EP0963532B1 - Generateur de vapeur - Google Patents

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EP0963532B1
EP0963532B1 EP98901436A EP98901436A EP0963532B1 EP 0963532 B1 EP0963532 B1 EP 0963532B1 EP 98901436 A EP98901436 A EP 98901436A EP 98901436 A EP98901436 A EP 98901436A EP 0963532 B1 EP0963532 B1 EP 0963532B1
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tank
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EP0963532A1 (fr
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Eric Bochud
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Ecovap SA
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Ecovap SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
    • F22B1/284—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in reservoirs
    • F22B1/285—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in reservoirs the water being fed by a pump to the reservoirs

Definitions

  • the present invention relates to a steam generator and more particularly a steam generator for domestic appliances such as irons or steam cleaners for example.
  • a steam generator comprising a hollow body having a flange surrounding its opening in which is embedded at least one heating body whose ends to be connected to a source of electrical energy emerge from this body, this body further comprising a cover tightly fixed to the flange, by through a joint.
  • the present invention relates to a steam generator tending to obviate the aforementioned drawbacks.
  • the object of the present invention is the inexpensive realization of a reliable, durable, easily scalable and high quality steam generator especially as regards its lifespan and its possibilities for adjusting the power delivered to the heater. Another object of the present invention is prevent the heating element from coming into contact with the water contained in the watertight container.
  • This steam generator is distinguished by the characteristics listed in claim 1.
  • the attached drawing illustrates schematically and by way of example a shape of the steam generator according to the invention.
  • Figure 1 is a perspective view of the steam generator.
  • FIG. 2 is an enlarged end view of the generator steam.
  • FIG. 3 is a view in longitudinal section on a larger scale of the steam generator.
  • Figure 4 is a side elevational view of the generator tank steam.
  • FIG. 5 is a view from A of the tank illustrated in FIG. 4.
  • Figure 6 is a perspective view of the steam generator tank.
  • Figures 7 and 8 illustrate in perspective an assembly formed of the tank and two heaters.
  • Figures 9 to 12 illustrate all of Figures 7 and 8 in plan below, in elevation and at the bottom side respectively opening side of the tank.
  • Figure 13 illustrates in perspective the solid aluminum body of the steam generator.
  • Figure 14 is a longitudinal section of this solid aluminum body.
  • FIG. 15 is an end view, seen from the bottom, of the solid body in aluminum.
  • Figure 16 is a perspective view of the flange or cover in aluminum.
  • FIG. 17 is a plan view of this cover.
  • Figure 18 is a section along line A-A of Figure 17.
  • the steam generator illustrated has a solid hollow body made of injected aluminum 1 in the mass of which one or two heating bodies are embedded 2.3, the ends of which must be connected to a source of electrical energy emerging from the open front face of the body 1 in a part of it forming a circular flange 4.
  • This flange 4 of the body 1 also has means for fixing a cover 5, here studs 6 embedded in the mass of the body 1.
  • the fixing means may be constituted by tapped holes cooperating with screws or by non-tapped holes cooperating with self-tapping screws.
  • This massive body 1 made of injected cast aluminum is shrunk by its mode of manufacture on a tank 7 in stamped stainless steel.
  • This tank 7 presents a circular or oval flared opening slightly set back from the front flange 4 and recesses allowing the positioning of the heating bodies 2.3 before injection of the aluminum mass.
  • the tank 7 and the bodies of heaters 2,3 are positioned as well as the studs 6, in their relative position illustrated in Figures 8 to 11, on the movable core of a mold.
  • This mold in two parts are then closed on the core and the cast aluminum is injected into said mold. In doing so, the cast aluminum completely surrounds the heaters. 2,3 and ensures by shrinking or cooling its shrinking on the steel tank 7 stainless.
  • We must of course preheat the tank 7 before injecting the cast iron of aluminum and determine the dimensions both of the mold and of this tank 7 for that the finished assembly ensures perfect plating of the tank 7 against the mass aluminum body 1 at the operating temperature of the generator steam, around 140 ° C, while avoiding excessive tension on the steel tank 7 stainless.
  • This produces a monolithic assembly allowing excellent heat transmission and total protection of the heating elements 2.3.
  • the presence of the stainless steel tank 7 gives this steam generator a much better quality, longevity and descaling possibilities.
  • the heating elements 2,3 are completely embedded in body 1 made of cast aluminum and are therefore never contact with water.
  • the tightness of the tank 7 is done, as we will see more far away, on a diameter smaller than that on which the ends of the heating element 2,3 emerging from the flange 4, there are no sealed passages at provide for these heaters which also reduces the price and increases the reliability of the steam generator.
  • the body 1 in solid aluminum still includes housings, injection, 8.9 intended to receive temperature sensors which are connected to the steam generator control.
  • This body 1 is covered with an insulating sleeve (not shown) to avoid heat loss and users to burn themselves.
  • the tank 7 made of stainless steel is slightly offset from the body 1 of injected aluminum.
  • the body aluminum mass 1 is larger around the bodies of heats 2,3 which ensures greater thermal inertia favorable to the regulation of the steam generator.
  • This steam generator also has a cover 10 made of aluminum injected or made of stainless steel fitting on the free face of the flange 4 of the body 1 and fixed to the latter by means of bolts 11 screwed onto the studs 6 of the body 1.
  • the inner face of this cover 10 has a circular groove 12 intended to receive an O-ring seal (not shown).
  • the cover 10 Apart from the five holes evenly distributed around its perimeter, giving passage to the studs 6, the cover 10 still has several holes threaded for connections or for fixing control elements or security.
  • the hole 13 is intended to be connected to a water outlet conduit during a tank descaling cycle.
  • the hole 14 is intended to be connected to a cold water inlet pump.
  • This hole is provided with a tube (not illustrated), usually a flexible silicone tube, extending inside the tank 7 until near the bottom of it. So during the descaling cycle automatic, the descaling mixture entering this tube must sweep the entire internal surface of the tank 7 before being evacuated by the bore 13.
  • the hole 15 is intended to be connected to a steam exhaust duct produced.
  • the hole 16 is used to fix a pressure limiting safety valve maximum inside the steam generator.
  • the hole 17 serves to fix a relief valve allowing the penetration of air inside the steam generator when the pressure inside it drops below with a pre-established value, generally 1 bar.
  • the central hole 18 is used to fixing a probe detecting the water level in the steam generator by through an angular sensor introduced into a float. Such a mechanical sensor is reliable and resistant to scaling.
  • This cover 10 naturally also includes holes 19.20 giving passage to the ends of the heating bodies 2.3 in front be electrically connected.
  • Another advantage of the generator described is its versatility. When he is used with a steam cleaner that requires a high flow of water vapor two heaters 2,3 are supplied to obtain a power of maximum heating. However, if the generator is used with an iron or a vacuum motor requiring less steam flow, only one heating body is supplied. In this case using a device power supply identical to that used by the steam cleaner the remaining power available can be used for heating the iron.
  • this steam generator allows its reliability, its optimization and its versatility. Indeed, due to the fact that the heaters are embedded in the body, these are no longer subject to scaling. Of more, the electrical supply of these heaters no longer requires sealed passage. Finally, the mass of the injected aluminum body is greater in the region where the heaters are embedded, which increases the inertia thermal and facilitates the regulation of the heating bodies.
  • Providing a relief valve ensures stability set parameters, such as the generator water level during its which in turn allows for better optimization of the steam generator control.

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Description

La présente invention a pour objet un générateur de vapeur et plus particulièrement un générateur de vapeur pour appareils domestiques tels que fers à repasser ou nettoyeurs-vapeur par exemple.
Habituellement les générateurs de vapeur pour appareils domestiques comportent un récipient hermétiquement fermé, muni d'une arrivée d'eau et d'une sortie de vapeur ainsi que d'une soupape de sécurité, dans lequel est disposé un corps de chauffe. Ces générateurs de vapeur présentent des inconvénients notamment dûs au fait que le corps de chauffe en contact avec l'eau s'entartre et est difficile à détartrer et qu'il faut prévoir des passages étanches au travers de la paroi du récipient pour l'alimentation électrique du corps de chauffe.
On connaít du document DE 44 43 798 C1 un générateur de vapeur comportant un corps creux présentant un flasque entourant son ouverture dans lequel est noyé au moins un corps de chauffe dont les extrémités devant être reliées à une source d'énergie électrique émergent de ce corps, ce corps comportant encore un couvercle fixé de façon étanche sur le flasque, par l'intermédiaire d'un joint.
Il est connu dans l'art antérieur EP 0.238.955 de réaliser des tubes chauffants par des tubes en acier inoxydable sur lesquels est moulée une enveloppe en aluminium dans laquelle sont noyés des corps de chauffe. Lors de variations de température, la dilatation différentielle entre les tubes en acier inoxydable et leur gaine en aluminium peut conduire à des décollements. Une telle solution est inadaptée pour des générateurs de vapeur. De plus, ce dernier document concerne un réchauffeur de media telle qu'une friteuse, travaillant à des conditions de température et pression très différentes d'un générateur de vapeur.
La présente invention a pour objet un générateur de vapeur tendant à obvier aux inconvénients précités.
Le but de la présente invention est la réalisation à bon marché d'un générateur de vapeur fiable, durable, facilement détartrable et de haute qualité notamment quant à sa durée de vie et à ses possibilités de réglage de la puissance délivrée au corps de chauffe. Un autre but de la présente invention est d'éviter que le corps de chauffe ne soit en contact avec l'eau contenue dans le récipient étanche.
Le présent générateur de vapeur se distingue par les caractéristiques énumérées à la revendication 1.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du générateur de vapeur selon l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective du générateur de vapeur.
La figure 2 est une vue en bout à plus grande échelle du générateur de vapeur.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle du générateur de vapeur.
La figure 4 est une vue en élévation latérale de la cuve du générateur de vapeur.
La figure 5 est une vue de A de la cuve illustrée à la figure 4.
La figure 6 est une vue en perspective de la cuve du générateur de vapeur.
Les figures 7 et 8 illustrent en perspective un ensemble formé de la cuve et de deux corps de chauffe.
Les figures 9 à 12 illustrent l'ensemble des figures 7 et 8 en plan de dessous, en élévation et en bout côté fond respectivement côté ouverture de la cuve.
La figure 13 illustre en perspective le corps en aluminium massif du générateur de vapeur.
La figure 14 est une coupe longitudinale de ce corps en aluminium massif.
La figure 15 est une vue en bout, vue du fond, du corps massif en aluminium.
La figure 16 est une vue en perspective du flasque ou couvercle en aluminium.
La figure 17 est une vue en plan de ce couvercle, et
La figure 18 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 17.
Le générateur de vapeur illustré comporte un corps creux massif en aluminium injecté 1 dans la masse duquel sont noyés un ou deux corps de chauffe 2,3 dont les extrémités devant être connectées à une source d'énergie électrique émergeant hors de la face frontale ouverte du corps 1 dans une partie de celui-ci formant un flasque circulaire 4. Ce flasque 4 du corps 1 comporte encore des moyens de fixation d'un couvercle 5, ici des goujons 6 noyés dans la masse du corps 1.
Dans une variante, les moyens de fixation peuvent être constitués par des perçages taraudés coopérant avec des vis ou par des perçages non taraudés coopérant avec des vis autotaraudeuses.
Ce corps massif 1 en fonte d'aluminium injecté est fretté de par son mode de fabrication sur une cuve 7 en acier inoxydable emboutie. Cette cuve 7 présente une ouverture circulaire ou ovale évasée légèrement en retrait de la face frontale du flasque 4 et des évidements permettant le positionnement des corps de chauffe 2,3 avant injection de la masse d'aluminium.
La réalisation de cet ensemble est particulière, la cuve 7 et les corps de chauffe 2,3 sont positionnés ainsi que les goujons 6, dans leur position relative illustrée aux figures 8 à 11, sur le noyau mobile d'un moule. Ce moule en deux parties est alors fermé sur le noyau et la fonte d'aluminium est injectée dans ledit moule. Ce faisant la fonte d'aluminium entoure entièrement les corps de chauffe 2,3 et assure par son retrait ou refroidissement son frettage sur la cuve 7 en acier inoxydable. On doit bien entendu préchauffer la cuve 7 avant l'injection de la fonte d'aluminium et déterminer les dimensions tant du moule que de cette cuve 7 pour que l'ensemble terminé assure un placage parfait de la cuve 7 contre la masse d'aluminium du corps 1 à la température de fonctionnement du générateur de vapeur, environ 140°C, tout en évitant de trop fortes tension sur la cuve 7 en acier inoxydable. On obtient ainsi un ensemble monolithique permettant une excellente transmission de chaleur et la protection totale des corps de chauffe 2,3. La présence de la cuve 7 en acier inoxydable confère à ce générateur de vapeur une qualité, une longévité et des possibilités de détartrage bien meilleures.
On remarque par ailleurs que les corps de chauffe 2,3 sont totalement noyés dans le corps 1 en fonte d'aluminium et qu'ils ne sont donc jamais en contact avec l'eau. L'étanchéité de la cuve 7 se faisant, comme on le verra plus loin, sur un diamètre inférieur à celui sur lequel sont disposés les extrémités des corps de chauffe 2,3 émergeant du flasque 4, il n'y a pas de passages étanches à prévoir pour ces corps de chauffe ce qui réduit également le prix et augmente la fiabilité du générateur de vapeur.
Le corps 1 en aluminium massif comporte encore des logements, venus d'injection, 8,9 destinés à recevoir des capteurs de température qui sont reliés à la commande du générateur de vapeur.
Ce corps 1 est recouvert d'un manchon isolant (non illustré) pour éviter les déperditions de chaleur et aux usagers de se brûler.
Comme on le voit notamment à la figure 14, la cuve 7 en acier inoxydable est légèrement excentrée par rapport au corps 1 en aluminium injecté. De cette façon, la masse d'aluminium du corps 1 est plus grande autour des corps de chauffe 2,3 ce qui assure une plus grande inertie thermique favorable à la régulation du générateur de vapeur.
Ce générateur de vapeur comporte encore un couvercle 10 en aluminium injecté ou en acier inoxydable venant s'ajuster sur la face libre du flasque 4 du corps 1 et fixé à ce dernier à l'aide de boulons 11 vissés sur les goujons 6 du corps 1. La face intérieure de ce couvercle 10 comporte une gorge circulaire 12 destinée à recevoir un joint O-ring (non illustré). Lorsque ce couvercle 10 est fixé en position sur le corps 1 du générateur de vapeur, le joint O-ring prend appui d'une part dans la gorge 12 du couvercle mais d'autre part sur le flasque 4 en aluminium ou sur le bord évasé de l'ouverture de la cuve 7 en acier inoxydable lorsque celle-ci est présente. On assure ainsi une distance minimale entre l'acier de la cuve 7 et l'aluminium du couvercle 10 permettant d'éviter tout effet de pile tout en assurant l'étanchéité de l'ensemble. Ceci permet également d'éviter tout effet de pile entre la cuve 7 et le corps 1.
A part les cinq perçages uniformément répartis sur son pourtour, donnant passage aux goujons 6, le couvercle 10 comporte encore plusieurs perçages filetés destinés à des raccordements ou à la fixation d'éléments de contrôle ou de sécurité.
Le perçage 13 est destiné à être relié à un conduit de sortie d'eau lors d'un cycle de détartrage de la cuve. Le perçage 14 est destiné à être raccordé à une pompe d'arrivée d'eau froide. Ce perçage est pourvu d'un tube (non illustré), généralement un tube en silicone flexible, s'étendant à l'intérieur de la cuve 7 jusqu'à proximité du fond de celle-ci. Ainsi, lors du cycle de détartrage automatique, le mélange détartrant pénétrant par ce tube balaye obligatoirement toute la surface interne de la cuve 7 avant d'être évacué par le perçage 13. Le perçage 15 est lui destiné à être relié à un conduit d'évacuation de la vapeur produite. Le perçage 16 sert à fixer une soupape de sécurité limitant la pression maximale à l'intérieur du générateur de vapeur. Enfin, le perçage 17 sert à fixer une soupape de décharge permettant la pénétration d'air à l'intérieur du générateur de vapeur lorsque la pression à l'intérieur de celui-ci tombe en dessous d'une valeur pré-établie, généralement de 1 bar. Enfin, le perçage central 18 sert à la fixation d'une sonde détectant le niveau d'eau dans le générateur de vapeur par le biais d'un capteur angulaire introduit dans un flotteur. Un tel capteur mécanique est fiable et résistant à l'entartrage.
La périphérie de ce couvercle 10 comporte bien entendu encore des perçages 19,20 donnant passage aux extrémités des corps de chauffe 2,3 devant être raccordés électriquement.
Un autre avantage du générateur décrit est sa polyvalence. Lorsqu'il est utilisé avec un nettoyeur-vapeur qui nécessite un fort débit de vapeur d'eau les deux corps de chauffe 2,3 sont alimentés pour obtenir une puissance de chauffage maximale. Par contre, si le générateur est utilisé avec un fer à repasser ou un moteur d'aspiration nécessitant un moins grand débit de vapeur, seul l'un des corps de chauffe est alimenté. Dans ce cas en utilisant un dispositif d'alimentation identique à celui utilisé par le nettoyeur-vapeur la puissance restant disponible peut être utilisée pour le chauffage du fer à repasser.
La conception de ce générateur de vapeur permet sa fiabilité, son optimalisation et sa polyvalence. En effet, de part le fait que les corps de chauffe sont noyés dans la masse du corps, ceux-ci ne sont plus soumis à l'entartrage. De plus, l'alimentation électrique de ces corps de chauffe ne nécessite plus de passage étanche. Enfin, la masse du corps en aluminium injecté est plus grande dans la région où sont noyés les corps de chauffe ce qui augmente l'inertie thermique et facilite la régulation des corps de chauffe.
Toutes les sorties étanches sont regroupées sur le couvercle simplifiant ainsi la réalisation du corps et de la cuve.
Enfin, le fait de prévoir deux corps de chauffe indépendants permet d'utiliser le générateur avec un même dispositif d'alimentation pour différentes applications.
Le fait de prévoir une soupape de décharge permet de garantir la stabilité des paramètres réglés, tels que le niveau d'eau du générateur durant son fonctionnement, ce qui à son tour permet une meilleure optimalisation de la commande du générateur de vapeur.

Claims (10)

  1. Générateur de vapeur comportant un corps creux (1) présentant un flasque (4) entourant son ouverture dans lequel est noyé au moins un corps de chauffe (2) dont les extrémités devant être reliées à une source d'énergie électrique émergent de ce corps; ce corps (1) comporte encore un couvercle (10) fixé de façon étanche sur ledit flasque (4), couvercle (10) sur lequel sont regroupées toutes les liaisons nécessaires à l'entrée et à la sortie d'eau ainsi qu'à l'extraction de vapeur, caractérisé par le fait qu'il comporte une cuve (7) en acier inoxydable disposée à l'intérieur du corps (1) et par le fait que ledit corps (1) est en aluminium injecté et est fretté de fabrication sur cette cuve (7),
  2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte deux corps de chauffe (2,3) indépendants, tous deux noyés dans la masse du corps (1).
  3. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la paroi du corps (1) est plus forte dans la région où les corps de chauffe (2,3) sont noyés que dans le reste du corps.
  4. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le couvercle (10) comporte encore des raccords pour une sonde de température, et une soupape de sécurité.
  5. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le couvercle (10) comporte encore un raccord pour une soupape de décharge permettant l'entrée d'air dans le générateur lorsque la pression intérieure de celui-ci tombe en dessous d'une valeur pré-établie.
  6. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un joint est logé dans une gorge circulaire du couvercle (10), ce joint étant en position de service (12) écrasé entre le couvercle (10) d'une part et d'autre part le flasque (4) du corps (1) ou le rebord de la cuve (7).
  7. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cuve (7) est emboutie et comporte des évidements pour le passage des corps de chauffe et ne présente aucune connexion rapportée.
  8. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le passage du couvercle (10) destiné à l'entrée d'eau froide dans la cuve est muni d'un tuyau s'étendant jusqu'à proximité du fond de la cuve.
  9. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le couvercle comporte encore un perçage (13) d'évacuation du liquide de détartrage situé en dessous du passage d'introduction d'eau dans la cuve (7) et communique avec le point bas de cette cuve (7),
  10. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un capteur de niveau constitué par un capteur angulaire logé dans un flotteur.
EP98901436A 1997-02-14 1998-02-12 Generateur de vapeur Expired - Lifetime EP0963532B1 (fr)

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CH32497 1997-02-14
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EP0963532A1 EP0963532A1 (fr) 1999-12-15
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EP98901436A Expired - Lifetime EP0963532B1 (fr) 1997-02-14 1998-02-12 Generateur de vapeur

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EP (1) EP0963532B1 (fr)
JP (1) JP2001511676A (fr)
AT (1) ATE206193T1 (fr)
AU (1) AU5776898A (fr)
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