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Sommaire du brevet 1195719 

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Disponibilité de l'Abrégé et des Revendications

L'apparition de différences dans le texte et l'image des Revendications et de l'Abrégé dépend du moment auquel le document est publié. Les textes des Revendications et de l'Abrégé sont affichés :

  • lorsque la demande peut être examinée par le public;
  • lorsque le brevet est émis (délivrance).
(12) Brevet: (11) CA 1195719
(21) Numéro de la demande: 1195719
(54) Titre français: METHODE AND DEVICE FOR HEATING A DIELECTRIC OR QUASI-DIELECTRIC LIQUID
(54) Titre anglais: PROCEDE ET APPAREIL DE CHAUFFAGE DE LIQUIDE DIELECTRIQUE AU PRATIQUEMENT DIELECTRIQUE CALOPORTEUR
Statut: Durée expirée - après l'octroi
Données bibliographiques
(51) Classification internationale des brevets (CIB):
  • H05B 03/82 (2006.01)
(72) Inventeurs :
  • GIOLITO, FRANCOIS (France)
  • VACHET, FRANCOIS (France)
(73) Titulaires :
(71) Demandeurs :
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Co-agent:
(45) Délivré: 1985-10-22
(22) Date de dépôt: 1982-12-15
Licence disponible: S.O.
Cédé au domaine public: S.O.
(25) Langue des documents déposés: Français

Traité de coopération en matière de brevets (PCT): Non

(30) Données de priorité de la demande:
Numéro de la demande Pays / territoire Date
81/23 790 (France) 1981-12-16

Abrégés

Abrégé français


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Procédé de chauffage d'un liquide diélectrique ou
pratiquement diélectrique à l'aide diénergie électrique. Le
procédé est caractérisé en ce que on immerge directement
dans le liquide au moins une résistance en forme de plaque
placée de façon telle que les vecteurs vitesses du mouvement
général du liquide en écoulement naturel ou forcé, au voisi-
nage de la ou des résistances soient tangents ou parallèles
aux faces desdites plaques et on applique une différence de
potentiel aux bornes de la ou desdites résistances. Et un
appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.


Revendications

Note : Les revendications sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


Les réalisations de l'invention, au sujet des-
quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est
revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Procédé de chauffage d'un liquide diélectrique
ou pratiquement diélectrique à l'aide d'énergie électrique,
caractérisé en ce que on immerge directement dans ledit
liquide au moins une résistance en forme de plaque placée de
façon telle que les vecteurs vitesses du mouvement général
du liquide en écoulement naturel ou forcé, au voisinage de la
ou des résistances soient tangents ou parallèles aux faces
desdites plaques et on appligue une différence de potentiel
aux bornes de la ou desdites résistances.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que on applique aux bornes de la ou des résistances
une différence de potentiel supérieure à 380 V.
3. Appareil de chauffage d'un liquide diélectri-
que ou pratiquement diélectrique à l'aide d'énergie électri-
que comprenant
- une enceinte contenant ledit liquide,
- au moins une résistance en forme de plaque
immergée dans ledit liquide, ladite ou lesdites résistances
en forme de plaque étant placées de façon telle que les vec-
teurs vitesses du mouvement général du liquide en écoulement
naturel ou forcé au voisinage de la ou des résistances
soient tangents ou parallèles aux faces desdites plaques, et
- des moyens pour relier la ou lesdites résistances
à un réseau de distribution électrique.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé
en ce qu'il comporte plusieurs résistances reliées électrique-
ment en série et/ou en parallèle.
14

5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé
en ce qu'il comporte au moins trois résistances reliées
électriquement en triangle ou en étoile.
6. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que ladite enceinte est un tronçon de
conduite balayé par le liquide à chauffer.
7. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que ladite enceinte est constituée par un
récipient comprenant des moyens d'entrée du liquide à
chauffer et des moyens de sortie du liquide chaud.
8. Appareil selon la revendication 4 ou 5,
caractérisé en ce que ladite enceinte est constituée par un
récipient comprenant des moyens d'entrée du liquide à chauf-
fer et des moyens de sortie de la vapeur dudit liquide.
9. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que la ou les résistances sont en forme de
plaque sensiblement plane, ou de plaque sensiblement cylin-
drique.
10. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que la ou les résistances, en forme de
plaque, sont de structure continue.
11. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que la ou les résistances, en forme de
plaque, sont de structure discontinue.
12. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que les surfaces de la ou des résistances
sont d'aspect rugueux.
15.

13. Appareil selon la revendication 3, 4 ou 5,
caractérisé en ce que les surfaces de la ou des résistances
sont pourvues d'un revêtement.
14. Appareil selon la revendication 3, caracté-
risé en ce que ladite enceinte est constituée par un réci-
pient comprenant des moyens d'entrée du liquide à chauffer
et des moyens de sortie de la vapeur dudit liquide.
15. Appareil selon la revendication 14, caracté-
risé en ce que la ou les résistances sont en forme de plaque
sensiblement plane, ou de plaque sensiblement cylindrique.
16. Appareil selon la revendication 15, caracté-
risé en ce que la ou les résistances, en forme de plaque,
sont de structure continue.
17. Appareil selon la revendication 15, caracté-
risé en ce que la ou les résistances, en forme de plaque,
sont de structure discontinue.
18. Appareil selon la revendication 16 ou 17,
caractérisé en ce que les surfaces de la ou des résistances
sont d'aspect rugueux.
19. Appareil selon la revendication 16 ou 17,
caractérisé en ce que les surfaces de la ou des résistances
sont pourvues d'un revêtement.
20. Appareil de chauffage selon la revendication
3, 14 ou 15, utilisé comme appareil de chauffage de liquide
diélectrique ou pratiquement diélectrique notamment de fluide
caloporteur.
16

Description

Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.


}~-30~4
~ ~ ~5'7'~
~.~
05 La présent~ invention concerne un procédé de chaut`fage d'un
produit diélectrique ou pratiquement diélectrique à l'aide d'énergie
électrique. Elle concerne également un appareil de chauft`aye mettant en
ceuvre iedit procédé, et l'emploi d'un tel appareil.
Dans le présent texte le terme "produit" désignera au sens
chimique du terme aussi bien un produit chimique unique qu'un mélange de
deux ou plusieurs produits chimiques.
Le "probuit" tel que défini ci-avant peut se présenter avant
chauffage aussi bien à i'é~at liquibe qu'à l'état solibeS un produit se
présentant à l'état solide pouvant passer à i'état liquide sous l'effet
1~ d'un apport de chaleur.
Le "produit" peut bien sûr ê~re constitué d'une seule phase ou
de plusieurs phases, il peut par exemple se présenter sous former d'un
mélange ~az/solide, liquide/liquide ou encore solideJliquide.
Le procéaé et l'appareil, obJets be la présente invention, sont
plus particulièrement destinés au chauffage de fluioes caioporteurs.
Les tecnniques de chauffage de probuits à l'aide d'énergie
électrique au moyen de l'effet Joule, actuellement utilisées
industri~llement, sont ibentiques que le produit à chauffer soit
diélectrique ou conducteur. Ainsi par exemple, les liquides sont
r,abituellement, chauft`és au moyen de dispositif de chauffage comportant
au moins une résistance électrique située dans une gaine métallique, un
moyen o'isolation électrique tel que air, magnésie, nitrure de bore, ..~
étant prévu entre ia résistance et la surface intérieure de la ~aine~ le
dispositif étant immergé au sein du liquide à chauffer.
.Le plus souvent, afin de pouvoir disposer d'une puissance
suffisante, le dispositif de chauffage comporte un faisceau de
résistances gainées en forme de U fixées par leurs bras libres à une
plaque à travers laquelle les connexions électriques de chaque résistance
en U sont assurées. La plaque permet également la t`ixation du dispositif
de chaut`fage à une bride entourant une ouver';ure de l'enceinte contenant
.
~..

le liquide à chauffer, cette ouverture permet aussi d'intro-
duire le faisceau à l'intérieur de l'enceinte.
Bien que ce mode de chauffage donne satisfaction,
il presente de nombreux inconvénients.
En effet, comme des mo~ens d'isolation electrique
sont necessairement places entre la rsistance et la gaine
metallique, ces moyens etant aussi, generalement, des iso-
lants thermiques, il apparalt une difference de temperature
importante entre la resistance elle même et la surface de
la gaine participant aux echanges thermiques avec le liquide
à chauffer.
De plus, la geometrie du faisceau de resistances
est cause de pertes de charges importantes, de zones de
stagnation-du liquide dv~c de surchauffes et de risques de
degradations de celui-ci. En ou~re, cette geome~trie favorise
aussi l'encrassement du faisceau.
De-par leur conception,-les faisceaux sont lourds
et encombrants et de plus, chaque resistance en U implique
d'ê-tre connectee ~lectri~uement a chacune de s~s extrmites~
Ceci est un inconvenient important de ce mode de chauffage,
car on ne dispose pratiquement pas sur le marche de faisceaux
d'une puissance unitaire disponible superieure à 200 kw, ce
qui implique de pourvoir l'enceinte contenant le liquide a
chauffer d'un grand nombre de faisceaux pour disposer de la
puissance necessaire. Ainsi, lorsque des volumes ou des
debits importants de liquide sont à chauffer, à das tempera-
tures de l'ordre de 300C par exemple, dans des installations
de produits chimiques, ce mode de chauffage implique un
materiel encombrant et co~teux.
Pour pallier ces inconvenients pour le chauffage
de produits dielectriques ou prati~uement di1ectriques à
l'aide d'ënergie electrique on a maintenant mis au point un
procedé de chauffage et realise un appareil mettant en oeuvre
ledit procédé.
Selon la presente invention, il est prevu un

~5'7~
procédé de chauffage d'un liquide diélectrique ou pratique-
ment diélectrique a l'aide d'énergie electrique, caractérisé
en ce que on immerye directement dans ledit li~uide au moins
une resistance en forme de plaque placée de façon telle ~ue
les vecteurs vitesses du mouvement général du liquide en
écoulement naturel ou forcé, au voisinage de la ou des
résistances soient tangents ou paralleles aux faces desdites
plaques et on applique une di~érence de potentiel aux
bornes de la ou desdites résistances.
Par produit pratiquement diélectrique>~ on entend,
dans le present texte, un produit dont ~a résistivité est
supérieure à 108 ~/cm a la temperature dlutilisation.
Par directement~ o~ entend que la resistance est
nue, c'est-a-dire qu'entre la resistance et le produit il
n'existe pas de moyens substantiels d'isolation electri~ue,
ceci n'exclut pas, que dans certains cas, et pour certaines
applications, la résistance comporte un mince revêtement.
Le procédé, objet de l'invention, est tel que l'on
peut appliquer aux bornes de la ou des résistances une
difference de potentiel superieure à 380 V.
On peut notamment appliquer aux bornes de la resis-
tance des différences de potentiel allant jusqu'a 10 000 V,
des differences de potentiel de l'ordre de 5 500 V etant
couramment disponibles en usin~. Bien sûr, dans ce cas, lors
de la mise en oeuvre du procédé, l'homme de l'art se confor-
mera aux règles en vigueur et aux spécifications particu-
lieres de conception et d'utilisation des installations
haute tension.
Dans le présent texte par résistance on entend
un conducteur dans lequel toute l'énergie électrique recue
est transformée en chaleur par effet Joule.
Il a également été trouvé un appareil de chauffage
de produit diélectrique ou pratiquèment dielectrique qui met
en oeuvre le procédé de chauffage, objet de l'invention.
Selon ll.invention, un tel appareil de chauffage
~ ~r, ~

S'7~
- 3a -
d'un liquide diélectrique ou pratiquement dielectrique à
l'aide d'energie electrique comprend une enceinte contenant
ledit liquide, au moins une resistance en forme de plaque
immergee dans ledit liquide, ladite ou lesdites resistances
en forme de plaque etant placees de fa~on telle que les
vecteurs vitesses du mouvement genéral du liquide en écoule-
ment naturel ou force au voisinage de la ou des résistances
soient tangents ou paralleles aux faces desdites plaques, et
des moyens pour relier la ou lesdites resistances ~ un
reseau de distribution electri~ue.
L'appareil, selon l'invention, peut comporter 9 bien
sûr, dans la paroi de l'enceinte des ouvertures permettant
le passage de ces moyens pour relier la ou les resistances à
un reseau de distribution electrique. L'homme de l'art
etablira les connexions entre les resistances et le réseau
par les techniques habituelles en prevoyant les mo~ens d'i~o-
lation electrique necessaires.
~vantageusement~ l'appareil de chauffage, objet de
llinvention, comporte plusieurs resistances reliees electri
Z quement en ~erie et/ou en

~ 7
parallèle.
Selon un moce de réalisation, l'appareil, selon l'invention,
peut comporter au moins trois résistances reliées électriquement en
~rian~le ou en étoile. Ce mode de réalisation permet de relier les
05 resistances à un réseau de distribution electrique triphasé.
Le terme "résistance" dans le présent texte désigne aussi bien
une résistance unique qu'~lne réslstance formée de plusieurs résistances
élementaires, identiques ou non, reliées en série et/ou en parallèle.
L'homme de l'art déterminera le schéma électrique de Iiaison
des résistances, selon la puissance de chaur`rage nécessaire, le matériel
disponible, les impératifs de construction
L'appareil de chauffage d'un produit diélectrique ou
pratiquement diélectrique, objet de l'invention, peut être tel que
l'enceinte contenant le produit est balayée par le produit à chauffer.
L'enceinte be l'appareil peut etre un troncon de con~uite
balayé par le produit à chau~fer. Un tel appareil est plus
particulièrement destiné à maintenir la température d'un produit en
mouvement par compensation des pertes thermiques survenues par exemple
lors du transport du produit chaud sur de longues distances.
L'enceinte, balayée par le produit à chauf~er, d'un tel
appareil peut aussi être par exemple la zone de réaction d'un réacteur
chimique, la chaleur nécessaire à la réaction étant directement apportée
au mélange réactionnel par une ou plusieurs résistances immergées dans
celui-ci. Ainsi l'enceinte balayée par le proouit peut être la zone de
réaction d'un réacteur à lit fluidisé, les résistances étant immergées
directement dans le mélange gaz/solide.
Par "enceinte balayée par le produit" on entend ci-avant que le
débit du produit par courant l'enceinte est relativement important par
rapport au volulne de produit present dans l'enceinte.
Au contraire, si après q~and l'enceinte est un "récipient
comportant des moyens d'entrée et des moyens de sortie" on entend que
celle-ci contient un certain volume de produit et que le débit de produit
parcourant l'enceinte est faible vis à-vis du produit présent dans
celle-ci.
- Selon un autre mode de réalisation, l'enceinte d'un appareil de

S~7~
-- 5 --
chauffage selon l'invention peut être constituee par un
récipient comportant des moyens d'entree du produit à
chauffer et des moyens de sortie du produit chaud. Un tel
appareil peut comporter un recipient d'un volume suffisant
pour constituer un stockage de produit chaud.
Les chaudieres sont des appareils de chauffage
selon ce mode de realisation. De tels appareils de chauf-
fage sont plus particulierement destines au chauffage de
fluides caloporteurs oxganiques, naturels ou synthetiques,
utilisés dans les installations industrielles. On peut
aussi utiliser comme fluide caloporteur des produits ou des
melanges de produits mineraux fondu~ pratiquement dielectri-
ques.
Selon un autre mode de realisation, l'enceinte
peut être constituee par un recipient ferme qui comporte
des moyens de remplissage et de vidange du produit au moins
une résistance etant immexgee dans le produit. Un tel appa-
reil permet de recevoir de la chaleur; de la stocker et de
la restituer.
Selon encore un autre mode de realisation, l'en-
ceinte d'un appareil de chauffage obiet de l'invention peut
être constituee par un recipient comportant des moyens d'en-
tree du produit a chauffer et des moyens de sortie de la
vapeur dudit produit. De preference un appareil selon ce
mode de realisation est destine à chauffer un liquiAe, le
li~uida etant chauffe jusqu'a son point d'ebullition dans le
recipient.
Les bouilleurs sont des appareils de chauffage
selon cet autre mode de realisation.
L'appareil de chauffage objet de l'invention peut
comporter des resistances formees par exemple d'un fil metal-
lique enroule en helice et non supporte par un mandrin.
De preference l'appareil selon l'invention est tel
que la ou lesdites resistances sont sensiblement en forme de
plaque.

'7~
-- 6 --
Le mouvement general du produit est le mouvement
du produit correspondant au déplacement de celui-ci, sans
tenir compte de mouvements locaux, tels que les tourbillons,
au voisinage des faces des plaques.
Cette disposition a pour but de diminuer autan-t
que possible les pertes de charges dues aux résistances et
ainsi de favoriser les échanges thermiques avec le produit
en conservant des vitesses de balayage des faces des resis~
tances par le produit, élevées.
Bien que le terme ~plaque~ désigne plus précisé-
ment une feuille dlune matière rigide, plane et peu épaisse,
on etendra dans le present texte la signification de ce
terme à des feuilles peu épaisses non planes, par exemple
cylindriques ou gauches.
Les résistances peuvent être en forme de plaques
gauches et seront placees de façon telle que les vecteurs
vitesses du mouvement general du produit, en ecoulement
natuxel ou forc~, au voisinage des résistances, soient
tangents aux faces desdites plaques.
Les résistances peuvent egalement être en forme
de plaques sensiblement planes et seront placees de facon
telle ~ue les vecteurs vitesses du mouvement general du pro-
duit en ecoulement naturel ou force, au voisinage desdites
surfaces, soient paralleles aux faces des plaques.
Dans des appareils de chauffage selon l'invention,
présentan~ un ecoulement naturel ou force du produit, de
direction genérale parallèle a une direction donnée "~n peut
utiliser des xésistances en forme de plaque sensiblement
plane placées parallelement a la direction generale du mouve-
ment du produit.
Des resistances en forme de plaque plane rectangu-
laire allongee peuvent être pliées, par exemple en zigzag,
selon leur longueur et placées de façon telle que leur lar-
geur soit parallele à la direction generale du mouvement du
3S produit.
~'

5~
- 6a -
On peut aussi utiliser des resistances en forme
de plaque de forme générale cylindrique, le cylindre etant
engendre par une génératrice se deplaçant parallèlement à la
direction generale du mouvement du produit en s'appuyant sur
une directrice, ouverte ou fermee, de forme courbe, par
exemple circulaire, ou de forme polygonale, plusieurs resis-
tances cylindriques peuvent etre placees de façon concentri-
que.
Les résistances peuvent etre en forme de plaque
de structure continue ou de structure discontinueL
Par structure continue des résistances en forme
de plaque on

entend que la slructure des résistances ne comporte pas de trou, ainsi
d~s résistances de structure continue sont semblables à des tôles.
~ ar "structure discontinue" bes résistances en forme de plaque
on entend que la structure des résistances comporte des trous, ainsi des
û5 resistances de structure discontinue peuvent être constituées d'un tissu
obtenu par tissa~e, tricotage, tressaQe ou torsadage. Elles peuvent aussi
être constituees d~ne tôle ajourée obtenue par découpa~e avec enlèvement
de matière, par exernple par poinçonnage.
De préférence des résistances en forme de plaque de structure
discontinue sont obtenues par découpage d'une pluralité de fentes dans
une tôle et étirage dans une direction perpendiculaire aux fentes.
Pour les résistances de structure discontinue formées à'un
tissu ou obtenues par découpage et étirage ûn considère que la face des
plaques est la surface qui enveloppe les reliefs des plaques.
Les résistances sont réalisées en oes matériaux, résistant à la
corrosion. Ainsi, les résistances peuvent être en aciers inoxydables de
nuances habituellement utilisées pour ce type de matériel, en aciers
inoxydables réfractaires, on peut aussi utiliser des aciers spéciaux
après qu'ils aient subi un traitement anticorrosion;
Les surfaces des résistances peuvent être d'aspect sensiblement
lisse, de préférence elles sont d'aspect rugueux. Cet aspect rugueux peut
être obtenu par exemple par sablage.
Des résistances dont les surfaces sont d'aspect rugueux sont
plus particulièrement destinées à la réalisation d'appareils de chauffage
objets de l'invention qui comportent des moyens d'entree d'un liquide à
chauffer et des moyens de sortie de la vapeur dudit liquide. En effet la
rugosité des résis~ances favorise l'éoullition nucléée du liquide.
Eventuellement, les surfaces des résistances peuvent être
pourvues d'un revetement, ce revêtement peut être poreux, afin de
favoriser l'ébullition nucléée, il peut aussi être un revêtenent
anticorrosion de faible épaisseur par exemple en émail silicone ou en
thermostable.
L'appareil de chauffage de produit diélectrique ou pratiquement
diélectrique, selon l'invention, est utilisable notamment pour chauffer
~5 des produits chimiques peu ou pas conducteurs de l'électricité, mis en

57~
jeu cans des procedés industriels.
L'invention sera décrite ci-apres en se reférant plus
particulierement à un appareil ae chauffage d'un produit liquide.
Cet appareil de chauffage est p~rticulierement destiné au
05 chauffage des fluibes caloporteurs utilisés dans les installations
chimiques.
La compréhension de l'invention sera facilitée par les ~lgures
ci-jointes, qui illustrent à titre d'exemple, schématiquement et sans
échelle déterminée, un mode de réalisation d'un appareil de chauffag~
selon la présente invention et un mode de réalisatlon de la structure
b'une résistance.
La figu-e i est une vue en coupe par un plan axial d'un mode de
réalisation d'un ap?areil de chauffaoe selon l'invention.
La figure 2 est une vue partielle d'un mode de réalisation
d'une résistance de structure discontinue.
La figure 3 est une vue partielle en coupe par le plan III-III
de la ~ésistance selon la flgure 2.
L'appareil de chauffage (1), objet de l'invention, représenté
schémati~uement 'igure 1, est plus particulièrement un appareil de
chauffage de fluide caloporteur utilisé dans une installation
industrielle.
Cet appareil de chauffage (1) comporte une enceinte (2)
contenant le fluide caloporteur (3), dans le fluide caloporteur (3) sont
immergées six résistances (4) et des moyens (5) pour relier les
2~ résistances (4) à un réseau de àistribution électrique (6)
L'enceinte (2) est, selon le présent mode de réalisation, un
récipient fo~mé d'un corps (7) ~ensiblement cylindrique, fermé à ses
extrémités par un couvercle (8) et un fond (9).
L'encèinte (2) comporte a sa partie basse des moyens d'entrée
(10) du fluioe caloporteur à chauffer et au voisinage de sa partie haute
des moyens oe sortie (11) bu fluide caloporteur chaud, ces m~yens sont
constitués par des conduites;
L8 conduite o'entrée (10) est de préf`érence pourvue d'une vanne
trois voies (12) permetlant la vidange de l'appareil de chauffage (1).
3~ Les résistances (4), selon ie mode de réalisation représenté

figure 1, sont en forme de plaques planes sensiblement r~ctangulaires,
leurs faces sont placées parallèlement à la direction du mouvement
général du fluioe dans l'appareil de c~aùffage, mouvement ascendant
représenté par ia Tlèche F. Elles sont maintenues en place à l'aide de
05 supports isolants (14) fixés au corps (7) de l'enceinte (2).
Les six résistances (4) sont reliées l'une à l'autre en série
par des barrettes conductrices (15), les deux résistances extrêmes
comportént les moyens (5) pour relier l'ensemble au réseau de
aistribution électrique (6). Les connexions entre les resistances (4) et
ie réseau électrique (6) traversent le fond (9) de l'enceinte (2) par une
ouverture (16) pourvue de moyens d'isolation électrique (17) et
d'étanchéité.
Les résistances (~) et leur mode de liaison électrique n'ont
été décrits ci-avant qu'à Titre d'exemple et l'on ne sort pas du cadre de
l'invention en remplaçant au moins une résistance (4) par plusieurs
résistances élémentaires et/ou en établissant les liaisons électriques
entre elles différenlment.
Avantageusement l'enceinte (2) n'est pas totalement remplie de
fluide caloporteur (3), dans l'espace li~re (18) entre la surface du
2û fluibe caloporteur (3) et le couvercle (8) de l'enceinte on maintient une
pression d'azote, le couvercle (8) étant pourvu d'une tubulure (l9) à cet
effet.
Les connexions entre les résistances (4) et le réseau
electrique (6) peuvent aussi être réalisées à travers une ouverture du
couvercle (8), dans la zone du couvercle (8) non baignée par le fluide
caloporteur.
Les conbuites d'entrée (10) du fluide caloporteur à chauffer et
de sortie (11) du fluide caloporteur chaud peuvent être reliées
directement au circuit de mise en oeuvre du fluide chaud c'est-à-dire au
circuit de chauffage de l'installation industrielle.
Les conduites d'entrée (10) du fluide caloporteur à chauffer et
de sortie (11) du fluide caloporteur chaud peuvent être reliées à un
échangeur de chaleur dans lequel est chauffé un autre fluide caloporteur,
celui-ci étant mis en oeuvre dans le circuit de chauffa~e de
l'installation industrielle. Une telle réalisation permet de mieux

sauvegarder la propreté, et par voie de consequence, les propriétés
diélectri4ues bu flui~e caloporteur chauffé dans l'appareil de chauffage
objet de la presente invention.
Les resistances (~) peuvent être réalisées en forme de plaques
05 sensiblement pianes de structure discontinue telle que représentée en
vues partielles figures 2 et 3.
La résistance en forme de plaque de structure discontinue, dont
un fragment est représenté figure 2, comporte des trous (19) sensiblement
en forme de losange ootenus par découpage dans une tôle d'une pluralité
de fentes alignées selon ieur longueur et placées en quinconce, puis
étirage dans une airection perpendiculaire aux fen.es, c'est-à-dire
parallèle aux petites diayonales des losanges. Cet étirage provoque une
rotation des rubans (20) séparant les losanges (cf. fiyurè 3)~ Selon ce
rnode de réaiisation des résistances on considère que les faces des
plaques sont les surfaces, matérialisées par les deux lignes discontinues
(21, 22)~ qui enveloppent tous les reliefs aes plaques.
Sur la figure 3 on a représenté les vecteurs vitesses V du
mouvement genéral du fluide caloporteur en écoulement, les vecteurs
vitesses V sont ici parallèles aux faces be la plaque, ce mouvement
général ne tient pas compte des mouvements locaux, tels que les
tourbillons T, crées par les reliefs de ia plaque de structure
discontinue. Ces tourbillons T, favorisent le transfert de chaleur entre
la résistance et le fluide caloporteur.
Le procédé et l'appareil, objets de l'invention, présentent de
nombreux avantayes vis-à-vis des appareils selon l'art antérieur.
En et`fet, la ou les résistances électriques étant immergées
directement dans le produit diélectrique ou pratiquement diélectri~ue
permettent un meilleur échange thermique car, avec le procédé de
chauffsge selon l'invention, la surface qui participe à l'échange
thermique avec le produit à chauffer est la surface même par laquelle se
dissipe lieffet ~oule né dans la résistance. Ainsi, toute la surface de
la résistance participe à l'éci~ange avec le produit et l'écart de
température entre la résistance et le produit est faible, ce qui limi~e
les ris4ues de degradation thermique du produit qui est directement en
contact avec la résistance.

57~
11
Le procé~é et l'appareil de chauffage selon l'invention
présentent aussi l'avantage de permettre la construction d'appareils de
chauffa~e, notamment de chaudières, compac~s. En effet, selon l'invention
on peut disposer, pour des chaudières, d'une puissance électrique d'au
05 moins 1 kW par litr~ d'encomDrement be la zone d'échange de chaudière.
La diminution du nombre et de l'encombrement des connexions
électriques, par rapport aux dispositifs de chauffage comportant un
faisceau de résistances électriques pourvues de yaines, favorise
également la compacité des appareiis de chauf~age selon l'in~ention.
Un autre avantage des appareils de chauffage objets de
l'invention, est que, de par la forme de plaque des résistances et de par
leur positionnement de fa~con telle que les vecteurs vitesses du mouvement
géneral du produit au voisinage des résistances soient tangents ou
parallèles aux faces des plaques, les pertes de charges du produit dans
l'appareil ûe chauffage sont relativement faibles. Ces pertes de charges
relativement faibles pour un appareil destiné à chauffer un produit
liquibe permettent souvent un fonctionnement en thermosiphon de
l'appareil ou à défaut une circulation assistée du liquiae, sans
nécessiter l'utilisation de moyens de pompages puissants. De plus,
lorsqu'un te1 appareil de chauffage est utilisé comme bouillèur, il
permet une section iibre de passage des bulles importante, contrairement
aux bouilleurs selon l'art antérieur.
En outre, les appareils de chauffaye selon l'invention sont de
constructions et d'entretien aisés, les problèmes d'étanchéité au niveau
~5 des gaines oes résistances étant tr~s limités.
Les avantages du procédé et de l'appareil de chauf~age selon
l'invention sont particulièrement intéressants à utiliser pour le
chauffage de iiquides diélectriques tels que les fluides caloporteurs.
Les exemples ci-après mettent en évidence les avantages du
procédé et de l'appareil de chauffage mettant en oeuvre le procédé,
objets de la présente invention, lors de diverses utilisations de
i'appareil.
Exemple I
On a réalisé une chaudière sensiblement parallélépipédique.
,
,. . i

~a5~
12
Elle est constituée d'un récipient surmonté d'un échangeur à air. Le
recipient est en tôle partiellement calorifugé pour assurer, compte-tenu
du système de régulation, un fonctionnement quasi permanent du chauffage.
Elle comporte trois resistances, reliées en série, en forme de plaque
û5 rectangulaire allongée, pliée en zigza~ selon leur longueur, et situées à
des niveaux bifférents parallèlement au fonb de la chaudière.
Les résistances sont des plaques de structure discontinue
telles que représentées figure 2, elles bissipent une puissance de 2 kW.
La chaudière est équipée de sondes de mesures de températures
placées au-dessus et au-dessous des résistances.
La chaubière, contient 30 litres de fluide caloporteur
constitué be polyphényles partiellement hydrogénés, commercialise sous le
nom de GILOTHERM TH par la Société RHONE-POULENC SPECIALITES CHIMIQUES.
Les essais ont été conduits par cnaurt`age du GILûTHERM TH
successivement : 1 000 heures à ~00 C
500 heures à 340 C
650 heurrs à 350 C.
A 300 C la chauriière fonctionnait en thermosiphon, en
convection naturelle.
A 350 C on a noté la formation progressive de produits légers
et la convection est devenue plus énergique : la chaudière fonctionnait
en bouilleur thermosiphon. Le coef~icient d'échange moyen était de
700 W/m2 C et l'écart oe ~empérature entre la surface de la résistance
et le GILOTHERM TH en ébullition de l'ordre de 24 C.
Entre chaque séquence d'essais, les résistances ont été sorties
et observées : elles ne présentent aucune trace d'encrassement.
Les analyses et les mesures des propriét.és du fluide
caloporteur mis en oeuvre dans la chauaière montrent que celui-ci n'a
subi aucune déyradation.
3~
Exernple II :
~ans la même chaubière, en utilisant une résistance de 2 kW
dissipant 40 kW/m2, on a chau~fé pendant 288 heures à 255 C, un fluide
caloporteur constitué de 26,5 ~ en poids de diphényle et 73,5 ~ en poids
d'oxyde de phényie, commerciaiisé sous le nom de GILûTHERM DO par la

57~9
Société RHONE-POULENC S~ECIALITES CHIMI4UES. Le coefficient d'échange
etait ae 2 000 KW/m C, l'écart ae température entre la résistance et
le fluiûe en ébullition était de 2û C.
ApIès cet essai la résistance a été démontée et examinée,
05 aucune trace d'encrasse!nenl n'a éte observée.
Exemple III :
On a réalisé une chaudière parallélipipédique possédant une
résistance susceptible de dissiper 25û W. On a introduit dans le
recipient de la chauaière un mélange be terphényies constitué de 12 %
d'orthoterphényle, 60 æ de métaterphényie, 28 % de paraterphényle, ayant
un p~ini be fusion firlale de 150 C, commercialisé sous le nom de
terphényles OMP par la Société RHO~E-POULENC SPECIALITES CHIMIQUES.
Après solibification et refroidissement à la température
ambiante on a réchauffé plusieurs fois le m~lange de terphenyles OMP
jusqu'à 20û C.
La fusion du mélange oe terphbnyles s'est effectuée sans
aifficulté, la résistance n'a pas été encrassée.
Exemple IV :
Gans le même aispositif on a réchauffé aisement de la
température ambiante à 240 C un mélange de polyisobutènes visqueux oe
masse molaire moyenne environ 900, commercialisé par la Société
NAPHTACHIMIE sous le nom de NAPVIS lû.
~5
~5
,
, .,

Dessin représentatif

Désolé, le dessin représentatif concernant le document de brevet no 1195719 est introuvable.

États administratifs

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Inactive : Périmé (brevet sous l'ancienne loi) date de péremption possible la plus tardive 2002-12-15
Inactive : Périmé (brevet sous l'ancienne loi) date de péremption possible la plus tardive 2002-12-15
Inactive : Renversement de l'état périmé 2002-10-23
Accordé par délivrance 1985-10-22

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Description du
Document 
Date
(aaaa-mm-jj) 
Nombre de pages   Taille de l'image (Ko) 
Abrégé 1993-06-17 1 17
Revendications 1993-06-17 3 103
Dessins 1993-06-17 1 31
Description 1993-06-17 15 628