthe à l'intérieur du dispositif, augmenté de la longueur de la tubulure de sortie 3 communique au liquide à vaporiser et à la vapeur produite dans le dispositif un trajet dans un conduit de grande longueur pour une section faible, ce qui augmente la résistance électrique due au liquide dans l'appareil et ainsi réduit dans une très large mesure l'intensité de la décharge de courant que pourrait recevoir un utilisateur de l'appareil dans le cas d'une rupture d'un des fils d'alimentation des électrodes.

A titre d'exemple on a réalisé un dispositif selon la fig. 6 présentant une longueur de 45 mm, le rayon de l'électrode interne étant de 4 mm, celui de l'électrode externe de 6 mm.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

622078

4

On obtient ainsi entre les électrodes un écartement de 2 mm pour une surface d'électrodes de 11 cm2.

Pour un volume d'eau distillée de 1 cm3 contenue dans le matériau poreux disposé entre les électrodes, on obtient, sous une tension d'alimentation de 220 V et une intensité de courant d'alimentation de 1 Ampère, une puissance instantanée de 220 watts et la production de vapeur surchauffée.

On a représenté sur la fig. 7 une variante de réalisation d'appareil injecteur de vapeur surchauffée dans la même représentation que celle de la fig. 4.

L'appareil se distingue de celui de la fig. 4 par le fait que l'alimentation s'effectue à partir d'une prise de terre comportant un fil de masse M relié à l'enveloppe 1 du dispositif qui se trouve ainsi mise à la terre.

s L'aiguille d'injection 10 qui est réalisée en un matériau électriquement conducteur, en particulier en métal ou en matière plastique chargée de carbone est fixée à l'enveloppe 1 par un embout fileté 10a. On comprend qu'ainsi l'aiguille d'injection se trouve également à la masse ce qui augmente la io sécurité électrique.

B

2 feuilles dessins

Claims (7)

622078

1. Dispositif générateur de vapeur surchauffée, à partir d'une source de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend dans une enveloppe une paire d'électrodes placées aux bornes d'une source d'énergie électrique, un matériau poreux disposé entre les électrodes, le matériau poreux étant électriquement isolant et étant chimiquement inerte vis-à-vis du liquide à vaporiser, un moyen de pompage pour amener entre les électrodes une quantité déterminée de liquide à vaporiser dans le matériau poreux, et un passage pour faire sortir de l'enveloppe la vapeur produite.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les électrodes sont cylindriques ou prismatiques coaxiales.

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une résistance montée en série avec les électrodes aux bornes de la source d'énergie électrique.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend dans le passage de sortie de vapeur un organe électriquement conducteur mis à la masse.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un conduit interne en forme de labyrinthe, permettant le passage du liquide à vaporiser et de la vapeur surchauffée produite.

6. Utilisation du dispositif selon la revendication 1, pour traiter les cheveux à la vapeur surchauffée.

7. Utilisation selon la revendication 6 pour la réalisation de mises en plis.