FR2576091A1 - Instantaneous fluid heater consisting of two shells - Google Patents

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Abstract

It consists of two identical shells 1, moulded from metal and joined by their faces provided with longitudinal ribs 3. The space between the shells forms a plane channel 4 for the flow of the fluid to be heated. In their central portion, each shell has a semi-cylindrical housing 5 for a cylindrical heating body supplied with electrical current by 6. The sealing of the housing 5 and the joining between the shells is obtained by interposition of seals placed on flats 7. Application to drinks distributors.

Description

La présente invention se rapporte aux réchauffeurs instantanés de fluides à l'aide d'un corps de chauffe électrique chauffant par contact direct un réservoir métallique.The present invention relates to instantaneous fluid heaters using an electric heating body heating by direct contact a metal tank.

De tels réchauffeurs instantanés réalisés jusqu'a présent, par exemple fonctionnant comme chaudières de percolateur ou pour la distribution automatique des boissons chaudes, sont réalisés par moulage dans un moule, dans lequel on place un serpentin de cuivre et un corps de chauffe électrique, puis on remplit le moule d'un métal ou alliage fondu bon conducteur de chaleur, tel que l'alliage d'aluminium ou le bronze. Le réchauffeur ainsi réalisé se présente donc sous forme d'un serpentin et d'un corps de chauffe noyés dans la masse de métal sans la possibilité d'effectuer le remplacement du corps de chauffe défaillant. Les serpentins sont difficiles à détartrer, car leur détartrage est une opération longue et présentant des dangers relatifs à l'emploi d'un acide corrosif.Such instantaneous heaters produced so far, for example functioning as percolator boilers or for the automatic distribution of hot drinks, are produced by molding in a mold, in which a copper coil and an electric heating body are placed, then the mold is filled with a molten metal or alloy that is a good heat conductor, such as aluminum alloy or bronze. The heater thus produced is therefore in the form of a coil and a heating body embedded in the mass of metal without the possibility of replacing the faulty heating body. Coils are difficult to descale, since descaling is a long operation and presents dangers relating to the use of a corrosive acid.

L'invention a pour but un réchauffeur pouvant fonctionner soit comme une chaudière, soit comme un séchoir industriel ou réchauffeur instantané de tout fluide, d'un cout extrêmement bas, d'un encombrement réduit et dont le détartrage est très simple.The object of the invention is to provide a heater which can operate either as a boiler or as an industrial drier or instant heater for any fluid, of extremely low cost, of reduced bulk and whose descaling is very simple.

Du fait de sa facilité de démontage et de ;'accès aisé à son corps de chauffe, le réchauffeur faisant l'objet de l'invention se prête particulièrement bien à fonctionner comme chaudière incorporée dans un distributeur de boissons chaudes.Due to its ease of dismantling and easy access to its heating body, the heater which is the subject of the invention is particularly suitable for functioning as a boiler incorporated in a dispenser for hot drinks.

Le réchauffeur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par deux coquilles planes, chacune Drésentant sur une face des nervures longitudinales orientées perpendiculairement par rapport à la face de la coquille, lesquelles coquilles assemblées par lesdites faces présentent un espacement entre les coquilles formant une veine plane pour l'écoulement du fluide à chauffer;
Dans une des extrémités longitudinales du réservoir est ménagée une cavité alimentée par un orifice en fluide à chauffer1 tandis que l'autre extrinité longitudinale du réservoir est pourvue d'un orifice d'évacu-ation du fluide chaud.The heater according to the invention is characterized in that it consists of two plane shells, each having on one face longitudinal ribs oriented perpendicularly to the face of the shell, which shells assembled by said faces have a spacing between the shells forming a flat vein for the flow of the fluid to be heated;
In one of the longitudinal ends of the reservoir is formed a cavity supplied by an orifice with fluid to be heated while the other longitudinal end of the reservoir is provided with an orifice for evacuating the hot fluid.

Selon un mode deréalisation préféré, le-logement pour le corps de chauffe ménagé dans la partie centrale du réservoir est formé par l'assemblage des coquilles présentant chacune à cet endroit un méplat délimitant à l'intérieur un espace demi-cylindrique fermé et pourvu d'un canal latéral pour le passage de conducteurs électriques, ledit logement étant dimensionné de façon à bloquer par serrage le corps de chauffe, lors de l'assemblage de coquilles, avec éventuellementl'interposition d'un joint d'étanchéité.According to a preferred embodiment, the housing for the heating body formed in the central part of the tank is formed by the assembly of the shells, each having at this point a flat delimiting inside a closed semi-cylindrical space provided with 'A side channel for the passage of electrical conductors, said housing being dimensioned so as to clamp by clamping the heating body, during the assembly of shells, with possibly the interposition of a seal.

D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lumière de la description des modes de réalisation d'une chaudière adaptée à servir dans un distributeur automatique de boissons chaudes, présentés à titre d'exemple et illustréspar les dessins, dont
la figure 1 est une vue de la face intérieure d'une coquille,
la figure 2 est une vue de dessus en coupe selon B-B de la figure 1,
la figure 3 est une vue de côté en coupe selon la ligne brisée C-C
de la figure 1.Other characteristics of the invention will appear in the light of the description of the embodiments of a boiler suitable for serving in an automatic hot drink dispenser, presented by way of example and illustrated by the drawings, of which
FIG. 1 is a view of the interior face of a shell,
FIG. 2 is a top view in section along BB of FIG. 1,
Figure 3 is a side view in section along the broken line CC
of figure 1.

la figure 4 est une vue de la face extérieure d'une variante de réali
sation,
la figure 5 est une vue en coupe selon A-A de la figure 4,
la figure 6 est une vue en coupe selon B-B de la figure 4,
la figure 7 est une vue de la face intérieure de cette variante, et
la figure 8 est une vue en coupe selon B-B des deux coquilles
assemblées. Figure 4 is a view of the outer face of a variant of real
station,
FIG. 5 is a sectional view along AA of FIG. 4,
FIG. 6 is a sectional view along BB of FIG. 4,
FIG. 7 is a view of the interior face of this variant, and
Figure 8 is a sectional view along BB of the two shells
assemblies.

Le réchauffeur est composé de deux coquilles identiques 1 moulées en
d'aluminium fonderie enalliage ou en bronze, chacune de forme parallélipipé- dique possédant une face plane 2 et une face opposée pourvue de nervures longitudinales 3 orientées perpendiculairement à la face plane 2,
Elle présente sur tout son pourtour un méplat 13 pour l'interposition d'un joint et dans sa partie centrale un logement demi-cylindrique 5 pour le corps de chauffe. Ce logement est fermé par un méplat 7 délimitant ce logement sur tout son pourtour pour l'interposition éventuelle d'un joint. Un canal latéral 6 permet le passage de conducteurs électriques.The heater consists of two identical shells 1 molded in
aluminum alloy or bronze foundry, each of parallelepipedal shape having a flat face 2 and an opposite face provided with longitudinal ribs 3 oriented perpendicular to the flat face 2,
It has over its entire periphery a flat 13 for the interposition of a seal and in its central part a semi-cylindrical housing 5 for the heating body. This housing is closed by a flat 7 delimiting this housing around its entire periphery for the possible interposition of a seal. A lateral channel 6 allows the passage of electrical conductors.

Chaque coquille l présente sur ses bords longitudinaux et sur le méplat 7 des orifices 14 pour le passage'des boulons de serrage.Each shell l has on its longitudinal edges and on the flat 7 orifices 14 for the passage of the tightening bolts.

L'épaisseur de la coquille l est telle, que lorsque deux coquilles sont assemblées, l'espacement sur toute la superficie entre les coquilles forme une veine plane 4 pour l'écoulement du fluide à chauffer.The thickness of the shell l is such that when two shells are assembled, the spacing over the entire surface between the shells forms a plane vein 4 for the flow of the fluid to be heated.

Dans l'extrémité supérieure de la coquille est ménagée une cavité 8 alimentée en eau à chauffer par un orifice central 9 et pourvue d'un orifice d'aération lO. In the upper end of the shell is provided a cavity 8 supplied with water to be heated by a central orifice 9 and provided with a ventilation orifice 10.

A l'extrémité inférieure du réservoir est ménagée une cavité 11 de recueil d'eau chaude pourvue d'un robinet réglable d'évacuation 12.At the lower end of the tank is provided a cavity 11 for collecting hot water provided with an adjustable discharge tap 12.

Le logement cylindrique 5 pour le corps de chauffe est entièrement fermé de l'extérieur pour éviter le contact direct dfeau avec le corps de chauffe et le méplat 7 qui l'entoure est destiné à réaliser le serrage en force à cet endroit des deux coquilles fixant ainsi par blocage le corps de chauffe et offrant un parfait pont thermique.The cylindrical housing 5 for the heating body is completely closed from the outside to avoid direct contact of water with the heating body and the flat 7 which surrounds it is intended to effect the tightening in force at this location of the two fixing shells thus by blocking the heating body and providing a perfect thermal bridge.

L'assemblage des deux coquilles s'effectue en plaçant le corps de chauffe dans son logement et en serrant les boulons introduits dans les orifices 14 avec interposition d'un joint s'appliquant contre les méplats 13 et assurant l'étanchéité parfaite du réservoir et, si nécessaire, d'un autre joint posé sur les méplats 7 entourant le corps de chauffe.The two shells are assembled by placing the heating body in its housing and tightening the bolts introduced into the orifices 14 with the interposition of a seal applying against the flats 13 and ensuring the perfect tightness of the tank and , if necessary, another seal placed on the flats 7 surrounding the heating body.

Selon une variante représentée aux figures 4 à 8, les faces extérieures des deux coquilles présentent deux nervures 20 continues, parallèles de forme sinueuse et en saillie formant entre elles un sillon ou logement 21, dans lequel est logée une résistance électrique 22 insérée dans un lit de matière réfractaire 23, telle que la magnésie.According to a variant shown in Figures 4 to 8, the outer faces of the two shells have two continuous ribs 20, parallel sinuous and projecting forming therebetween a groove or housing 21, in which is housed an electrical resistance 22 inserted in a bed of refractory material 23, such as magnesia.

Un logement pour un thermostat est représenté en 24 sur la face extérieure de la plaque. Le verso de la plaque chauffante est recouvert d'une plaque de protection 25.A housing for a thermostat is shown at 24 on the outside of the plate. The back of the heating plate is covered with a protective plate 25.

Après l'assemblage des deux plaques par leurs faces nervurées, avec l'interposition éventuelle d'un joint s'appliquant contre les méplats 13 et le recouvrement par emboutissage des plaques de protection 25,
I'ensemble est recouveru dcun tissu isolant 26, puis place dans un carter en matière plastique 27. Le coussin d'air que renferme le carter 27 permet une meilleure isolation thermique.After the two plates have been assembled by their ribbed faces, with the possible interposition of a seal applying against the flats 13 and the covering by stamping of the protective plates 25,
The assembly is covered with an insulating fabric 26, then placed in a plastic casing 27. The air cushion contained in the casing 27 allows better thermal insulation.

Lors du fonctionnement, l'eau, stockée dans la cavité 8 en attente d'écoulement se préchauffe. Les espaces séparant les nervures et l'épaisseur de la veine 4 sont calculés en fonction de la vitesse d'écoulement de liteau, afin d'éviter un passage trop rapide qui ne permettrait pas de chauffer suffisamment. Egalement, afin d'éviter l'ajustage de l'adaptation du débit d'alimentation d'eau froide au débit d'évacuation d'eau chaude à température voulue, cette cavité assure un tampon suffisant pour pallier à ce problème et permet ainsi un débit d'alimentation d'eau froide plus important que le débit d'évacuation d'eau chaude.During operation, the water, stored in the cavity 8 awaiting flow, preheats. The spaces separating the ribs and the thickness of the vein 4 are calculated as a function of the speed of flow of the batten, in order to avoid a passage too fast which would not allow to heat sufficiently. Also, in order to avoid adjusting the adaptation of the cold water supply flow rate to the hot water discharge flow rate at the desired temperature, this cavity provides sufficient buffer to overcome this problem and thus allows a cold water supply flow greater than the hot water discharge flow.

L'eau stockée dans la cavité 8 s'écoule au contact de nervures 3 chauffées-par conduction thermique de la chaleur dégagée par le corps de chauffe ou la résistance électrique et s'échauffe rapidement en remplissant la cavité il de stockage d'eau chaude. Grâce à la régularisation du débit d'alimentation par l'orifice 9.et du débit d'évacua tion par l'orifice 12, on obtient un degré désiré de température.The water stored in the cavity 8 flows in contact with heated ribs 3 - by thermal conduction of the heat given off by the heating body or the electrical resistance and heats up quickly by filling the storage cavity il with hot water. . Thanks to the regulation of the supply flow rate through the orifice 9 and of the evacuation flow rate through the orifice 12, a desired degree of temperature is obtained.

L'application du réchauffeur au domaine de séchoirs industriels peut s'effectuer simplement en branchant l'orifice d'alimentation 9 sur une soufflante et en adaptant l'orifice d'évacuation 12 au débit d'air chaud désiré. L'avantage d'une telle application réside dans l'absence de contact direct entre le corps de chauffe et l'air entrant.The application of the heater to the field of industrial dryers can be carried out simply by connecting the supply orifice 9 to a blower and by adapting the exhaust orifice 12 to the desired flow of hot air. The advantage of such an application lies in the absence of direct contact between the heating body and the incoming air.

La forme plate des éléments constituant le réchauffeur rend possible le jumelage de plusieurs réchauffeurs avec un encombrement réduit.The flat shape of the elements making up the heater makes it possible to combine several heaters with a small footprint.

L'économie de matière réalisée selon l'invention est importante, car pour une capacité de chauffe comparable, il faut 1,2 kg d'alliage d'aluminum au lieu de quelques sept kilogrammes nécessaires pour la fabrication d4un chauffe-eau en forme de serpentin noyé dans le métal au cours du moulage. D'autres avantages résident dans la rapidité de montage et de démontage et dans'la possibilité de remplacement du corps de chauffe du fait que celui-ci n'est pas coulé dans la masse, comme c'est-le cas habituellement dans les chaudières instantanées fonctionnant par échange thermique.The saving of material produced according to the invention is significant, because for a comparable heating capacity, it takes 1.2 kg of aluminum alloy instead of the few seven kilograms necessary for the manufacture of a water heater in the form of coil embedded in the metal during molding. Other advantages reside in the speed of assembly and disassembly and in the possibility of replacing the heating body because it is not poured into the mass, as is usually the case in boilers. instantaneous operating by heat exchange.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et elle est susceptible de nombreuses variantes à la portée de l'homme de l'art. The invention is not limited to the embodiments described and it is susceptible of numerous variants within the reach of those skilled in the art.

Claims (8)

REVENDICATIONS.CLAIMS. 1. Réchauffeur instantané de fluides à l'aide d'un corps de chauffe1. Instantaneous fluid heater using a heater électrique (5,22) chauffant par contact direct un réser-voir métal electric (5,22) heating by direct contact a metal tank lique, caractérisé en ce qu'il estconstitué par deux coquilles lique, characterized in that it is constituted by two shells planes (1), chacune présentant sur une face des nervures (3) longi planes (1), each having ribs (3) on one side tudinales, orientées perpendiculairement à la face de la coquille, tudinal, oriented perpendicular to the face of the shell, lesquelles coquilles assemblées par lesdites faces présentent un which shells assembled by said faces have a espacement (4) entre les coquilles formant une veine plane pour spacing (4) between the shells forming a flat vein for l'écoulement du fluide à chauffer. the flow of the fluid to be heated. 2. Réchauffeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans2. Heater according to claim 1, characterized in that in l'une des extrémités longitudinales du réservoir est ménagée une one of the longitudinal ends of the tank is formed a cavité (8) alimentée par un orifice (9) en fluide à chauffer, cavity (8) supplied by an orifice (9) with fluid to be heated, tandis que l'autre extrémité longitudinale (11) est pourvue d'un while the other longitudinal end (11) is provided with a orifice (12) d'évacuation du fluide chaud. orifice (12) for evacuating the hot fluid. 3. Réchauffeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que3. Heater according to claim 1 or 2, characterized in that les faces extérieures opposées aux faces pourvues de nervures (3) the outer faces opposite to the faces provided with ribs (3) sont des faces planes et chaque face nervurée présente dans sa are flat faces and each ribbed face present in its partie centrale un logement demi-cylindrique (5) pour loger un central part a semi-cylindrical housing (5) to accommodate a corps de chauffe cylindrique. cylindrical heating element. 4. Réchauffeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en4. Heater according to one of claims 1 to 3, characterized in ce que le logement pour le corps de chauffe ménagé dans la partie what the housing for the heating body arranged in the part centrale du réservoir est formé par l'assemblage des coquilles pré central tank is formed by assembling the pre shells sentant chacune à cet endroit un méplat (7) délimitant à l'in-  each feeling at this point a flat (7) delimiting in the interior térieur un espace demi-cylindrique (5) fermé et pourvu d'un canal térieur a semi-cylindrical space (5) closed and provided with a channel latéral (6) pour le passage de conducteurs électriques, ledit loge lateral (6) for the passage of electrical conductors, said housing ment étant dimensionné de façon à bloquer par serrage le corps de ment being dimensioned so as to clamp by clamping the body of chauffe avec interposition d'un joint entre les méplats des deux heats with interposition of a joint between the flats of the two coquille. shell. 5. Réchauffeur selon l'une des revendications 1 et2, caractérisé en ce5. Heater according to one of claims 1 and 2, characterized in that la face extérieure opposée à la face nervurée d'au moins une plaque  the outer face opposite the ribbed face of at least one plate est pourvue d'un sillon (21) continu, sinueux, dans lequel est is provided with a continuous, sinuous groove (21) in which is logée une résistance électrique (22) inserée dans un lit (23) d'une housed an electrical resistance (22) inserted in a bed (23) of a matière réfractaire, laquelle face est recouverte d'une plaque de pro refractory material, which face is covered with a pro plate tection (25). tection (25). 6. Réchauffeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la6. A heater according to claim 5, characterized in that the résistance électrique (22) est placée entre deux nervures parailèles  electrical resistance (22) is placed between two parallel ribs (20) de forme sinueuse formant saillie sur la face extérieure de (20) of sinuous shape projecting from the outer face of la plaque opposée à celle pourvue de nervures. the plate opposite to that provided with ribs. 7. Application du réchauffeur selon l'une des revendications 1 à 67. Application of the heater according to one of claims 1 to 6 au domaine de séchoirs industriels, caractérisée en ce que la in the field of industrial dryers, characterized in that the cavité d'une extrémité longitudinale d'alimentation est branchée cavity of a longitudinal feed end is connected sur une soufflante d'air. on an air blower. 8. Application du récauffeur selon l'une des revendications 1 à 68. Application of the reheater according to one of claims 1 to 6 au domaine de chaudières, caractérisée en ce que la cavité d'une in the field of boilers, characterized in that the cavity of a extrémité longitudinale constitue un réservoir de stockage ali longitudinal end constitutes an ali storage tank menté en eau à chauffer, tandis que la cavité de l'autre extrémité lying in water to be heated, while the cavity on the other end longitudinale du réchauffeur est pourvue d'un robinet réglable longitudinal of the heater is fitted with an adjustable tap d'évacuation d'eau chaude.  hot water outlet.
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