FR3013727B1 - DEVICE FOR HEATING A LIQUID CONTAINED IN A FUTURE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (10) pour le chauffage d'un liquide (12) contenu dans un fût (14), le dispositif (10) comportant une canne chauffante (16) et un élément chauffant (34) électrique qui est logé dans la canne chauffante (16), caractérisé en ce que le dispositif comporte une sonde de régulation (46) qui est destinée à relever la température du liquide (12) à chauffer contenu dans le fût (14), et une unité de régulation (38) qui est conçue pour faire varier la température de chauffage de l'élément chauffant (34) en fonction d'une température de consigne et de la température du liquide (12) relevée par la sonde de régulation (46).The invention relates to a device (10) for heating a liquid (12) contained in a drum (14), the device (10) comprising a heating rod (16) and an electric heating element (34) which is housed in the heating rod (16), characterized in that the device comprises a regulating probe (46) which is intended to raise the temperature of the liquid (12) to be heated contained in the barrel (14), and a regulating unit ( 38) which is adapted to vary the heating temperature of the heating element (34) as a function of a set temperature and the temperature of the liquid (12) detected by the control sensor (46).
Description
L’invention concerne un dispositif pour le chauffage d’un liquide contenu dans un fût.The invention relates to a device for heating a liquid contained in a drum.
Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif de chauffage permettant de chauffer un liquide, comme du vin, en vue de favoriser le déclenchement des fermentations alcoolique et malolactique de ce liquide.More particularly, the invention relates to a heating device for heating a liquid, such as wine, to promote the initiation of alcoholic and malolactic fermentations of this liquid.
On connaît de nombreux dispositifs visant à chauffer un liquide à fermenter, notamment un type de dispositif à canne chauffante comportant : - une canne chauffante délimitée par une paroi tubulaire périphérique qui s’étend depuis un tronçon inférieur borgne de fond jusqu’ à un tronçon supérieur, et - un élément chauffant électrique qui est logé dans la canne chauffante et qui est conçu pour être alimenté par une source d’énergie. Généralement, l’élément chauffant de ce type de dispositif présente une puissance de chauffage de plusieurs centaines de watts, typiquement de 600 watts à 3000 watts, la paroi de la canne en contact avec le liquide à chauffer atteignant des températures élevées qui risquent de cuire le liquide à chauffer.Numerous devices are known for heating a liquid to be fermented, in particular a type of heating rod device comprising: a heating rod delimited by a peripheral tubular wall extending from a bottom blind bottom section to an upper section; and - an electric heating element which is housed in the heating rod and which is designed to be powered by a power source. Generally, the heating element of this type of device has a heating power of several hundred watts, typically 600 watts to 3000 watts, the wall of the cane in contact with the liquid to be heated reaching high temperatures that may cook the liquid to be heated.
La température de la paroi d’une telle canne chauffante peut présenter une répartition non homogène, avec un risque de formation de points chauds sur la paroi pouvant altérer le liquide à chauffer.The temperature of the wall of such a heating rod may have a non-homogeneous distribution, with a risk of forming hot spots on the wall may alter the liquid to be heated.
De plus, ce type de dispositif de chauffage selon l’art antérieur est dépourvu de régulation thermique, la canne chauffante étant du type « tout ou rien », c'est-à-dire que la température de chauffage de la canne est maintenue à une certaine température indépendamment de la température du liquide à chauffer.In addition, this type of heating device according to the prior art is devoid of thermal regulation, the heating rod being of the "all or nothing" type, that is to say that the heating temperature of the cane is maintained at a certain temperature regardless of the temperature of the liquid to be heated.
Aussi, l’élément chauffant de ce type de dispositif de chauffage s’étend souvent sur une majeure partie de la longueur de la canne chauffante, voire la totalité de la canne chauffante.Also, the heating element of this type of heating device often extends over a major part of the length of the heating rod, or even the entire heating rod.
Bien qu’une telle disposition de l’élément chauffant permette à la canne chauffante de chauffer le liquide sur une grande surface de contact, elle engendre une consommation d’électricité excessive.Although such an arrangement of the heating element allows the heating rod to heat the liquid over a large contact area, it generates excessive electricity consumption.
Enfin, les dispositifs de chauffage selon lart antérieur comportent une canne chauffante rigide.Finally, the heating devices according to the prior art comprise a rigid heating rod.
Une telle caractéristique rend délicate l’insertion de la canne chauffante par le haut des fûts lorsque les fûts sont gerbés de façon superposée.Such a feature makes it difficult to insert the heating rod from the top of the barrels when the barrels are stacked superimposed.
La présente invention vise notamment à résoudre ces inconvénients et se rapporte pour ce faire à un dispositif pour le chauffage d’un liquide contenu dans un fût, du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le dispositif comporte : - une sonde de régulation qui est destinée à relever la température du liquide à chauffer contenu dans le fût, et - une unité de régulation qui est conçue pour faire varier la température de chauffage de l’élément chauffant en fonction d’une température de consigne et de la température du liquide relevée par la sonde de régulation.The present invention aims to overcome these disadvantages and relates for this purpose to a device for heating a liquid contained in a drum, of the type described above, characterized in that the device comprises: - a control probe which is for raising the temperature of the liquid to be heated contained in the barrel, and - a control unit which is designed to vary the heating temperature of the heating element according to a set temperature and the temperature of the liquid measured. by the regulation probe.
Le dispositif selon l’invention permet de limiter la température de chauffage de la canne chauffante pour chauffer liquide en douceur à basse température afin ne pas altérer le liquide à chauffer.The device according to the invention makes it possible to limit the heating temperature of the heating rod to heat liquid gently at low temperature so as not to alter the liquid to be heated.
Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte une sonde de sécurité qui est agencée à l’intérieur de la canne chauffante pour relever la température de chauffage de la canne chauffante, et l’unité de régulation est conçue pour limiter la température de chauffage de l’élément chauffant de sorte que l’écart de température entre la température de chauffage de la canne chauffante et la température du liquide à chauffer reste inférieure ou égale à cinq degrés Celsius.According to another characteristic, the device comprises a safety sensor which is arranged inside the heating rod to raise the heating temperature of the heating rod, and the control unit is designed to limit the heating temperature of the heating rod. heating element so that the temperature difference between the heating temperature of the heating rod and the temperature of the liquid to be heated remains less than or equal to five degrees Celsius.
De même, cette caractéristique contribue à ne pas préserver le liquide à chauffer contre une surchauffe tout en limitant la consommation d’énergie nécessaire pour chauffer le liquide.Likewise, this characteristic contributes to not preserving the liquid to be heated against overheating while limiting the energy consumption necessary to heat the liquid.
Aussi, l’unité de régulation est conçue pour réduire la température de chauffage de l’élément chauffant au fur et à mesure que la température du liquide à chauffer contenu dans le fût approche la température de consigne.Also, the control unit is designed to reduce the heating temperature of the heating element as the temperature of the liquid to be heated in the drum approaches the set temperature.
Cette caractériqtique vise à réduire l’écart de température entre la température de chauffage de la canne chauffante en contact avec le liquide à chauffer, pour ne pas altérer le liquide à chauffer.This feature aims to reduce the temperature difference between the heating temperature of the heating rod in contact with the liquid to be heated, so as not to alter the liquid to be heated.
Selon un autre aspect, la canne chauffante renferme un liquide caloporteur dans lequel l’élément chauffant est baigné, pour répartir la chaleur émise par l’élément chauffant sur la paroi de la canne chauffante.In another aspect, the heating rod contains a coolant in which the heating element is bathed, to distribute the heat emitted by the heating element on the wall of the heating rod.
Ainsi, le liquide caloporteur permet de transmettre la chaleur fournie par l’élément chauffant à la paroi périphérique de la canne chauffante de manière uniforme.Thus, the heat transfer liquid makes it possible to transmit the heat supplied by the heating element to the peripheral wall of the heating rod in a uniform manner.
De préférence, le liquide caloporteur est de l’huile alimentaire.Preferably, the coolant is edible oil.
Selon un exemple de réalisation préféré, l’élément chauffant présente une puissance inférieure ou égale à cinquante watts.According to a preferred embodiment, the heating element has a power of less than or equal to fifty watts.
Cette caractéristique participe à limiter la consommation d’énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif.This characteristic contributes to limiting the energy consumption necessary for the operation of the device.
Selon une autre caractéristique, l’élément chauffant est agencé dans le tronçon inférieur de la canne chauffante.According to another characteristic, the heating element is arranged in the lower section of the heating rod.
Cette caractéristique permet de ne chauffer qu’une portion de la canne chauffante et de limiter la longueur de l’élément chauffant, notamment pour limiter l’énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif.This feature allows to heat only a portion of the heating rod and limit the length of the heating element, in particular to limit the energy required for the operation of the device.
Aussi, la canne chauffante est un tuyau apte à être plié sans mémoire de forme.Also, the heating rod is a pipe that can be bent without shape memory.
Ainsi, la canne chauffante peut être pliée par l’utilisateur pour faciliter l’insertion dans un trou de passage du fût prévu à cet effet, notamment lorsque l’accès au trou de passage est délicat.Thus, the heating rod can be folded by the user to facilitate insertion in a passage hole barrel provided for this purpose, especially when access to the passage hole is difficult.
Plus particulièrement, la canne chauffante est un tuyau réalisé en acier inoxydable ondulé.More particularly, the heating rod is a pipe made of corrugated stainless steel.
Enfin, le dispositif de chauffage est conçu pour chauffer le liquide contenu dans le fût en vue de favoriser le déclenchement de la fermentation dudit liquide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en section transversale, qui illustre la canne chauffante du dispositif de chauffage selon l’invention, plongée dans le liquide à chauffer ; - la figure 2 est une vue schématique de détail en section transversale qui illustre la canne chauffante de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique en section transversale similaire à celle de la figure 1, qui illustre la canne chauffante de la figure 1 dans un état cintré.Finally, the heating device is designed to heat the liquid contained in the barrel to promote the initiation of fermentation of said liquid. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic cross-sectional view, which illustrates the cane heating device of the heating device according to the invention, immersed in the liquid to be heated; FIG. 2 is a diagrammatic cross-sectional detail view illustrating the heating rod of FIG. 1; - Figure 3 is a schematic cross-sectional view similar to that of Figure 1, which illustrates the heating rod of Figure 1 in a bent state.
Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « supérieur », « inférieur » en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement des figures 1 à 3.In the description and the claims, the terms "upper" and "lower" will be used in a nonlimiting manner with reference to the upper part and the lower part respectively of FIGS. 1 to 3.
De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures.Moreover, to clarify the description and the claims, the longitudinal, vertical and transverse terminology will be adopted in a nonlimiting manner with reference to the L, V, T trihedron indicated in the figures.
On a représenté à la figure 1 un dispositif 10 pour le chauffage d’un liquide 12, ici du vin, contenu dans un fût 14 en bois, ou barrique.There is shown in Figure 1 a device 10 for heating a liquid 12, here wine, contained in a drum 14 of wood, or barrel.
Le dispositif 10 est composé essentiellement d’une canne chauffante 16 et de moyens de régulation de la température du liquide 12 à chauffer.The device 10 is essentially composed of a heating rod 16 and means for regulating the temperature of the liquid 12 to be heated.
La canne chauffante 16 est délimitée par une paroi 18 tubulaire périphérique qui s’étend verticalement depuis un tronçon inférieur 20 borgne de fond jusqu’ à un tronçon supérieur 22.The heating rod 16 is delimited by a peripheral tubular wall 18 which extends vertically from a lower bottom blind section 20 to an upper section 22.
Comme on peut le voir à la figure 2, le tronçon inférieur 20 est obturé par une capsule 24 qui est réalisée en acier inoxydable et qui est sertie de façon étanche sur l’extrémité libre de la canne chauffante 16. A l’opposé, le tronçon supérieur 22 de la canne chauffante 16 est obturé par un presse-étoupe 26 étanche qui permet le passage de câbles.As can be seen in FIG. 2, the lower section 20 is closed off by a capsule 24 which is made of stainless steel and which is crimped tightly on the free end of the heating rod 16. In contrast, the upper section 22 of the heating rod 16 is closed by a gland 26 waterproof which allows the passage of cables.
Le presse-étoupe 26 est fixé sur l’extrémité libre supérieure de la canne chauffante 16 au moyen d’une bague 28 qui est réalisée en inox et qui est sertie de façon étanche sur la paroi 18 tubulaire de la canne chauffante 16.The gland 26 is fixed on the upper free end of the heating rod 16 by means of a ring 28 which is made of stainless steel and which is crimped tightly on the tubular wall 18 of the heating rod 16.
Aussi, le tronçon supérieur 22 de la canne chauffante 16 est équipé d’un bouchon 30 annulaire réalisé en matériau sensiblement déformable élastiquement, en silicone par exemple.Also, the upper portion 22 of the heating rod 16 is equipped with an annular plug 30 made of a substantially elastically deformable material, for example silicone.
Selon la figure 1, le bouchon 30 est conçu pour assurer l’étanchéité entre la paroi 18 tubulaire de la canne chauffante 16 et un trou 32 ménagé dans le fût 14 pour le passage de la canne chauffante 16 à l’intérieur du fût 14.According to FIG. 1, the plug 30 is designed to seal between the tubular wall 18 of the heating rod 16 and a hole 32 formed in the barrel 14 for the passage of the heating rod 16 inside the barrel 14.
La canne chauffante 16 est un tuyau réalisé en acier inoxydable ondulé qui à la particularité mécanique de pouvoir être plié sans mémoire de forme, c'est-à-dire que la canne chauffante 16 peut être pliée par un utilisateur pour lui donner une forme cintrée, comme on peut le voir à la figure 3, puis elle peut être pliée à nouveau pour lui donner une nouvelle forme.The heating rod 16 is a pipe made of corrugated stainless steel which has the mechanical characteristic of being able to be folded without shape memory, that is to say that the heating rod 16 can be folded by a user to give it a curved shape As can be seen in Figure 3, then it can be folded again to give it a new shape.
Cette caractéristique permet de cintrer la canne chauffante 16 pour faciliter son insertion à travers le trou 32 délimité par le fût 14, notamment lorsque le fût 14 est agencé au dessous d’un autre fût.This feature allows to bend the heating rod 16 to facilitate its insertion through the hole 32 defined by the shaft 14, especially when the shaft 14 is arranged below another shaft.
Plus particulièrement, la canne chauffante 16 est réalisée en acier inoxydable du type dit alimentaire.More particularly, the heating rod 16 is made of stainless steel of the so-called food type.
En référence à la figure 2, le dispositif 10 de chauffage comporte une résistance chauffante 34 électrique formant élément chauffant, qui est logé dans le tronçon inférieur 20 de la canne chauffante 16, de façon à ne chauffer que la partie inférieure de la canne chauffante 16.With reference to FIG. 2, the heating device 10 comprises an electric heater heating element 34, which is housed in the lower section 20 of the heating rod 16, so as to heat only the lower part of the heating rod 16 .
En effet, la chaleur transmise au liquide 12 à chauffer par la canne chauffante 16 tend à monter naturellement vers le haut du fût 12, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de chauffer la partie supérieure de la canne chauffante 16, notamment pour limiter la consommation d’énergie du dispositif 10 de chauffage.Indeed, the heat transmitted to the liquid 12 to be heated by the heating rod 16 tends to rise naturally towards the top of the barrel 12, so that it is not necessary to heat the upper part of the heating rod 16, in particular to limit the energy consumption of the heating device.
La résistance chauffante 34 est maintenue radialement au centre de la canne chauffante 16 tubulaire par une bague de centrage 36.The heating resistor 34 is held radially in the center of the tubular heating rod 16 by a centering ring 36.
Selon un autre aspect de l’invention, la canne chauffante 16 renferme un liquide caloporteur 42, représenté par un nuage de points à la figure 2, dans lequel la résistance chauffante 34 est baignée à la façon d’un bain-marie, pour répartir la chaleur sur la paroi 18 de la partie inférieure de la canne chauffante 16 de façon homogène, sans créer de points chauds.According to another aspect of the invention, the heating rod 16 contains a coolant 42, represented by a cloud of points in FIG. 2, in which the heating resistor 34 is bathed in the manner of a water bath, to distribute the heat on the wall 18 of the lower part of the heating rod 16 homogeneously, without creating hot spots.
De préférence, le liquide caloporteur 42 est un liquide alimentaire faiblement caloporteur, comme de l’huile de paraffine, pour ne chauffer que la partie inférieure de la canne chauffante 16.Preferably, the coolant 42 is a low-heat food liquid, such as paraffin oil, to heat only the lower part of the heating rod 16.
Complémentairement, la résistance chauffante 34 présente une puissance inférieure ou égale à cinquante watts, de façon à ne pas cuire le liquide 12 à chauffer.Complementarily, the heating resistor 34 has a power less than or equal to fifty watts, so as not to cook the liquid 12 to be heated.
La résistance chauffante 34 est reliée électriquement sur une source d’énergie, fournie par un réseau électrique par exemple, par l’intermédiaire d’une unité de régulation 38.The heating resistor 34 is electrically connected to a power source, provided by an electrical network for example, via a control unit 38.
Plus particulièrement, la résistance chauffante 34 est raccordée sur l’unité de régulation 38 par un câble 40 qui s’étend à l’intérieur de la canne chauffante 16 et qui passe à travers le presse-étoupe 26 prévu à cet effet.More particularly, the heating resistor 34 is connected to the control unit 38 by a cable 40 which extends inside the heating rod 16 and which passes through the gland 26 provided for this purpose.
Avantageusement, la résistance chauffante 34 est conçue pour chauffer la paroi 18 de la canne chauffante 16 à une température faiblement supérieure à la température du liquide 12 à chauffer, afin de chauffer le liquide 12 lentement et faiblement. A cet effet, le dispositif 10 de chauffage comporte une sonde de sécurité 44 qui est agencée à l’intérieur de la canne chauffante 16, au voisinage de la résistance chauffante 16, et qui est reliée sur l’unité de régulation 38 par un câble 45.Advantageously, the heating resistor 34 is designed to heat the wall 18 of the heating rod 16 at a temperature slightly greater than the temperature of the liquid 12 to be heated, in order to heat the liquid 12 slowly and weakly. For this purpose, the heating device 10 comprises a safety probe 44 which is arranged inside the heating rod 16, in the vicinity of the heating resistor 16, and which is connected to the control unit 38 by a cable 45.
La sonde de sécurité 44 permet de déterminer la température de chauffage de la canne chauffante 16. Cette sonde de sécurité 44 permet aussi de couper l’alimentation en énergie de la résistance chauffante 34, par l’intermédiaire de l’unité de régulation 38, en cas de température relevée supérieure à une température de sécurité prédéterminée.The safety probe 44 makes it possible to determine the heating temperature of the heating rod 16. This safety probe 44 also makes it possible to cut off the power supply of the heating resistor 34, via the regulation unit 38, in the event of a raised temperature above a predetermined safety temperature.
De façon complémentaire, l’unité de régulation 38 est raccordée sur une sonde de régulation 46 qui est plongée dans le liquide 12 à chauffer contenu dans le fût 14 pour en relever la température. L’unité de régulation 38 est conçue pour faire varier la température de chauffage de la résistance chauffante 34 en fonction d’une température de consigne et de la température du liquide relevée par la sonde de régulation 46. A cet effet, l’unité de régulation 38 est équipée d’un variateur de puissance pour l’alimentation en énergie de la résistance chauffante 34.Complementarily, the control unit 38 is connected to a control probe 46 which is immersed in the liquid 12 to be heated contained in the drum 14 to read the temperature. The control unit 38 is designed to vary the heating temperature of the heating resistor 34 as a function of a set temperature and the temperature of the liquid detected by the control probe 46. For this purpose, the control unit regulator 38 is equipped with a power variator for the power supply of the heating resistor 34.
Plus particulièrement, l’unité de régulation 38 est conçue pour limiter la température de chauffage de l’élément chauffant 34 de sorte que l’écart de température entre la température de chauffage de la canne chauffante 16 et la température du liquide 12 à chauffer reste inférieur ou égale à cinq degrés Celsius. Le fonctionnement du dispositif 10 de chauffage selon l’invention est décrit ci-dessous.More particularly, the control unit 38 is designed to limit the heating temperature of the heating element 34 so that the temperature difference between the heating temperature of the heating rod 16 and the temperature of the liquid 12 to be heated remains less than or equal to five degrees Celsius. The operation of the heating device 10 according to the invention is described below.
La canne chauffante 16 est plongée dans le liquide 12 à chauffer, comme illustré à la figure 1, la canne chauffante étant si besoin cintrée pour en faciliter l’insertion à travers le trou 32 de passage du fût 14.The heating rod 16 is immersed in the liquid 12 to be heated, as shown in FIG. 1, the heating rod being bent if necessary to facilitate insertion through the hole 32 for the passage of the drum 14.
En fonction de la température du liquide 12 à chauffer relevée par la sonde de régulation 46 et de la température du liquide caloporteur 42 relevé par la sonde de sécurité 44, l’unité de régulation 38 alimente la résistance chauffante 34 de sorte que l’écart de température entre la température de chauffage de la canne chauffante 16 et la température du liquide 12 à chauffer reste inférieure ou égale à cinq degrés Celsius.Depending on the temperature of the liquid 12 heated by the control sensor 46 and the temperature of the coolant 42 raised by the safety sensor 44, the control unit 38 supplies the heating resistor 34 so that the difference temperature between the heating temperature of the heating rod 16 and the temperature of the liquid 12 to be heated remains less than or equal to five degrees Celsius.
De plus, l’unité de régulation 38 réduit la puissance de chauffage de la résistance chauffante 34, et par conséquent la température du liquide caloporteur 42, au fur et à mesure que la température du liquide 12 à chauffer contenu dans le fût 14 approche la température de consigne.In addition, the control unit 38 reduces the heating power of the heating resistor 34, and therefore the temperature of the heat transfer fluid 42, as the temperature of the liquid 12 to be heated contained in the drum 14 approaches the conservation temperature.
La durée pour faire monter la température du liquide 12 à chauffer depuis une température initiale de douze degrés Celsius jusqu’à une température finale de consigne de vingt degrés Celsius est de l’ordre de vingt-quatre heures.The duration for raising the temperature of the liquid 12 to be heated from an initial temperature of twelve degrees Celsius to a final set temperature of twenty degrees Celsius is of the order of twenty-four hours.
Enfin, lorsque le liquide 12 à chauffer atteind la température de consigne, l’unité de régulation 38 commande la résistance chauffante 34 pour maintenir le liquide 12 à chauffer à la température de consigne.Finally, when the liquid 12 to be heated reaches the set temperature, the control unit 38 controls the heating resistor 34 to maintain the liquid 12 to be heated to the set temperature.
Un tel dispositif 10 de chauffage selon l’invention permet d’amener et de maintenir le liquide 12 à une température de consigne prédéterminée en douceur, pour favoriser le déclenchement de sa fermentation, sans risquer de cuire le liquide 12 et en limitant la consommation d’énergie.Such a heating device 10 according to the invention makes it possible to bring and maintain the liquid 12 at a predetermined setpoint temperature smoothly, to promote the initiation of its fermentation, without the risk of cooking the liquid 12 and limiting the consumption of the liquid. 'energy.
La présente description de l’invention est donnée à titre d’exemple non limitatif.The present description of the invention is given by way of non-limiting example.
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