FR2676464A1 - HEATING DEVICE EQUIPPED WITH AN ANTI-DEPOSIT MEANS, ESPECIALLY SCALE. - Google Patents
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Abstract
Dispositif de chauffage d'un liquide comprenant un élément chauffant allongé (8) qui s'étend dans ce liquide, en vue notamment de produire de la vapeur. Sur cet élément chauffant allongé (8) est disposé librement un moyen anti-dépôt (12), notamment de tartre, comprenant une succession de parties qui sont enroulées autour de l'élément chauffant et espacées dans le sens longitudinal de ce dernier et qui, sous l'effet du mouvement du liquide éventuellement chargé de vapeur et/ou de la formation de bulles de vapeur à la surface périphérique de l'élément chauffant (8), se déplace par rapport à cette surface, permettant ainsi d'éviter au moins en partie le dépôt de matières solides, notamment de tartre, sur l'élément chauffant. Ledit moyen anti-dépôt peut être constitué par un ressort.Device for heating a liquid comprising an elongate heating element (8) which extends in this liquid, in particular with a view to producing steam. On this elongated heating element (8) is freely arranged an anti-deposit means (12), in particular scale, comprising a succession of parts which are wound around the heating element and spaced in the longitudinal direction of the latter and which, under the effect of the movement of the liquid possibly charged with vapor and / or of the formation of vapor bubbles on the peripheral surface of the heating element (8), moves relative to this surface, thus making it possible to avoid at least partly the deposition of solids, in particular scale, on the heating element. Said anti-deposit means may be constituted by a spring.
Description
1 DISPOSITIF DE CHAUFFAGE EOUIPE D'UN MOYEN1 HEATING DEVICE EQUIPPED WITH A MEANS
ANTI-DEPOT NOTAMMENT DE TARTREANTI-DEPOSIT, ESPECIALLY TARTAR
La présente invention concerne un dispositif de chauf- The present invention relates to a heating device
fage d'un liquide comprenant un élément chauffant allongé qui s'étend dans ce liquide, en vue notamment de produire de la vapeur. Dans de nombreux générateurs de vapeur, la vaporisation de l'eau est obtenue grâce à des éléments chauffants qui s'étendent fage of a liquid comprising an elongated heating element which extends in this liquid, in particular with a view to producing steam. In many steam generators, the vaporization of water is achieved by heating elements which extend
dans l'eau et qui renferment des résistances électriques de chauffage. in water and which contain electrical heating resistances.
Dans certaines installations, toute la vapeur produite est utilisée. In some installations, all the steam produced is used.
On alimente donc les générateurs de vapeur en continu de la quantité d'eau nécessaire Dans d'autres installations, la vapeur produite est recyclée sous forme de condensat Cependant, compte tenu des fuites et des purges nécessaires et éventuellement d'une utilisation partielle de la vapeur produite à fluide perdu, il est de toute façon nécessaire The steam generators are therefore supplied with the required amount of water continuously. In other installations, the steam produced is recycled in the form of condensate. However, taking into account the necessary leaks and purges and possibly partial use of the vapor produced with lost fluid, it is necessary anyway
de réalimenter en permanence les générateurs en eau nouvelle. to constantly replenish the generators with new water.
Malheureusement, l'eau dont on dispose est souvent de qualité médiocre, notamment du fait de sa teneur importante en calcaire En l'absence de traitement de l'eau, il se produit des dépôts de matières solides, principalement de tartre, sur les éléments chauffants précités Ces dépôts freinent la transmission de la chaleur et provoquent rapidement la destruction par surchauffe de ces éléments chauffants. Ces inconvénients se produisent également dans les Unfortunately, the water available is often of poor quality, in particular due to its high lime content. In the absence of water treatment, deposits of solid matter, mainly tartar, occur on the elements. above-mentioned heaters These deposits slow down the transmission of heat and rapidly destroy these heating elements due to overheating. These drawbacks also occur in
réchauffeurs électriques d'eau, sans production de vapeur. electric water heaters, without steam production.
Pour faire face à ces inconvénients, le principal remède utilisé consiste à additionner à l'eau d'alimentation des réchauffeurs d'eau ou des générateurs de vapeur utilisant des élémens chauffants à haut flux thermique très sensibles aux moindres dépôts, des dispersants chimiques Ce remède présente cependant l'inconvénient To overcome these drawbacks, the main remedy used consists in adding water heaters or steam generators to the supply water using heating elements with high thermal flux very sensitive to the smallest deposits, chemical dispersants This remedy has the disadvantage, however
d'engendrer un coût d'exploitation élevé dû principalement à l'instal- generate a high operating cost due mainly to the installation
lation d'accessoires nécessaires pour l'alimentation en continu de ces lation of accessories necessary for the continuous supply of these
dispersants chimiques à l'eau et aux quantités de dispersants utili- chemical dispersants in water and in the quantities of dispersants used
sées liées aux consommations importantes d'eau. related to high water consumption.
La présente invention vise à remédier au moins partiel- The present invention aims to remedy at least partially-
1 lement aux problème lié aux dépôts précités de manière simple et peu onéreuse. 1 Lement to the problem associated with the aforementioned deposits in a simple and inexpensive manner.
Selon un objet de l'invention, le dispositif de chauf- According to an object of the invention, the heating device
f age d'un liquide, qui comprend un élément chauffant allongé qui s'étend dans ce liquide, en vue notamment de produire de la vapeur, est tel que sur cet élément chauffant allongé est disposé librement un moyen anti-dépôt, notamment de tartre, comprenant une succession de parties qui sont enroulées autour de l'élément chauffant et espacées f age of a liquid, which comprises an elongated heating element which extends in this liquid, with a view in particular to producing steam, is such that on this elongated heating element is freely disposed an anti-deposit means, in particular of scale , comprising a succession of parts which are wound around the heating element and spaced apart
dans le sens longitudinal de ce dernier et qui, sous l'effet du mouve- in the longitudinal direction of the latter and which, under the effect of the movement-
ment du liquide éventuellement chargé de vapeur et/ou de la formation de bulles de vapeur à la surface périphérique de l'élément chauffant, se déplace par rapport à cette surface, permettant ainsi d'éviter au moins en partie le dépôt de matières solides, notamment de tartre, sur ment of the liquid possibly charged with vapor and / or the formation of vapor bubbles on the peripheral surface of the heating element, moves relative to this surface, thus making it possible at least in part to avoid the deposition of solid materials, including tartar, on
l'élément chauffant.the heating element.
Selon une exécution préférée de l'invention, le moyen anti-dépôt précité comprend au moins un élément filaire enroulé en According to a preferred embodiment of the invention, the aforementioned anti-deposition means comprises at least one wire element wound in
hélice autour de l'élément chauffant allongé précité. helix around the above-mentioned elongated heating element.
Selon l'invention, le moyen anti-dépôt précité peut According to the invention, the aforementioned anti-deposition means can
être de section circulaire.be of circular section.
Selon l'invention, le moyen anti-dépôt précité peut présenter au moins une arête située du côté de la surface de l'élément According to the invention, the aforementioned anti-deposition means may have at least one edge located on the side of the surface of the element.
chauffant allongé.elongated heater.
Selon l'invention, le moyen anti-dépôt précité peut comprendre au moins une face inclinée par rapport à la surface de According to the invention, the aforementioned anti-deposition means may comprise at least one face inclined relative to the surface of
l'élément allongé.the elongated element.
Selon une variante de l'invention, le moyen anti-dépôt précité est disposé librement entre deux butées fixées sur l'élément According to a variant of the invention, the aforementioned anti-deposition means is freely disposed between two stops fixed on the element
chauffant allongé.elongated heater.
Dans une autre variante, l'une des extrémités du moyen anti-dépôt précité est reliée à l'élément chauffant allongé, son autre In another variant, one end of the aforementioned anti-deposit means is connected to the elongated heating element, its other
extrémité étant libre.end being free.
Selon l'invention, le moyen anti-dépôt peut être en un According to the invention, the anti-deposition means can be in one
matériau à ressort.spring material.
Selon l'invention, l'élément chauffant allongé précité peut avantageusement s'étendre au travers d'un passage ménagé dans la paroi d'un réservoir de liquide, ce passage étant dimensionné de manière à pouvoir être traversé par ledit élément chauffant équipé à According to the invention, the above-mentioned elongated heating element can advantageously extend through a passage formed in the wall of a liquid tank, this passage being dimensioned so as to be able to be traversed by said heating element equipped with
sa périphérie du moyen anti-dépôt précité. its periphery of the aforementioned anti-deposition means.
L'invention se rapporte également à un élément chauf- The invention also relates to a heating element
f ant allongé à résistance électrique interne, équipé d'un moyen anti- f elongated with internal electrical resistance, equipped with anti
dépôt selon l'une quelconque des spécificités ci-dessus. deposit according to any of the above specifics.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de différents moyens anti-dépôt selon l'invention, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel: la figure 1 représente en coupe longitudinale un dispositif de chauffage présentant un élément chauffant allongé équipé d'un premier moyen anti-dépôt selon l'invention; la figure 2 représente en coupe longitudinale un moyen anti-dépôt correspondant au moyen anti-dépôt de la figure 1, monté différemment; et les figures 3 à 6 représentent, en section, des The present invention will be better understood from the study of various anti-deposition means according to the invention, described by way of nonlimiting examples and illustrated by the drawing in which: FIG. 1 shows in longitudinal section a heating device having a elongated heating element equipped with a first anti-deposit means according to the invention; 2 shows in longitudinal section an anti-deposit means corresponding to the anti-deposit means of Figure 1, mounted differently; and Figures 3 to 6 show, in section,
parties de quatre moyens anti-dépôt différents. parts of four different anti-deposit means.
En se reportant à la figure 1, on voit qu'on a repré- Referring to Figure 1, we see that we have represented
senté un générateur de vapeur repéré d'une manière générale par la référence 1 qui comprend un réservoir 2 présentant une enveloppe cylindrique 3, deux parois radiales d'extrémités 4 et 5, un conduit 6 smelled a steam generator generally identified by the reference 1 which comprises a tank 2 having a cylindrical envelope 3, two radial walls of ends 4 and 5, a duct 6
d'amenée d'eau prévu à sa partie inférieure et un conduit d'évacua- of water supply provided at its lower part and a drainage conduit
tion de vapeur 7 prévu à sa partie supérieure. tion of steam 7 provided at its upper part.
Dans le réservoir 2 est disposé horizontalement un élément chauffant allongé 8 qui traverse et qui est porté de façon étanche par la cloison radiale 4 Cet élément chauffant allongé 8 est In the tank 2 is arranged horizontally an elongated heating element 8 which passes through and which is carried in a sealed manner by the radial partition 4 This elongated heating element 8 is
de section circulaire et renferme une résistance électrique non repré- of circular section and contains an electrical resistance not shown
sentée susceptible d'être reliée à une source d'alimentation en énergie électrique grâce à des moyens de connexion 9 prévus à son felt capable of being connected to a source of electrical energy supply by means of connection 9 provided for its
extrémité extérieure au réservoir 2. end outside the tank 2.
Dans le réservoir 2, l'élément chauffant 8 porte, au voisinage de son extrémité libre, une bague 10 et, au voisinage de la paroi radiale 4, une bague 11, ces bagues 10 et Il étant par exemple In the tank 2, the heating element 8 carries, near its free end, a ring 10 and, near the radial wall 4, a ring 11, these rings 10 and It being for example
fixées par soudage.fixed by welding.
Sur l'élément chauffant allongé 8, entre les butées 10 et Il précitées, est disposé librement un moyen anti-dépôt constitué dans cet exemple par un élément filaire 12 de section circulaire qui est enroulé en hélice à pas réguliers ou variables autour de l'élément chauffant 8 et qui est en un matériau à ressort Les spires de ce ressort 12 constituent une succession de parties qui sont enroulées autour de l'élément chauffant 8 et qui sont espacées dans le sens On the elongated heating element 8, between the abovementioned stops 10 and II, there is freely arranged an anti-deposition means constituted in this example by a wire element 12 of circular section which is wound in a helix with regular or variable pitch around the heating element 8 and which is made of a spring material The turns of this spring 12 constitute a succession of parts which are wound around the heating element 8 and which are spaced in the direction
longitudinal de ce dernier.longitudinal of the latter.
Le diamètre intérieur de ce ressort 12 peut corres- The internal diameter of this spring 12 can correspond to
pondre sensiblement au diamètre extérieur de l'élément chauffant 8 mais lui est de préférence légèrement supérieur Sa longueur totale peut correspondre sensiblement à la distance entre les butées 10 et 11 précitées mais lui est de préférence légèrement inférieure Ainsi, le lay substantially on the outside diameter of the heating element 8 but it is preferably slightly greater. Its total length may correspond substantially to the distance between the abovements 10 and 11 above, but it is preferably slightly less.
ressort 12 est monté librement sur l'élément chauffant 8. spring 12 is freely mounted on the heating element 8.
Afin de pouvoir installer en enfilant l'élément chauf- In order to be able to install by threading the heating element
fant 8 équipé des butées 10 et 11 et du ressort 12, la paroi d'extré- fant 8 fitted with stops 10 and 11 and spring 12, the end wall
mité 4 du réservoir 2 présente un passage circulaire 13 dont le diamètre est au moins égale au diamètre le plus grand du ressort 12 et des butées 10 et 11, un moyen classique 14 par exemple à bagues mity 4 of the reservoir 2 has a circular passage 13 whose diameter is at least equal to the largest diameter of the spring 12 and the stops 10 and 11, a conventional means 14 for example with rings
permettant la fixation de l'élément chauffant 8 dans ce passage 13. allowing the fixing of the heating element 8 in this passage 13.
Bien entendu, le réservoir 2 peut être équipé dans sa partie inférieure de plusieurs éléments chauffants parallèles montés de la même manière que l'élément chauffant 8 et équipé de la même manière d'un moyen anti-dépôt 12 disposé librement entre deux butées Of course, the tank 2 can be equipped in its lower part with several parallel heating elements mounted in the same way as the heating element 8 and equipped in the same way with an anti-deposit means 12 disposed freely between two stops.
et 11.and 11.
En l'absence de chauffage, le moyen anti-dépôt cons- In the absence of heating, the anti-deposit means cons-
titué par le ressort 12 repose par ses spires en différents points sur held by the spring 12 rests by its turns at different points on
l'élément chauffant 8.the heating element 8.
Pour mettre en activité le générateur 1, on alimente en énergie électrique l'élément chauffant 8 et on amène dans le réservoir 2 de l'eau par son conduit d'alimentation 6 de telle sorte que le niveau d'eau dans ce réservoir soit au dessus de l'élément chauffant 8. 1 Il se produit dans le réservoir 2 un réchauffage de To activate the generator 1, the heating element 8 is supplied with electrical energy and water is brought into the tank 2 through its supply duct 6 so that the water level in this tank is at above the heating element 8. 1 In the tank 2 there is a heating of
l'eau et une formation continue de bulles de vapeur à la surface péri- water and a continuous formation of vapor bubbles on the peri-surface
phérique de l'élément chauffant 8, qui s'échappent en passant entre les spires du ressort 12, la vapeur formée montant et étant évacuée par le conduit d'évacuation 7. Sous l'effet du mouvement de l'eau dans le réservoir 2 éventuellement chargé de vapeur d'eau et, principalement, sous l'effet de la formation brutale de bulles de vapeur à la surface périphérique de l'élément chauffant 8, les spires du moyen anti-dépôt constitué par le ressort 12 se déplacent par rapport à la surface périphérique de of the heating element 8, which escape passing between the turns of the spring 12, the vapor formed rising and being evacuated by the evacuation duct 7. Under the effect of the movement of the water in the tank 2 possibly charged with water vapor and, mainly, under the effect of the brutal formation of vapor bubbles on the peripheral surface of the heating element 8, the turns of the anti-deposit means constituted by the spring 12 move relative at the peripheral surface of
l'élément chauffant 8 Les spires effectuent, presque de manière indé- the heating element 8 The turns effect, almost independently
pendante, des mouvements alternatifs ou battements radiaux et/ou longitudinaux et/ou de rotation qui peuvent être brutaux et/ou pending, reciprocating or radial and / or longitudinal and / or rotational movements which may be brutal and / or
saccadés Le ressort 12 ainsi sollicité percute la surface périphé- jerky The spring 12 thus stressed strikes the peripheral surface
rique de l'élément chauffant 8 en produisant des chocs et/ou frotte sur cette dernière Ces effets sur la surface périphérique de l'élément chauffant 8 empêchent ou du moins retardent la formation d'un dépôt de matières solides notamment de tartre sur l'élément chauffant 8, entre les butées 10 et 11, en agissant continuellement, en particulier dès qu'un dépôt de matières solides est susceptible de risk of the heating element 8 by producing shocks and / or rubs on the latter These effects on the peripheral surface of the heating element 8 prevent or at least delay the formation of a deposit of solid matter, in particular of tartar on the heating element 8, between stops 10 and 11, acting continuously, in particular as soon as a deposit of solid matter is likely to
se produire.happen.
Dans un exemple d'exécution possible, l'élément chauf- In a possible execution example, the heating element
fant 8 peut présenter un diamètre de 19 mm Le diamètre du fil consti- fant 8 can have a diameter of 19 mm The diameter of the wire
tuant le ressort 12 peut être de 1,5 mm Le diamètre intérieur de ce ressort peut être de 21 mm, laissant ainsi un jeu radial de 2 mm Le killing the spring 12 can be 1.5 mm The internal diameter of this spring can be 21 mm, thus leaving a radial clearance of 2 mm The
pas de ses spires peut être de 11 mm, laissant ainsi un espace longi- pitch of its turns can be 11 mm, thus leaving a long space
tudinal de 9,5 mm entre spires successives, et sa longueur peut être tudinal of 9.5 mm between successive turns, and its length can be
de 1500 mm pour une distance entre butées 10 et 11 de 1600 mm. 1500 mm for a distance between stops 10 and 11 of 1600 mm.
En se reportant maintenant à la figure 2, on voir qu'on Referring now to Figure 2, we see that
a représenté un élément chauffant allongé 15 entouré d'un moyen anti- shows an elongated heating element 15 surrounded by an anti-
dépôt 16, qui correspondent à l'élément chauffant 8 et au ressort 12 de l'exemple précédent Cet exemple de la figure 2 se distingue du précédent par le fait que la spire d'extrémité 17 de ce ressort 16 est fixée à une bague 18 fixée sur l'élément chauffant 15, le ressort 16 deposit 16, which correspond to the heating element 8 and to the spring 12 of the previous example This example of FIG. 2 differs from the previous one by the fact that the end turn 17 of this spring 16 is fixed to a ring 18 fixed on the heating element 15, the spring 16
étant par ailleurs libre.being otherwise free.
En se reportant maintenant aux figures 3 à 6, on voit qu'on a représenté différentes sections de moyens anti-dépôt enroulés en hélice sur des éléments chauffants allongés, qui correspondent par ailleurs au moyen anti-dépôt décrit précédemment et dont la forme peut Referring now to Figures 3 to 6, we see that there are shown different sections of anti-deposit means wound helically on elongated heating elements, which also correspond to the anti-deposit means described above and whose shape can
permettre d'augmenter leurs effets mécaniques sur la surface périphé- allow their mechanical effects on the peripheral surface to be increased
rique des éléments qui les portent. of the elements that carry them.
Sur la figure 3, le moyen anti-dépôt est constitué par un fil 19 de section carrée dont l'un des angles est du côté de la surface périphérique de l'élément chauffant 20 de manière à constituer une arête 21 faisant le tour de cet élément chauffant, de part et d'autre de laquelle s'étendent des faces 22 et 23 inclinées en sens opposés par rapport à sa surface périphérique Cette structure du moyen anti-dépôt 19 permet d'amplifier les mouvements précités de ses spires et de provoquer un grattage ou raclage amélioré de la surface In FIG. 3, the anti-deposition means is constituted by a wire 19 of square section, one of the angles of which is on the side of the peripheral surface of the heating element 20 so as to constitute an edge 21 going around this heating element, on either side of which extend faces 22 and 23 inclined in opposite directions relative to its peripheral surface This structure of the anti-deposit means 19 makes it possible to amplify the aforementioned movements of its turns and to cause improved scraping or scraping of the surface
périphérique de l'élément chauffant 20. heater element 20.
Sur la figure 4, on a représenté un moyen anti-dépôt 24 de section rectangulaire très aplatie qui présente également une arête de raclage 25 et une face principale 26 inclinée par rapport à la surface périphérique d'un élément chauffant 27, favorisant ainsi la In Figure 4, there is shown an anti-deposit means 24 of very flat rectangular section which also has a scraping edge 25 and a main face 26 inclined relative to the peripheral surface of a heating element 27, thus promoting the
rotation de ce moyen anti-dépôt 24 ou de ses spires dans un sens. rotation of this anti-deposit means 24 or of its turns in one direction.
Le moyen anti-dépôt 28 représenté sur la figure 5 ne se différencie de l'élément anti-dépôt 19 représenté sur la figure 3 que The anti-deposit means 28 shown in Figure 5 differs from the anti-deposit element 19 shown in Figure 3 only
par le fait qu'il est de section en forme de V à deux branches sensi- by the fact that it is of V-shaped section with two sensitive branches
blement égales et dont les faces extérieures sont en vis à vis de la surface périphérique d'un élément chauffant 29 et incliné par rapport slightly equal and whose outer faces face the peripheral surface of a heating element 29 and inclined relative to
à cette dernière.to the latter.
En se reportant maintenant à la figure 6, on voit que l'élément antidépôt 30 est construit à partir d'un fil de section rectangulaire enroulé autour d'un élément chauffant 31 comme celui de la figure 4 Ce fil 30 présente du côté de cet élément 31 des zones 32 et 33 pliées alternativement d'un côté et de l'autre de manière à présenter des faces successives 34 et 35 inclinées alternativement par Referring now to FIG. 6, it can be seen that the anti-deposit element 30 is constructed from a wire of rectangular section wound around a heating element 31 like that of FIG. 4 This wire 30 has on the side of this element 31 of zones 32 and 33 folded alternately on one side and the other so as to present successive faces 34 and 35 inclined alternately by
rapport à la surface périphérique de l'élément chauffant 31. relative to the peripheral surface of the heating element 31.
1 On peut remarquer qu'aucune des différentes formes des moyens anti-dépôt décrits ne présente d'obstacle à l'échappement des bulles de vapeur se formant à la surface périphérique des éléments 1 It can be noted that none of the different forms of the anti-deposition means described presents any obstacle to the escape of the vapor bubbles forming on the peripheral surface of the elements.
chauffants, évitant ainsi toute surchauffe locale de ces derniers. heated, thus avoiding any local overheating of the latter.
La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus Bien d'autres variantes sont possible sans sortir The present invention is not limited to the examples described above. Many other variants are possible without departing.
du cadre des revendications annexées. of the scope of the appended claims.
àat
Claims (9)
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Family Applications (1)
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- 1992-05-14 EP EP92401326A patent/EP0514271A1/en not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2591319A1 (en) * | 1985-12-11 | 1987-06-12 | Electricite De France | High-integration electric boiler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0514271A1 (en) | 1992-11-19 |
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