Brevet FR2422111A1 — publié le 19791102

Dans les lieux où le gaz de ville n'est pas distribué, les appareils de combustion à usage ménager, principalement pour la cuisson des aliments, utilisent le plus souvent comme combustibles des gaz liquéfiés tels que le propane et surtout le butane. Cette pratique a l'inconvénient d'exiger pour le renouvellement des réserves de gaz liquéfié une manutention relativement difficile, du fait qu'il faut utiliser des bonbonnes en tôle épaisse capable de résister à la pression élevée à laquelle elles sont soumises. De plus, ltaugmentation importante du prix des gaz liquéfiés d'origine pétrolière se répercute sur le colt d'utilisation de ces combustibles. Ces inconvénients n'ont pas pour autant favorisé le développement des appareils de combustion utilisant un combustible liquide qui, comme l'alcool,n'est pas tributaire du pétrole et qui, en bien des régions, peut être produit dans des conditions économiques attrayantes. La raison en est que les appareils de combustion connus, qu'ils soient alimentés par gravité, par capillarité ou par pression, présentent dans leur emploi certaines incommodités. C'est ainsi que dans les appareils à alimentation par pression le réservoir est muni d'une valve à travers laquelle il est nécessaire, au moyen d'une pompe, d'insuffler de l'air, cette opération devant être renouvelée lorsque le niveau du combustible baisse dans le réservoir et que la pression devient de ce fait insuffisante.Ainsi ces appareils ne permettent pas un allumage instantané, par le seul effet de l'ouverture d'un robinet et de la présentation d'une flamme, et n'assurent pas davantage le maintien d'une pression d'alimentation constante. Le but de l'invention est de proposer un nouveau procédé pour mettre sous pression constante le combustible liquide contenu dans le réservoir d'un appareil de combustion comportant un ou plusieurs brûleurs qui peuvent eAtre alimentés en combustible liquide au moyen d'un tube plongeur par l'intermédiaire d'un robinet, qui soit exempt des inconvénients précités. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on soumet le combustible liquide contenu dans le réservoir à la pression d'un gaz, ou d'une vapeur, provenant d'un gaz liquéfié. En utilisant la pression ainsi créée et maintenue, et ce à la manière des propulseurs d'aérosols, il est possible d'allumer instantanément-le ou les brdleurs et de les alimenter à pression constante, sans aucune manoeuvre à effectuer avant la vidange complète du réservoir. le combustible liquide, qui est de préférence un alcool léger tel que é1hanol, méthanol, isopropanol, etc., est facile à transporter et à stocker dans des emballages-et des réservoirs sans pression. Seul le gaz liquéfié, servant de propulseur, et qui peut être lui-même combustible, nécessite un condi tionnement particulier qui résiste à la pression, dont le colt est toutefois acceptable du fait que la quantité de gaz liquéfié à utiliser avec un réservoir rempli représente une fraction faible du volume de ce réservoir. le gaz liquéfié assurant la mise en pression du combustible liquide peut être un pentane, un butane, un propane, ou un mélange de ces gaz, et entre injecté dans le haut du réservoir à partir d'une cartouche analogue à celle qu'on utilise pour le remplissage des briquets à gaz, c'est-à-dire sous la forme d'un liquide qui peut se vaporiser progressivement en entraînant le combustible à l'état nébulisé I1 est également possible d'associer à un ou plusieurs appareils de combustion une bouteille de C02 liquide branchée en permanence, avec interposition d'un détendeur et d'une soupape de sûreté, sur le haut du réservoir de l'appareil ou de chaque appareil.Dans ce cas, ce n'est pas un gaz liquéfié mais un gaz qui est introduit dans le réservoir, par l'intermédiaire du détendeur, qui, lorsque le robinet d'alimentation est ouvert, provoque lui aussi un processus de nébulisation du combustible et qui, étant réglé pour une pression à l'aval constante, compense automatiquement, mais de façon discontinue, la chute de pression due à la consommation progressive par le ou les brçileurs du combustible. La contrainte que représente l'utilisation d'une bouteille de C02 liquéfié est tout à fait acceptable car la consommation de gaz carbonique, pour chaque mise en charge d'un réservoir, est très faible.On peut admettre en effet qu'l kg de gaz carbonique liquide permet d'effectuer 200 fois la mise en pression d'un réservoir contenant 2 litres de combustible. la présence de C02 dans le volume supérieur d'un réservoir a comme autre avantage de supprimer tout risque d'explosion; elle n'a pas d'inconvénient en ce qui concerne la facilité d'allumage. L'invention a également pour objet un appareil de combustion comprenant un réservoir à combustible liquide dans lequel un tube plongeur est relié par l'in- termédiaire d'un robinet à un ou plusieurs brGleurs, caractérisé en ce que la paroi du réservoir comporte un orifice pour l'admission dans le réservoir d'un gaz liquéfié ou d'un gaz sous pression provenant de la détente d'un gaz liquéfié. le mode d'utilisation est très simple. le réservoir étant supposé initialement vide, on commence par introduire le combustible liquide puis, après fermeture de l'orifice de remplissage, on injecte par l'orifice la quantité nécessaire de gaz liquéfié, éventuellement contenu dans une cartouche prévue à cet effet, ou de gaz sous pression provenant de la détente d'un gaz liquéfié. L'appareil est alors prebt à fonctionner en donnant les mêmes commodités d'emploi que les appareils dont le combustible est exclusivement un gaz liquéfié. On peut utiliser, suivant les conditions économiques locales et moyennant un réglage approprié, le combustible le plus avantageux. la nébulisation du liquide éventuellement additionné d'une fraction de gaz combustible permet un allumage instantané et donne une flamme puissante et régulière. le robinet, d'un type approprié, assure le réglage. On comprendra mieux l'objet de l'invention en se reportant aux dessins ci joints, qui sont uniquement donnés à titre d'exenple, dans lesquels - la fig. 1 est une vue en-coupe d'un réservoir contenant un combustible liquide mis sous pression par du gaz carbonique; - la fig. 2 est une vue en coupe d'une variante de réservoir dont le plongeur est relié à un brûleur; - la fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du robinet qui, à la figure 2, commande l'alimentation du brûleur d'un appareil de cuisson. le réservoir 1, représenté à la figure 1, a une forme grossièrement sphérique, avec un fond bombé 2, dont la convexité est tournée vers le bas et qui est soudé sur sa périphérie à une ceinture cylindrique 3 dont la section termi- nale 4 définit un plan d'appui. Ce réservoir est fait d'une toile pouvant résister à la pression de service maximale résultant de la présence dans la partie haute srrmontant le niveau du combustible liquide C, qui est par exemple de l'alcool, d'un gaz G dont la pression est supérieure à la pression atmosphérique et qui, dans l'exemple représenté, est du gaz carbonique. Dans le fond 2 du réservoir est disposée une bonde de vidange étanche 5, qui peut servir à éliminer périodiquement les résidus éventuellement accumulés à la base du réservoir. Ia calotte supérieure la du réservoir comporte une tubulure d'alimentation 6, pour l'introduction du combustible liquide, munie d'un bouchon 7 qui, par pression sur le joint 8 assure l'étanchéité. Un tube plongeur 9, normalement relié à un brûleur, non représenté à la figure 1, ou à tout autre organe d'utilisation, traverse une tubulure centrale 11 de la calotte la, qui comporte de plus un raccord 12 sur lequel est branchée l'extrémité 13 d'un tuyau métallique 14 dont l'autre extrémité 16 est reliée au raccord terminal 17 d'une tubulure de sortie 18 d'une bouteille 19 de C02 liquide. Entre les extrémités du tuyau métallique 14 est monté un détendeur 21 muni luimeAme d'une soupape de sécurité 22.Sur la face amont du détendeur, la pression P, qui est celle du gaz dans la bouteille 19, est constante pour une température donnée. Sur la face aval, la pression réglable: 2 créée par le détendeur est celle que lion veut faire régner dans le réservoir de combustible 1 pour assurer une alimentation régulière du ou des brssleurs. Elle varie suivant le type de brGleur et la nature du combustible. le rôle de la soupape 22 est d'éviter toute surpression dans le réservoir en cas de fuite au détendeur. La référence 10 désigne un clapet de retenue monté dans le raccord 12. A la figure 2 le réservoir 1 comporte un col 23 sur lequel est vissée extérieurement la jupe inférieure d'une bague 24 dont un rebord interne 26 vient serrer un anneau d'étanchéité 27 appliqué sur la section terminale du col. Sur le rebord 26 est appuyé, par l'intermédiaire d'une rondelle d'étanchéité 25, la collerette supérieure 28 d'une cuvette centrale 29 dont le fond 31 présente un embout cylindrique 32 emmanché dans l'extrémité haute du plongeur 9 et traversé par un alésage 33 qui fait cormuniquer le plongeur avec la cavité cylindrique intérieure de la cuvette 29 dans laquelle peut se déplacer un obturateur 3X, de forme générale cylindrique, espacé de la paroi de la cuvette par un canal annulaire 36.Dans la position de fermeture du robinet la surface active 37, de forme tronconique, de l'obturateur est appliquée sous l'action d'un ressort 38 au contact d'un siège de soupape fixe 39, qui fait partie d'un anneau 40 serré au contact de la collerette 28 de la cuvette par une rondelle métallique 41 retenue à l'extrémité libre d'un prolongement cylindrique 42 de la bague 24,grâce à un épaulement 43 formé à cette extrémité. La rondelle de serrage 41 presse également une partie 44 de l'anneau 40 en contact glissant étanche avec la partie cylindrique supérieure 46 de l'obturateur 34. Sur la surface externe 47 du prolongement 42 de la bague 24 est vissé un manchon 48 muni d'une manette 49 et d'une toile 51 qui prend appui à contact glissant sur un épaulement 52 de l'obturateur. Un brtleur à induction 53, a' venturi 50, est solidaire du manchon 48, Dans l'exemple de la figure 2, la pression à effet propulseur est essen tellement créée par la phase vapeur V d'un gaz liquéfié GL mélange au combustion ble C et dont la pression de vapeur est supérieure à la pression atmosphérique. Lorsque, à partir de la position fermée de la figure 1, on tourne le manchon 48 dans le sens convenable à l'aide de la manette 49, la toile 51 appuie vers le bas sur l'obturateur 29 qui, en s'abaissant, écarte du siège 39 la sur- face active 37 et crée un passage 54 (fig. 3) pour le liquide qui, sous l'effet de la pression de la vapeur ir, s'élève dans le tube 9 et pénètre dans le canal annulaire 36.Le combustible, après avoir franchi le passage 54 et le canal radial 55 de l'obturateur, débouche dans le canal axial 57 de ce dernier dtun volume plus grand. I1 se divise en très fines gouttelettes et se trouve éjecté avec force hors du canal 57, pénètre dans le brûleur 53 et, par l'effet d'induction dans le venturi 50 du brGleur, entraine de l'air par les orifices 58 de la zone de base du brûleur. Un mélange homogène de combustible nébulisé et d'air s'échappe par les trous 59 prévus sur la couronne supérieure du brtleur et il peut être enflammé et produire de la chaleur, pour la cuisson d'aliments, selon l'exemple représenté.La manette de réglage 49 permet de moduler le débit et, par conséquent, la puissance de chauffage ou d'éclairage. Dans exemple de la figure 2, la tubulure 6 pour le remplissage du réservoir en combustible liquide est munie d'un bouchon 61 dans lequel est formé un orifice 62 qui forme l'entrée de la cavité interne 63 d'un boiter cylindrique 64 contenant une valve à bille 66 et à ressort 67 pour l'introduction à travers les orifices 68 du gaz liquéfié GL de mise en pression, au moyen d'une cartouche 6a, par exemple de butane, de type classique, dont la valve, non représentée, s'ouvre au contact du bouchon 61. L'orifice d'accès 62 peut être obturé au moyen d'un bouchon auxiliaire 71. le remplissage en combustible pourrait également se faire par la tubulure 23 sur laquelle est monté le brûleur qui devrait être, dans ce cas, facilement démontable. I1 est évidemment possible, de manière analogue à ce qui est représenté à la figure 1, de prévoir des tubulures d' dmission distinctes pour le combustible et pour le gaz liquéfié propulseur. Grfice à l'action du gaz G (fig. 1) ou de la vapeur V (fig. 2), la totalité du combustible liquide peut être utilisée sans aucune manipulation, contrairement aux dispositifs où une pression d'air est engendrée par une pompe. Dans le cas où le propulseur est du CO2, le dé tendeur 21 maintient automatiquement une pression constante dans le réservoir. le même avantage est obtenu avec du gaz liquéfié, dont la tension de vapeur est, pour une même température, constante. Dans les deux cas le débit de combustible est donc constant. le brGleur, ou chaque brGleur, car on peut construire des appareils composés de plusieurs brûleurs branchés sur un même réservoir, peut être adapté, non seulement pour la cuisson d'aliments, comme le brûleur 53 de la figure 2, mais encore dans tout autre cas où l'on a besoin d ' une source de chaleur intense et réglable : appareils de chauffage, sources lumineuses par passage de gaz chauds au travers d'un manchon à incandescence, alimentation d'un réfrigérateur à absorption, alimentation d'un séchoir à gaz chauds, etc. Le combustible C peut entre un alcool purifié ou non, hydraté ou non, une essence de pétrole et pratiquement n'importe quel liquide combustible à faible viscosité, car une viscosité trop forte rendrait la dispersion difficile. Dans l'exemple de la figure 2, le gaz liquéfié GL pourrait ne pas être miscible au combustible, auquel cas il y aurait deux phases liquides au lieu d'une. - - REvEZiDICATIGNS - 1 - Procédé pour mettre sous pression le combustible liquide contenu dans le réservoir dlun appareil de combustion comportant un ou plusieurs brûleurs qui peuvent être alimentés en combustible liquide au moyen d'un tube plongeur par l'intermédiaire d'un robinet, caractérisé en ce qu'on soumet le combustible liquide contenu dans le réservoir à la pression constante d'un gaz, ou d'une vapeur, provenant d'un gaz liquéfié. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est un gaz lui-mee combustible, tel que butane, propane, pentane. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pression constante est celle de la phase gazeuse d'un gaz liquéfié introduit directement dans le réservoir. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz liquéfié provient d'une cartouche (69) munie d'une valve distributrice. 5 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression constante est celle d'un gaz introduit dans le réservoir et provenant de la détente d'un gaz liquéfié contenu dans un réceptacle extérieur au réservoir. 6 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le gaz liquéfié provient dlune bouteille, ou réceptacle analogue, équipée d'un détendeur (21). 7 - Procédé suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est du C02, 8 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le combustible liquide est un alcool léger, tel que éthanol, méthanol, isopro Fanol, etc. 9 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le combustible liquide est un dérivé du pétrole. 10 - Appareil de combustion pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à o, comprenant un réservoir à combustible liquide dans lequel un tube plongeur est relié par l'intermédiaire d'un robinet à un ou plusieurs brûleurs, caractérisé en ce que la paroi du réservoir comporte un orifice pcur l'admission, dans le réservoir, d'un gaz liquéfié bu d'un gaz sous pression provenant de la détente d'un gaz liquéfié, pour assurer la fonction de propul- seur. 11 - Appareil suivant la revendication 10, dont le réservoir comporte dans sa paroi supérieure, pour le remplissage du réservoir en liquide combustible, un orifice qui peut être fermé par un bouchon amovible, caractérisé en ce que l'cri~ fice de remplissage (6) est indépendant de l'orifice d'admission du gaz (12). 12 - Appareil suivant la revendication 10, dont le réservoir comporte dans sa paroi supérieure, pour le remplissage du réservoir en liquide combustible, un orifice qui peut être fermé par un bouchon amovible, caractérisé en ce que l'orifice d'admission du gaz (62) est formé dans le bouchon (61) prévu pour la fermeture de l'orifice de remplissage (6). 13 - Appareil suivant l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'orifice d'admission du gaz (62) peut, lui aussi, eAtre obturé par un bouchon amovible (71). 14 - Appareil suivant l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'unie valve (66, 67) ou un clapet de retenue (10) est monté dans l'orifice d'admission du gaz (62, 12). 15 - Appareil suivant l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que le brEleur ou chaque brûleur (53) est adapté pour être alimenté en combustible nébulisé à allumage instantané.