Brevet FR2302482A1 — publié le 19760924

La présente invention concerne un dispositif et un appareillage permettant le chauffage d'une chaudière ou d'un générateur d'air chaud ou tout autre générateur producteur de chaleur fonctionnant habituellement au fuel, par exemple d'une chaudière de chauffage central , à partir d'un combustible constitué d'huile de récupération D'une façon générale le combustible susceptible d'être utilisé dans le cadre de l'appareillage nouveau conformément à la présente invention est constitué par des huiles de vidange de moteur, c'est-à-dire par une huile minérale formée d'hydrocarbures paraffiniques de viscosité appropriée utilisée pour la lubrification des machines et moteurs et notamment des moteurs à explosion ou combustion interne On sait que l'huile de lubrification doit etre éliminée après une période d'emploi, au cours de laquelle l'huile s'est dégradée, a perdu une partie de sa viscosité et s'est en outre chargée en particules métalliques ou autres qui la rendent impropre plus longtemps à son roule de lubrifiant Généralement ces huiles de vidange constituent des sous-produits dont la récupération n'a pas connu jusqu'à présent de débouché intéressant Dans ces conditions des quantités importantes d'huile use qui sont retirées des moteurs à chaque vidange s'accumulent et posent des problèmes de stockage et d'élimination ; ces huiles , Si elles sont rejetées dans le milieu naturel constituent une source importance de pollution On a cherché à utiliser cette huile minérale comme combustible ; en effet ces huiles constituées essentiellement d'hydrocarbures sont éminemment combustibles et peuvent donc fournir à cette occasion des calories susceptibles d'être utilisées par exemple pour le chauffage de locaux On a dà cherché à utiliser les huiles de vidange comme combustible ; toute- fois les appareillages qui ont été conçus jusqu'à présent ne paraissent pas répondre complètement à leur objet et ils n'ont pas connu un développement correspondant à l'intérêt économique de cette utilisation Les utilisateurs font surtout un mélange fuel-huile alors qu'avec ce procédé on utilise de l'huile à 100% En effet la récupération des huiles de vidange pose des problèmes difficiles étant donné la nature de ce produit qui est constitué d'un mélange comportant dans un milieu constitué par des hydrocarbures divers et à l'état plus ou moins dégradé , des particules d'eau en suspension ou à l'état d'émulsion et surtout des particules et déchets de natures diverses et notamment des particules de- métal provenant de l'usure des moteurs la présence de ces déchets et particules au sein du milieu utilisé est une source d'encrassage des appareils et notamment des brûleurs et ne permet donc pas un fonctionnement régulier et fiable des brûleurs projetant l'huile à l'état de brouillard soumis à combustion dans le foyer La présente invention vise à remédier à ces divers inconvénients et permet de réaliser un appareillage apte à être alimenté en huile de récupération, et notamment en huile de vidange de moteur, cet appareil permettant de chauffer une chaudière, par exemple une chaudière de chauffage central A cet effet l'invention concerne un dispositif pour la combustion d'une huile de récupération , notamment une huile de vidange de moteur, projetée sous forme de brouillard soumise à combustion dans le foyer d'une chaudière caractérisé en ce qu'il comporte une première enceinte alimentée en huile de récupération brute après simple filtration , cette enceinte comportant des moyens de guidage aptes à canaliser le cheminement de l'huile, ladite enceinte comportant des moyens thermiques disposés de telle façon que les moyens de guidage canalisent le cheminement de l'huile au voisinage des dits moyens d'élévation thermique, le passage de l'huile sur la source de chaleur constituée par ces moyens thermiques étant apte à provoquer une dissociation des éléments composant le mélange avec précipitation des suspensions solides et de la phase aqueuse en émulsion , la phase d'huile minérale surnageant au dessus de là phase aqueuse et des suspensions sédimentées dans le fond de la cuve, ladite cuve comportant une évacuation de la phase d'huile minérale épurée à un niveau suffisamment éloigné du fond, la cuve comportant par ailleurs une évacuation située dans le fond même et permettant l'élimination de la phase aqueuse. Selon une autre caractéristique de l'invention l'appareil comporte un brûleur conventionnel modifié et apte à projeter l'huile sous forme de brouillard dans le foyer de la chaudière, ce brûleur étant alimenté en huile minérale par un conduit relié à la pompe de mise en pression alimentée en huile provenant de la cuve de séparation, le conduit d'alimentation en huile minérale sous pression reliant le brûleur à la pompe comportant un réchauffeur constitué d'une capacité associée à une source d'élévation thermique assurant ainsi le réchauffement de l'huile minérale acheminée vers le brûleur . Selon une autre caractéristique le porte-gicleur est relié à la pompe par un circuit de retour de l'huile ce circuit de retour étant pourvu d'une vanne de fermeture sous tension Ce dispositif est utilisé notamment pour le démarrage du brûleur la circulation de l'huile étant assurée pendant une période de temps de démarrage depuis la pompe vers le brûleur en passant par le réchauffeur , l'huile étant recyclée par le circuit de retour dans la pompe pour retourner dans le premier circuit d'alimentation avec nouveau passage sur le réchauffeur On permet par ces moyens des conditions satisfaisantes de démarrage huile minérale étant alors portée à une température assurant sa fluidisation convenable et sa mise en suspension sous forme de brouillard dans la chambre de combustion . De préférence la pompe est prévue pour permettre une mise sous pression de l'huile minérale alimentant le brûleur , à une pression comprise entre 15 et 25 Kg/Cm2 Selon une autre caractéristique le brûleur est pourvu d'un gicleur projetant la nappe de gouttelettes d'huile minérale en suspension sous forme de cône creux, ce gicleur étant du type dit " à cone creux". Selon encore une caractéristique la cuve de séparation comporte un thermostat associant une sonde de prise de température å un relais commandant la mise en marche des moyens thermiques associés à ladite cuve D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation particulière présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés . La figure unique donne le schéma de principe de construction et de fonctionnement de l'appareillage prévu conformément à la présente invention L'appareil se compose d'une cuve de séparation 1 ; cette dernière est alimentée depuis un réservoir de stockage 2 par la pompe 3 avec interposition d'un filtre à peigner L'huile pénètre dans la cuve par 11 embouchure d'alimentation 5 située au sommet; l'acheminement de l'huile au sein de la cuve est canalisé par une chicane ou paroi 6 qui oblige l'huile à parcourir dans un premier temps un cheminement vertical depuis l'embouchure d'alimentation 5 jusqu'à proximité du fond. Sur ce parcours l'huile chargée d'impuretés et de particules en suspension rencontre une source de chaleur constituée par une résistance blindée 7. L'huile subit à ce moment une rapide élévation thermique et ce choc thermique au niveau de la résistance 7 provoque une dissociation physique des éléments composant le mélange; les particules d'eau s'agglomèrent et s'éliminent étant plus lourdes en rejoignant le fond par sédimentation tandis que les particules solides sont également décantées par gravité et se déposent rapidement dans le fond de la cuve où elles forment une couche 8 ; la phase aqueuse 9 pourra être éliminée par l'orifice d'évacuation 10 prévu à cet effet sur le fond 11 de la cuve C'est donc une huile minérale purifiée qui passe sous la chicane 6 et qui remplit la chambre 12 de la cuve de séparation 1 Le robinet d'évacuation 13 prélève donc une huile minérale purifiée pour l'acheminer vers la pompe 14 par le conduit 15 Un régulateur thermostatique 16 est constitué par une sonde de prise de température 17 et surveille la température du milieu constitué par l'huile minérale au sein de la chambre 12 ; le thermostat 16 par des relais et des circuits appropriés coupe l'alimentation de la résistance blindée 7 lorsque la température au sein de l'huile atteint une valeur prédéterminée de façon à éviter une élévation anormale et inutile de l'huile dans la cuve de séparation 1 On utilise par exemple pour équiper une cuve d'une capacité de 300 litres une résistance blindée 7 d'une puissance de 1 Kw, > le thermostat étant réglé pour maintenir l'huile dans la chambre 12 à une température voisine de 35". L'huile minérale est acheminée depuis la pompe rotative 14, pourvue d'un circuit de retour 18 vers le porte-gicleur 19, associé de façon conventionnelle au brûleur d'une chaudière , par exemple de chauffage central ; le conduit d'alimentation 20 amène l'huile, sous une pression de l'ordre de 18 Kg/cm2 dans la chambre 21 pourvue de moyens thermiques constitués par exemple d'une résistance électrique et formant une chambre de préchauffage ou un réchauffeur ; l'huile est amenée à une température de l'ordre de 90" correspondant à un degré de fluidité optimum en vue d'assurer sa pulvérisation dans de bonnes conditions Une vanne interruptrice 22 est disposée sur le circuit 20 entre le réchauffeur 21 et la pompe 14. Cette dernière est poursued'un gicleur du type à cone creux , en projetant ainsi la nappe de brouillard constituée par les gouttelettes d'huile minérale sous forme de jet conique creux en assurant ainsi un meilleur mélange entre les particules de combustible et le gaz comburant Depuis le porte-gicleur 19 vers la pompe 14 se trouve interposée une conduite de retour 24 pourvue de la vanne de fermeture 25 ; cette conduite permet le recyclage de l'huile minérale déjà préchauffée par passage sur le réchauffeur 21 et arrivant au porte-gicleur 19 ; cette huile peut revenir vers la pompe pour repasser à nouveau sur le réchauffeur ce qui permet d'assurer les meilleures conditions de démarrage de l'appareil A cet effet et lors du démarrage dès que la température est obtenue dans le réchauffeur 21 le moteur du brûleur se met en route entrainant la pompe 14. Au même moment la vanne 22 s' ouvre permettant la circulation de l'huile dans la tette du brûleur 19 puis le retour à la pompe 14 au travers de la vanne 25. Le jet d'huile déjà réchauffée lave le filtre de la pompe 14 et concourt au défigeage de la pompe L'excès d'huile dû à la dilatation est refoulé vers le bac par la tuyauterie 18 ce qui impose en premier l'absence d'un clapet de non-retour sur la tuyauterie 15 ; ce clapet peut être remplacé par une électrovanne quand les règlements peuvent l'imposer .Ceci nécessite en second lieu que la cuve de séparation soit en charge sur le brûleur ou au minimum à niveau Quand la phase de préréchauffage estterminée, la vanne 25 se ferme, la pression augmente dans le porte-gicleur libérant la soupape et déclenchant la pulvérisation. A l'arrêt la vanne 22 se ferme par manque de courant et la vanne 25 s'ouvre également par manque de courant Ce cheminement est classique pour les brûleurs à fuel léger ou lourd sauf en ce qui concerne le tube de retour qui a été placé entre la vanne 25 et la pompe 14 alors que dans l'équipement fuel il est situé sur le tube de retour 18. Cette simple modification permet un démarrage sans fumée et l'absence d'encrassement du filtre de la pompe 14. Le réchauffeur 21 est équipé d'une résistance elle-même associée à des moyens de régulation thermostatiques et aptes à maintenir la température de l'huile minérale conduite vers le brûleur pour alimenter le foyer à une température de l'ordre de 90". Le dispositif ainsi décrit permet d'obtenir un combustible utilisable dans les meilleures conditions d'efficacité et de rendement à partir d'un sousproduit de très faible valeur telle qu'une huile de vidange ou de récupération; le dispositif permet en effet d'alimenter une chaudière de chauffage central à partir d'une huile de vidange de moteur en éliminant les particules qui risqueraient de perturber le fonctionnement du brûleur ; ces particules sont sédimentées dans le fond de la cuve de séparation 1 elles peuvent etre retirées par exemple par nettoyage de la cuve avant ou après chaque campagne de chauffage L'appareil peut permettre l'utilisation d'huile moteur très usée ; il peut permettre également l'utilisation d'huile de lubrification ou d'huile utilisée comme liquide hydrostatique, par exemple une huile de presse. Les essais et expérimentations effectués par le demandeur ont permis de constater que l'huile ainsi traitée était complètement brûlée sans résidus ni fumée; cette huile est donc totalement éliminée sans laisser à son tour de sous-produit sous forme de fumée polluante rejetée dans l'atmosphère On soulignera donc les avantages considérables de l'invention tant sur le plan technique que sur le plan économique; cet appareil permet en effet de récupérer et d'utiliser des sous-produits d'une valeur presque nulle en économisant ainsi des quantités importantes de fuel domestique L'invention permettra donc d'équiper des chaudières conventionnelles à partir d'un appareillage simple et peu coûteux pour l'utilisation à titre de combustible d'une huile de récupération provenant par exemple des vidanges de moteurs ou généralement d'huile de lubrification usagée ; de telles installations seront particulièrement avantageuses dans les foyers ou entreprises possé dant par elles-mêmes ou à proximité un approvisionnement en huile de récupération Une utilisation toute particulière de ce dispositif consiste en l'équipement de certains générateurs d'air chaud verticaux ou horizontaux dont la flamme est axiale et dont l'équipement de combustion est composé de divers éléments d'un brûleur classique mais non assemblés entre eux et qui de ce fait ne peuvent supporter directement l'ajout d'un brûleur monobloc. Outre l'économie que ce dispositif peut permettre au plan national , comme au plan individuel , le dispositif de l'invention permet également l'élimination d'une source importante de pollution, ainsi complètement brûlée sans sousproduits eux-memes polluants REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la combustion d'une huile de récupération , notamment une huile de vidange de moteur, projetée sous forme de brouillard soumise à combustion dans le foyer d'une chaudière, caractérisé en ce qu'il comporte une première enceinte alimentée en huile de récupération brute après simple filtration, cette enceinte comportant des moyens de guidage aptes à canaliser le cheminement de l'huile, ladite enceinte comportant des moyens thermiques disposés de telle façon que les moyens de guidage canalisent le cheminement de l'huile au voisinage des dits moyens d'élévation thermique, le passage de l'huile sur la source de chaleur constituée par ces moyens thermiques étant apte à provoquer une dissociation des éléments composant le mélange avec précipitation des suspensions solides et de la phase aqueuse en émulsion, la phase d'huile minérale surnageant au dessus de la phase aqueuse et des suspensions sédimentées dans le fond de la cuve , ladite cuve comportant une évacuation de la phase d'huile minérale épurée à un niveau suffisamment éloigné du fond, la cuve comportant par ailleurs une évacuation située dans le fond même et permettant l'élimination de la phase aqueuse 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un gicleur apte à projeter l'huile sous forme de brouillard dans le foyer de la chaudière, ce gicleur étant alimenté en huile minérale par un conduit relié à la pompe de mise en pression alimentée en huile provenant de la cuve de séparation, le conduit d'alimentation en huile minérale sous pression reliant le gicleur à la pompe comportant un réchauffeur constitué d'une capacité associée à une source d'élévation thermique assurant ainsi le réchauffement de l'huile minérale acheminée vers le gicleur 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce -que le porte-gicleur est relié à la pompe par un circuit de retour de l'huile , ce circuit de retour étant pourvu d'une vanne de fermeture 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 ci-dessus , caractérisé en ce que la pompe est prévue pour permettre une mise sous pression de l'huile minérale alimentant le brûleur, à une pression comprise entre 15 et 20 Kg ,/Cm2 5 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 ci-dessus, caractérisé en ce que le brûleur est pourvu d'un gicleur projetant la nappe de gouttelettes d'huile minérale en suspension sous forme de cône creux, ce gicleur étant du type dit " à cône creux". 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 ci-dessus, caractérisé en ce que la cuve de séparation cornporte un thermostat associant une sonde de prise de température à un relais commandant la mise en marche des moyens thermiques associés à ladite cuve