FR3051545A1

FR3051545A1 - Dispositif de chauffage pour des fluides

Info

Publication number: FR3051545A1
Application number: FR1654590A
Authority: FR
Inventors: Abbas Ebrahimpour
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2017-11-24

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour chauffer au moyen d'une source de chaleur électrique un fluide contenu dans un réservoir. L'objectif de l'invention est de développer de nouveaux dispositifs pour chauffer un fluide et de nouvelles chaudières à vapeur qui soient moins énergivores tout en ayant le même apport calorifique. Un autre objectif est que ces nouveaux appareils soient moins sensibles en cas de dysfonctionnement d'un élément chauffant. Conformément à l'invention, la source de chaleur électrique comprend un premier groupe d'éléments chauffants constitué par une pluralité d'éléments chauffants (13) de basse puissance branchés en parallèle et répartis uniformément au moins dans la partie basse du réservoir. Un tel dispositif permet de chauffer un liquide en consommant moins d'énergie qu'un dispositif traditionnel avec un élément chauffant de grande puissance. Si le fluide est un liquide qui doit en outre être transformé en vapeur, la source de chaleur électrique comprend en plus un deuxième groupe d'éléments chauffants constitué par une pluralité d'éléments chauffants branchés en parallèle et situés dans un même plan horizontal entre le sommet des éléments chauffants du premier groupe et le niveau de l'eau dans le réservoir.

Description

Description L’invention concerne un dispositif pour chauffer, au moyen d’une source de chaleur électrique, un fluide contenu dans un réservoir.

Parmi les dispositifs électriques pour chauffer un fluide on compte notamment les bouilloires, les cafetières et les chauffe-eau. Il existe aussi des appareils pour chauffer d’autres liquides que de l’eau, par exemple du lait, ou pour transformer un liquide en vapeur.

Qu’il s’agisse d’appareil pour chauffer un fluide ou d’appareil pour transformer un liquide en vapeur, il est nécessaire de chauffer le fluide contenu dans le réservoir à une température souhaitée. Les dispositifs électriques pour chauffer les fluides et les chaudières à vapeur électriques ont une consommation électrique très importante. Chacun de ces appareils utilise pour son fonctionnement un, parfois deux ou trois éléments chauffants électriques de grande puissance, généralement une puissance supérieure à 1 000 Watts. Lorsque l’unique élément chauffant tombe en panne, c’est tout le dispositif qui arrête de fonctionner. Si le dispositif de chauffage ou la chaudière à vapeur contient quelques éléments chauffants, la défaillance de l’un d’entre eux entraîne un dysfonctionnement conséquent de l’appareil. L’objectif de l’invention est de développer de nouveaux dispositifs pour chauffer un fluide et de nouvelles chaudières à vapeur qui soient moins énergivores tout en ayant le même apport calorifique. Un autre objectif est que ces nouveaux appareils soient moins sensibles en cas de dysfonctionnement d’un élément chauffant.

Cet objectif est atteint du fait que la source de chaleur électrique comprend un premier groupe d’éléments chauffants constitué par une pluralité d’éléments chauffants de basse puissance branchés en parallèle et répartis uniformément au moins dans la partie basse du réservoir, de préférence dans l’ensemble du volume destiné à être occupé par le fluide à chauffer. L’invention consiste notamment à prévoir dans le réservoir plusieurs éléments chauffants de faible puissance, là où l’état de la technique aurait prévu un élément de grande puissance. En utilisant une pluralité d’éléments chauffants de faible puissance plutôt qu’un ou quelques éléments chauffants de grande puissance, on peut obtenir le même apport calorifique avec une puissance cumulée moins importante. Cela permet des économies d’énergie substantielles. La restitution de la chaleur au fluide à chauffer, qui peut être un liquide ou un gaz, est bien meilleure en utilisant plusieurs éléments de faible puissance répartis uniformément dans le volume occupé dans le réservoir par le fluide, plutôt qu’un seul élément de grande puissance, car la surface de contact entre les éléments chauffants et le fluide est beaucoup plus grande. L’essentiel est de multiplier et de répartir dans l’espace les sources de chaleur. L’invention peut s’appliquer à un réservoir à travers lequel circule un fluide entre au moins une ouverture d’entrée et au moins une ouverture de sortie, la ou les ouvertures d’entrée étant placées à proximité du fond du réservoir et/ou la ou les ouvertures de sortie étant placées à proximité ou au sommet du réservoir. L’invention peut également s’appliquer à un réservoir dans lequel l’eau ne circule pas, comme par exemple une bouilloire domestique dans laquelle la même ouverture sert à remplir et à vider le réservoir.

Selon l’usage prévu, la puissance de chaque élément chauffant du premier groupe est inférieure à 1 000 W, de préférence inférieure à 600 W. Pour des appareils de petit électroménager, comme une bouilloire électrique domestique, les éléments chauffants peuvent avoir une puissance inférieure à 100 W. De même, le nombre d’éléments chauffants de basse puissance dépend de l’usage prévu. La pluralité d’éléments chauffants du premier groupe est généralement constituée par au moins cinq éléments chauffants.

Le dispositif de l’invention peut être un chauffe-eau, une chaudière, un chauffe-gaz électrique, une bouilloire électrique, une cafetière électrique, un percolateur, une théière électrique ou un chauffe-lait.

Dans le cas d’un dispositif destiné uniquement à chauffer un fluide, le réservoir peut être constitué d’une paroi inférieure, d’au moins une paroi latérale et d’une paroi supérieure. Autrement dit, le réservoir peut être cylindrique ou parallélépipédique. La ou les ouvertures d’entrée, quand il y en a, peuvent être placées dans la ou l’une des parois latérales à proximité de la paroi de fond et la ou les ouvertures de sortie, quand il y en a, peuvent être placées dans la ou l’une des parois latérales, à l’opposé de la ou des ouvertures d’entrée et à proximité de la paroi supérieure. Les éléments chauffants du premier groupe sont de préférence placés dans la paroi de fond en saillant verticalement en direction de la paroi supérieure de telle sorte qu’ils s’étendent plus haut que les ouvertures d’entrée, et de préférence n’atteignent pas le niveau de la ou des ouvertures de sortie. L’idéal est que les éléments chauffants soient répartis dans presque tout le volume du fluide à chauffer.

Le dispositif pour chauffer un liquide peut être complété pour devenir un dispositif pour transformer un liquide en vapeur. Pour cela, la source de chaleur électrique peut comprendre un deuxième groupe d’éléments chauffants constitué par une pluralité d’éléments chauffants branchés en parallèle et situés dans un même plan horizontal entre le sommet des éléments chauffants du premier groupe et le niveau du liquide dans le réservoir. Un tel dispositif peut être un dispositif pour transformer en vapeur, au niveau des éléments chauffants du deuxième groupe, un liquide chauffé au niveau des éléments chauffants du premier groupe. Notamment, le dispositif peut être une chaudière à vapeur d’eau ou un générateur de vapeur d’eau.

Dans le cas d’un dispositif pour transformer un liquide en vapeur, le réservoir peut être constitué d’une paroi inférieure, d’au moins une paroi latérale et d’une paroi supérieure. Le réservoir peut donc être cylindrique ou parallélépipédique. La ou les ouvertures d’entrée, quand il y en a, sont de préférence placées dans la ou l’une ou plusieurs des parois latérales à proximité de la paroi de fond et la ou les ouvertures de sortie, quand il y en a, sont placées par exemple dans la paroi supérieure. Les éléments chauffants du premier groupe peuvent être placés dans la paroi de fond en saillant verticalement en direction de la paroi supérieure de telle sorte qu’ils s’étendent plus haut que les ouvertures d’entrée et les éléments chauffants du deuxième groupe peuvent être placés dans la ou l’une ou plusieurs des parois latérales.

Dans un mode de réalisation privilégié de l’invention, chaque élément chauffant, qu’il soit du premier groupe ou du deuxième groupe, est constitué par un élément en U dont les extrémités libres sont fixées à la paroi ou l’une des parois du réservoir.

Afin de permettre une remise en état simple du dispositif de l’invention en cas de dysfonctionnement de l’un des éléments chauffants, ces derniers sont conçus de sorte à être facilement échangeables. Pour faciliter l’échange des éléments chauffants en panne, il est préférable que l’une des parois, de préférence la paroi supérieure, soit amovible pour donner accès à l’intérieur du réservoir. Toujours dans une perspective d’une maintenance simplifiée du dispositif, il est prévu de munir chaque élément chauffant d’un dispositif de contrôle qui indique son bon fonctionnement. À tire d’exemple, le dispositif de contrôle de chaque élément chauffant peut être constitué par un ampèremètre. Le dispositif de contrôle de chaque élément chauffant est de préférence relié à une unité de contrôle qui émet un signal en cas de dysfonctionnement d’un des éléments chauffants. Le signal peut être sonore, lumineux ou sous la forme d’un message transmis par un moyen de communication approprié, notamment sous la forme d’un texte ou d’un courriel.

Pour simplifier le dispositif de l’invention et assurer un rendement élevé, les éléments chauffants d’un même groupe sont de préférence identiques et répartis à équidistance les uns des autres. L’invention est décrite plus en détail ci-dessous à l’aide des figures schématiques suivantes :

Figure 1 une vue en perspective de la paroi de fond du réservoir d’un dispositif pour chauffer un fluide selon l’invention, munie d’une pluralité d’éléments chauffants électriques ;

Figure 2 : une vue de face d’un élément chauffant électrique de faible puissance à placer dans la paroi de fond du réservoir ;

Figure 3 : des vues en perspective (a) du réservoir d’un dispositif pour chauffer un fluide, (b) des conduites d’alimentation en fluide froid et (c) des conduites de sortie du fluide chaud ;

Figure 4 : des vues en perspective (a) du réservoir d’un dispositif pour transformer un liquide en vapeur et (b, c) des conduites d’alimentation en liquide froid ;

Figure 5 : (a) une vue en perspective d’une paroi latérale du réservoir de la figure 4, munie d’une pluralité d’éléments chauffants électriques du deuxième groupe et (b) une vue schématique du réservoir de la figure 4 avec les éléments chauffants ;

Figure 6 : une vue de face d’un élément chauffant électrique de grande puissance à placer dans la paroi latérale du réservoir de la figure 5a. L’invention concerne un dispositif pour chauffer un liquide ou pour transformer un liquide en vapeur. Un premier exemple de réalisation présente un dispositif pour chauffer un liquide, tandis qu’un deuxième exemple de réalisation présente un dispositif pour transformer un liquide en vapeur. On verra dans la suite que le dispositif pour transformer un liquide en vapeur est un développement du dispositif pour chauffer un liquide. Dans les exemples montrés dans les figures, le fluide circule à travers le réservoir entre des ouvertures d’entrée et des ouvertures de sortie. Il va de soi que l’invention s’applique également à des réservoirs dans lesquels le fluide froid est introduit et le fluide chaud est extrait par la même ouverture.

Pour simplifier la description, il sera dorénavant fait référence à de l’eau comme fluide. L’homme du métier comprendra cependant que l’invention s’applique à tout autre fluide, qu’il soit liquide ou gazeux. Parmi les liquides, le dispositif de l’invention peut chauffer aussi bien des liquides aqueux, comme de l’eau ou du lait par exemple, que des liquides non aqueux.

Le dispositif pour chauffer de l’eau est constitué essentiellement : - d’un réservoir (10) muni d’au moins une ouverture d’entrée pour l’eau à chauffer (11 ) et d’au moins une ouverture de sortie (12) pour l’eau chauffée ; et - d’une pluralité d’éléments chauffants électriques (13) de faible puissance.

Le réservoir se présente de préférence sous la forme d’un parallélépipède rectangle ayant une paroi de fond (15), quatre parois latérales et une paroi supérieure (17). Un tel réservoir a une longueur (L), une largeur (I) et une hauteur (H). Les dimensions dépendent des besoins et sont définies au cas par cas. Il va de soi qu’il serait possible que le réservoir soit cylindrique, sphérique ou de toute autre forme appropriée.

Le réservoir (10) est muni d’au moins une ouverture d’entrée pour l’eau froide et d’au moins une ouverture de sortie pour l’eau chauffée. Pour une meilleure répartition de l’eau dans le réservoir, il est préférable de prévoir plusieurs ouvertures d’entrée (11) et plusieurs ouvertures de sortie (12). De même, les ouvertures d’entrée sont placées de préférence à proximité de la paroi de fond (15) tandis que les ouvertures de sortie (12) sont situées à l’opposé des ouvertures d’entrée, dans la partie haute du réservoir. Ainsi l’eau est obligée de traverser toute la zone occupée par les éléments chauffants. Des conduites d’amenée (30) et de sortie (40) peuvent être raccordées aux ouvertures correspondantes (11, 12) du réservoir, le cas échéant par le biais d’autant de conduites secondaires (31,41) qu’il y a d’ouvertures d’entrée (11) ou d’ouvertures de sortie (12).

Conformément à l’invention, une pluralité d’éléments chauffants électriques (13) de faible puissance sont placés dans la paroi de fond (15). Ces éléments chauffants sont placés verticalement de telle sorte qu’ils s’étendent depuis la paroi de fond en direction de la paroi supérieure (17). Ils sont raccordés en parallèle si bien que si l’un d’entre eux est défaillant, cela n’a pas d’influence sur le fonctionnement des autres. Ils sont répartis régulièrement sur toute la paroi de fond pour occuper au mieux l’espace situé au-dessus de celle-ci, de préférence à équidistance les uns des autres. Pour cela, on peut par exemple les disposer en plusieurs rangées. La hauteur des éléments chauffants est choisie de telle sorte qu’ils soient toujours immergés dans l’eau à chauffer. Les ouvertures de sortie (12) sont donc généralement placées plus haut que le sommet des éléments chauffants.

Tous les éléments chauffants ont de préférence la même puissance, mais cela n’est pas indispensable.

Les éléments chauffants de l’invention sont de préférence remplaçables. En cas de dysfonctionnement de l’un d’entre eux, il est possible de le remplacer facilement par un élément de rechange. Pour cela, il est préférable qu’au moins l’une des parois du réservoir soit facilement détachée des autres pour accéder aux éléments chauffants. Dans l’exemple présenté à la figure 3, la paroi supérieure (17) est amovible et fixée au reste du réservoir par des moyens appropriés, tels que des vis et des boulons.

Les éléments chauffants utilisés pour l’invention sont de faible puissance. Leur puissance est pour un réservoir d’un litre de l’ordre de grandeur de la centaine de watts. Selon les besoins, ils peuvent être compris entre 100 W, voire moins, et quelque centaines de watts, par exemple 300 ou 500 W. Avec un dispositif de chauffage de l’invention, il est possible de remplacer un élément chauffant de grande puissance par plusieurs éléments chauffants de faible puissance. Pour un même apport de chaleur, la somme des puissances de ces éléments de faible puissance est nettement inférieure à la puissance de l’élément remplacé. Ainsi, une bouilloire électrique classique avec une résistance de 1 000 W et un réservoir d’un litre peut être remplacée par un dispositif de l’invention avec cinq éléments de 100 W chacun, soit une puissance nominale de 500 W au lieu de 1 000 W. De même, une chaudière traditionnelle de 20 000 W peut être remplacée par un dispositif de l’invention muni de cinquante éléments chauffants à 200 W chacun. Le nombre exact d’éléments chauffants dépend des besoins. Lors de la conception, un flux d’eau froide est introduit dans le dispositif de chauffage et la température du flux sortant est contrôlée. Si elle est supérieure à la valeur souhaitée, il faut prévoir moins d’éléments chauffants basse puissance ou prévoir le même nombre d’éléments chauffants, mais d’une puissance plus faible. Si au contraire, la température de sortie n’est pas aussi élevée que souhaité, il faut soit prévoir plus d’éléments chauffants, soit prévoir des éléments chauffants de puissance plus élevée.

Afin de faciliter le contrôle des dispositifs de chauffage de l’invention, il est préférable que chaque élément chauffant électrique soit muni d’un ampèremètre. Il est ainsi facile de contrôler chaque élément chauffant. Si un ampèremètre indique une valeur nulle alors que le dispositif de chauffage est en fonctionnement, cela indique que l’élément chauffant considéré est défaillant et qu’il faut le remplacer. Les ampèremètres peuvent être analogiques ou numériques. Ils peuvent être reliés à une unité de contrôle pour contrôler automatiquement l’état de fonctionnement des différents éléments chauffants. L’unité de contrôle peut être conçue pour déclencher une alarme en cas de dysfonctionnement de l’un des éléments chauffants. L’alarme peut être auditive, visuelle, ou sous la forme d’un message envoyé par texto, courriel ou tout autre moyen de communication. Les ampèremètres peuvent être remplacés par d’autres éléments de contrôle remplissant la même fonction, c'est à dire informer du bon fonctionnement ou du dysfonctionnement de chaque élément de chauffage, par exemple des diodes lumineuses.

Dans l’exemple présenté aux figures 1 à 3, les éléments chauffants se présentent sous la forme d’éléments en U retournés. Ils sont régulièrement répartis sur toute la surface de la paroi de fond (15). Dans l’exemple de la figure 1, il y a deux rangées de 11 éléments chauffants de 100 W chacun. À titre d’exemple non limitatif, les éléments chauffants (13) sont des résistances chauffantes d’un diamètre de 1 cm, dépassant d’une hauteur de 38 cm de la paroi de fond. Ils sont munis de raccords de 3 cm de haut pour les raccorder dans la paroi de fond (15). Les deux branches du U sont espacées d’environ 4 cm.

Le réservoir peut par exemple avoir 50 cm de long (L), 20 cm de large (I) et 40 cm de haut (H).

Le dispositif de chauffage du premier mode de réalisation peut être complété pour le transformer en un dispositif pour transformer de l’eau liquide en eau vapeur (ou tout autre liquide facilement vaporisable). Le dispositif pour transformer le liquide en vapeur des figures 4 à 6 a les mêmes éléments que le dispositif pour chauffer de l’eau des figures 1 à 3. Il est constitué d’un réservoir (20), muni d’une paroi de fond (25), de quatre parois latérales (dont une est marquée 26) et d’une paroi supérieure (27). Des éléments chauffants (23) de faible puissance sont placés verticalement dans la paroi de fond (25), dirigés vers la paroi supérieure (27). Ils sont raccordés en parallèle. Ils sont répartis régulièrement sur toute la surface de fond, de préférence à équidistance les uns des autres. Ils sont de préférence munis de moyens de contrôle individuels pour contrôler le bon fonctionnement de chacun d’entre eux.

Dans le dispositif pour transformer l’eau liquide en eau vapeur, les ouvertures d’entrée (21a, 21b) sont réparties de préférence en plusieurs endroits dans les parois latérales à proximité de la paroi de fond. Généralement, il n’y a qu’une ouverture de sortie (22) placée de préférence au centre de la paroi supérieure (27).

Au-dessus des éléments chauffants basse puissance (23) placés dans la paroi de fond (25), et appelés par commodité premier groupe d’éléments chauffants, il est prévu un deuxième groupe d’èlèments chauffants (24) qui s’étendent horizontalement à quelques centimètres en dessous du niveau de l’eau. Ces éléments chauffants (24) sont fixés dans un même plan sur l’une des parois latérales (26). Il serait cependant possible de répartir les éléments chauffants du deuxième sur deux parois latérales opposées, voire sur toutes les parois latérales. Les éléments chauffants du deuxième groupe doivent autant que possible être répartis sur toute la surface définie par les parois latérales. Ils sont de préférence placés à équidistance les uns des autres et sont de même puissance, bien que des puissances différentes puissent être envisagées.

On pourra choisir une distance d’environ 4 cm entre le sommet des éléments chauffants (23) du premier groupe et les éléments chauffants (24) du deuxième groupe et une distance d’environ 2 cm entre les éléments de chauffage (24) du deuxième groupe et le niveau de l’eau dans le réservoir.

Les éléments chauffants (23) du premier groupe, placés verticalement dans le bas du réservoir, ont pour fonction de chauffer l’eau entrante jusqu’à une température proche de l’ébullition (par exemple 90 °C) tandis que les éléments chauffants (24) du deuxième groupe ont pour fonction de vaporiser l’eau déjà presque bouillante.

Les éléments chauffants du deuxième groupe sont selon les besoins soit des éléments basse puissance, identiques ou non aux éléments du premier groupe, soit des éléments de puissance plus importante. Comme les éléments chauffants (23) du premier groupe, ceux (24) du deuxième groupe sont de préférence échangeables et munis de moyens de contrôle de leur fonctionnement propre, tels que des ampèremètres individuels. L’exemple présenté aux figures 4 à 6 montre un dispositif transformant de l’eau liquide en eau vapeur ayant une longueur de 50 cm (L), une largeur de 20 cm (I) et une hauteur de 50 cm (H). Il a deux rangées de 11 éléments chauffants basse puissance (23) disposés verticalement et à équidistance dans la paroi de fond (25) ainsi que 5 éléments chauffants (24) plus puissants placés dans un plan horizontal sur la paroi latérale (26). Les éléments chauffants du premier groupe sont identiques à ceux présentés dans le cadre du premier mode de réalisation (cf. figures 1 et 2). Les éléments chauffants (24) du deuxième groupe sont semblables à ceux (23) du premier groupe, mais sont plus courts pour tenir dans la largeur du réservoir. Ils ont par exemple une longueur de 18 cm pour une profondeur de réservoir de 20 cm. Ils sont munis de raccords de 3 cm de longueur environ pour permettre leur raccord dans la paroi latérale (26).

Dans l’exemple présenté dans les figures ci-jointes, on voit que dans la partie basse du réservoir, les branches du U d’un élément chauffant du premier groupe sont séparées de la même distance que les branches de deux éléments successifs dans une même rangée ou de deux éléments côte à côte de deux rangées adjacentes. Vues du dessus, les branches des éléments chauffants sont donc placées dans un quadrillage régulier.

Un générateur de vapeur traditionnel de 9 000 W peut être remplacé par un dispositif de l’invention ayant une puissance nominale d’environ 4 500 W tout en étant capable de fournir la même quantité de vapeur.

Lors de la conception du dispositif, on n’allume que les éléments chauffants (23) du premier groupe, c'est-à-dire ceux destinés à chauffer l’eau à une température proche de l’ébullition. Un flux d’eau froide est introduit dans le dispositif de transformation de l’eau en vapeur et la température du flux sortant est contrôlée. Si la température correspond à la valeur souhaitée, généralement autour de 90 ‘C, la partie basse du dispositif est correctement dimensionnée. Si elle est supérieure à la valeur souhaitée, il faut prévoir moins d’éléments chauffants basse puissance (23) ou prévoir le même nombre d’éléments chauffants (23), mais d’une puissance plus faible. Si au contraire, la température de sortie n’est pas aussi élevée que souhaité, il faut soit prévoir plus d’éléments chauffants, soit prévoir des éléments chauffants de puissance plus élevée.

Dans un second temps, les deux groupes d’éléments chauffants (23, 24) sont mis en marche. La qualité de la vapeur sortant par l’ouverture de sortie (22) est contrôlée. Si elle contient des gouttelettes d’eau, il faut augmenter la puissance ou le nombre des éléments chauffants (24) du deuxième groupe. Si la vapeur sortant ne présente pas de gouttelettes, mais que le niveau de l’eau est inférieur à celui souhaité, généralement 2 cm d’eau au-dessus des éléments chauffants (24) du deuxième groupe, cela signifie que ce deuxième groupe d’éléments chauffants est trop puissant. Il faut donc diminuer la puissance ou le nombre des éléments chauffants (24) du deuxième groupe.

Les dispositifs de l’invention pour chauffer un liquide et pour transformer un liquide en vapeur présentent de nombreux avantages. Ils permettent des économies d’énergie substantielles. De plus, même si l’un des nombreux éléments chauffants tombe en panne, le dispositif continue à fonctionner sans perdre de façon significative en efficacité. Enfin, avec ses éléments chauffants pouvant être facilement remplacés, la durée de vie des dispositifs de l’invention est nettement améliorée.

Liste des références : 10 Réservoir d’un dispositif pour chauffer un liquide 11 ouvertures d’entrées du liquide froid 12 ouvertures de sortie pour le liquide chaud 13 éléments chauffants électriques pour chauffer le liquide 15 paroi de fond du réservoir portant les éléments chauffants électriques pour chauffer le liquide 17 paroi supérieure 20 Réservoir pour transformer un liquide en vapeur 21 a/b ouvertures d’entrée du liquide à transformer en vapeur 22 ouverture de sortie de la vapeur 23 éléments chauffants électriques pour chauffer le liquide 24 éléments chauffants électriques pour vaporiser le liquide chaud 25 paroi de fond du réservoir portant les éléments chauffants électriques pour chauffer le liquide 26 paroi latérale portant les éléments chauffants électriques pour vaporiser le liquide 27 paroi supérieure 30 Conduite d’amenée d’un liquide à chauffer 31 sous-conduites raccordées aux ouvertures d’entrée du réservoir 40 Conduite de sortie d’un liquide chauffé 41 sous-conduites raccordées aux ouvertures de sortie du réservoir 50a/b Conduites d’amenée d’un liquide à transformer en vapeur 51 a/b sous-conduites raccordées aux ouvertures d’entrée du réservoir

Claims

Revendications

1. Dispositif pour chauffer au moyen d’une source de chaleur électrique un fluide contenu dans un réservoir (10, 20), caractérisé en ce que la source de chaleur électrique comprend un premier groupe d’éléments chauffants constitué par une pluralité d’éléments chauffants (13, 23) de basse puissance branchés en parallèle et répartis uniformément au moins dans la partie basse du réservoir.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments chauffants du premier groupe sont répartis uniformément dans le volume occupé dans le réservoir par le fluide à chauffer.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fluide circule à travers le réservoir (10, 20) entre au moins une ouverture d’entrée (22, 21) et au moins une ouverture de sortie (12, 22), la ou les ouvertures d’entrée (11, 21) étant placées à proximité du fond du réservoir et/ou la ou les ouvertures de sortie (12, 22) étant placées à proximité ou au sommet du réservoir.
4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance de chaque élément chauffant (13, 23) du premier groupe est inférieure à 1 000 W, de préférence inférieure à 600 W et/ou en ce que la pluralité d’éléments chauffants du premier groupe est constituée par au moins cinq éléments chauffants (13, 23).
5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif est un chauffe-eau électrique, une chaudière électrique, un chauffe-gaz électrique, une bouilloire électrique, une cafetière électrique, un percolateur électrique, une théière électrique ou un chauffe-lait électrique.
6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes associées à la revendication 3, caractérisé en ce que - le réservoir (10) est constitué d’une paroi inférieure (15), d’au moins une paroi latérale et d’une paroi supérieure (17) ; - la ou les ouvertures d’entrée (11) sont placées dans la ou l’une des parois latérales à proximité de la paroi de fond (15) ; - la ou les ouvertures de sortie (12) sont placées dans la ou l’une des parois latérales, à l’opposé de la ou des ouvertures d’entrée (11) et à proximité de la paroi supérieure (17); - les éléments chauffants (13) du premier groupe sont placés dans la paroi de fond (15) en saillant verticalement en direction de la paroi supérieure (17) de telle sorte qu’ils s’étendent plus haut que les ouvertures d’entrée (11), et de préférence n’atteignent pas le niveau du ou des ouvertures de sortie (12).
7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fluide est un liquide et en ce que la source de chaleur électrique comprend un deuxième groupe d’éléments chauffants constitué par une pluralité d’éléments chauffants (24) branchés en parallèle et situés dans un même plan horizontal entre le sommet des éléments chauffants du premier groupe et le niveau du liquide dans le réservoir.
8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif est un dispositif pour transformer en vapeur, au niveau des éléments chauffants (24) du deuxième groupe, un liquide chauffé au niveau des éléments chauffants (23) du premier groupe, notamment le dispositif est une chaudière à vapeur d’eau ou un générateur de vapeur d’eau.
9. Dispositif selon l’une des revendications 7 ou 8 associées à la revendication 3, caractérisé en ce que - le réservoir (20) est constitué d’une paroi inférieure (25), d’au moins une paroi latérale (26) et d’une paroi supérieure (27) ; - la ou les ouvertures d’entrée (21) sont placées dans la ou l’une ou plusieurs des parois latérales à proximité de la paroi de fond (25) ; - la ou les ouvertures de sortie (22) sont placées dans la paroi supérieure (17) ; - les éléments chauffants (23) du premier groupe sont placés dans la paroi de fond (25) en saillant verticalement en direction de la paroi supérieure (27) de telle sorte qu’ils s’étendent plus haut que les ouvertures d’entrée (21) ; - les éléments chauffants (24) du deuxième groupe sont placés dans la ou l’une ou plusieurs des parois latérales (26).
10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément chauffant (13, 23, 24) est constitué par un élément en U dont les extrémités libres sont fixées à la ou l’une des parois (15, 25, 26) du réservoir (10, 20) et/ou en ce que chaque élément chauffant (13, 23, 24) peut être remplacé en cas de dysfonctionnement.
11. Dispositif selon l’une des revendications 6 ou 9, caractérisé en ce que l’une des parois, de préférence la paroi supérieure (17, 27), est amovible pour donner accès à l’intérieur du réservoir (10, 20), en particulier pour changer l’un des éléments chauffants (13,23, 24).
12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément chauffant (13, 23, 24) est muni d’un dispositif de contrôle qui indique son bon fonctionnement, de préférence un ampèremètre.
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle de chaque élément chauffant est relié à une unité de contrôle qui émet un signal en cas de dysfonctionnement d’un des éléments chauffants (13, 23, 24), le signal pouvant être sonore, lumineux ou sous la forme d’un message transmis par un moyen de communication approprié, notamment sous la forme d’un texte ou d’un courriel.
14. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments chauffants (13, 23, 24) d’un même groupe sont identiques et répartis à équidistance les uns des autres.