Brevet FR2476271A1 — publié le 19810821

L'invention se rapporte à un appareil de vaporisation destiné à la production de vapeur d'un liquide. Il existe un appareil de production de fumée de défense contre les agressions à main armée dans lequel un tube capillaire dans lequel passe un liquide devant dégager de la fumée par chauffage forme un enroulement autour d'un élément chauffant. Cet appareil a cependant l'inconvénient que l'élément chauffant doit être en permanence sous tension en service d'attente pour que le temps de réponse jusqu'au dégagement de fumée soit très bref et que néanmoins ce temps de réponse est trop long. Par ailleurs, ce service d'attente est relativement coûteux, incommode et peu fiable. Lorsque le courant du réseau est utilisé en source d'énergie pour ce service d'attente, il suffit d'enlever les fusibles, de provoquer un court-circuit ou d'intervenir d'une manière analogue pour mettre hors service de façon relativement simple un appareil fonctionnant de cette manière.Lorsque, par contre, une batterie d'accumulateur est utilisée pour le service d'attente, la consommation continue d'énergie par l'élément chauffant exige un accumulateur grand, lourd et coûteux qui doit, néanmoins, être rechargé en permanence ou échangé. L'invention a pour objet un appareil de vaporisation qui n'a pas les inconvénients mentionnés, c'est-à-dire qui est immédiatement prêt à entrer en service, et donc ne doit pas être en service d'attente, dont la structure et l'entretien sont simples et qui peut être mis en service sans grandes difficultés indépendamment du réseau. Selon une particularité essentielle de l'appareil de vaporisation conforme à l'invention, il comprend au moins un tube conformé en élément chauffant électrique à résistance qui communique avec l'atmosphère ambiante ainsi qu'un circuit de commande de l'arrivée du liquide à vaporiser dans ce tube. Selon un mode de réalisation avantageux permettant un chauffage très rapide du tube conformé en élément chauffant électrique à résistance, ce dernier est en matériau dont la résistance électrique croit d'une valeur initiale faible à une valeur élevée après branchement. Il est avan tageux que le tube conformé en élément chauffant électrique à résistance consiste en un tube capillaire de cuivre de 4 à 8 m, de préférence d'environ 6 m de longueur et dont le diamètre intérieur est de 1 à 3 mm, de préférence de 2 mm, son diamètre extérieur étant supérieur d'environ 2 mm. Il est nécessaire d'envoyer un courant initial très élevé dans l'élément chauffant lors de l'enclenchement de l'appareil pour obtenir très rapidement l'effet souhaité. Lorsqu'une source de courant alternatif est utilisée pour le -.branchement de l'élément chauffant à résistancie, il est avan tageux de prévoir un interrupteur à passage par zéro qui connecte cet élément chauffant à la source correspondante lors du passage par zéro de l'onde sinusoldale du courant alternatif. Il est par ailleurs avantageux de raccorder le tube conformé-en élément-chauffant électrique à résistance à un réservoir sous pression contenant le liquide à vaporiser et de monter un circuit mettant sous pression le liquide a' vaporiser se trouvant dans ce réservoir, la pression étant de préférence comprise entre 5 et 10.105 Pa. Il est avantageux que le réservoir sous pression contienne également un agent propulseur, par exemple du CO2, afin de réduire l'encombrement à un minimum. L'invention a par ailleurs pour objet une appli cation de l'appareil de vaporisation pour la production de fumée. Il est avantageux, dans ce cas, que le liquide devant être vaporisé soit une huile degageant de la fumée, et consiste de préférence en un mélange d'huile de paraffine et de glycérine. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limi tatifs et sur lesquels - la figure 1 est une coupe transversale schéma tique d'un premier exemple de réalisation d'un appareil de production de fumée ; - la figure la représente schématiquement et à échelle agrandie la partie de la figure l qui est entourée d'un cercle - la figure 2 est une coupe transversale d'une variante de réalisation d'un appareil de production de fumée ; - la figure 2a est une représentation schématique à échelle agrandie de la partie de la figure 2 qui est entourée d'un cercle ; et - les figures 3 et 4 représentent un exemple de forme de réalisation d'un séparateur d'huile. La figure 1 représente une bouteille 1 remplie d'un gaz propulseur sous pression, par exemple de CO2, qu'un conduit 2 sur lequel est monté une électrovanne 3 fait communiquer avec un réservoir fermé 4 qui est étanche à la pression. Le réservoir est destiné à contenir et à emmagasiner un mélange 5 d'huile dégageant de la fumée, par exemple de paraffine et de glycérine, destiné à produire une fumée utilisée par exemple en moyen de défense contre les attaques à main armée de terroristes. Un tuyau 6 sortant du réservoir 4 est raccordé à une buse mélangeuse 7 de l'huile dégageant de la fumée et du CO2, cette buse étant équipée d'un clapet de retenue. Le tube 8 raccordé à cette buse et ayant environ 6 m de longueur consiste en un enroulement bifilaire de tube de cuivre ayant un diamètre intérieur de l à 2 mm et un diamètre extérieur d'environ 4 mm, ce tube constituant également un élément chauffant électrique à résistance dont les différentes spires sont isolées électriquement les unes des autres. L'ensemble du tube 8 conformé en élément chauffant électrique à résistance est enveloppé extérieurement d'une isolation thermique 9 et relié au tuyau 6 par un raccord 15 isolant de l'électricité. L'extrémité du tube 8 qui est à l'opposé du réservoir 4 débouche dans une tuyère d'éjection 10. La tension de chauffage U est appliquée par deux fils électriques ll et 12 connectés directement aux extrémités du tube 8 formant un enroulement bifilaire et conformé en élément chauffant électrique à résistance et donc le liquide 5 refoulé dans ce tube 8 subit un chauffage direct. Ainsi, la réponse est presque immédiate pour la production de fumée. Le tube de cuivre utilisé 8 a tout d'abord une faible résistance électrique lors du branchement du courant de chauffage, cette résistance augmentant avec l'élévation du chauffage du conducteur tubulaire 8, et donc celui-ci peut subir un chauffage extrêmement rapide. En pratique, lorsque la tension appliquée U = 12 volts, le courant passant par le tube 8 peut atteindre 500 ampères. Lors de la mise en service de ce générateur de fumée, circuit électrique convenable (non représenté) met sous tension le tube 8 conformé en élément chauffant électrique à résistance et ouvre l'électrovanne 3 avec un retard d'environ 2 à 3 secondes de manière à produire une pression d'environ 5 à 10.105 Pa à l'intérieur du réservoir 4 au moyen du CO2 provenant de la bouteille sous pression 1 > cette pression refoulant l'huile destinée à dégager la fumée par le tuyau 6 dans le tube 8. Lorsque la source d'énergie utilisée est un courant alternatif,-il est préférable d'utiliser un interrupteur à passage par zéro qui ne connecte l'élément chauffant 8 à la source d'énergie qu'au passage par zéro de l'onde sinusoidale du courant alternatif. Il est bien entendu possible aussi de supprimer la bouteille sous pression 1, de la manière représentée dans le mode de réalisation de la figure 2 t et d'utiliser le réservoir'4 également en réservoir de gaz propulseur, l'électrovanne de commande 3 devant alors être montée dans le tuyau de sortie 6. Les autres éléments sont identiques à ceux de l'exemple de réalisation de la figure 1. Le liquide 5 que contient le réservoir 4 peut par ailleurs être additionné par exemple d'un vomitif, d'un agent dégageant un gaz lacrymogène ou d'un agent ayant une odeur de citron. L'extrémité de sortie du tube 8 ainsi que la tuyère d'éjection 10 sont de préférence conformées et/ou disposées de manière qu'il ne se produise aucune condensation de la fumée passant par ces éléments. L'enroulement bifilaire du tube 8 conformé en élément chauffant électrique à résistance a une puissance de chauffage beaucoup plus élevée qu'un enroulement hélicoïdal simple. Les deux éléments de l'enroulement bifilaire sont de préférence isolés électriquement l'un de l'autre en étant en bonne conduction thermique l'un avec l'autre de manière qu'en service l'extrémité 13 qui est très chaude transmette sa chaleur à l'entrée 14 du tube qui est refroidie par le liquide qui se vaporise. Surtout au début du fonctionnement du générateur de fumée la température optimale de fonctionnement à l'extrémité de sortie de l'enroulement de chauffage bifilaire 8 est atteinte selon les circonstances seulement plusieurs secondes après le début. L'huile de fumée sortante possède à l'extrémité de l'enroulement de chauffage bifilaire 8 une vitesse de sortie élevée et ne s'évapore donc complètement que lorsque la température de fonctionnement correcte de l'enroulement de chauffage est atteinte. Pour pallier cet inconvénient de la phase de début, c'est-à-dire pour éviter éventuellement un dépôt d'huile non désiré dans un espace fermé sur toutes les surfaces, il est approprié de disposer à la sortie du générateur de fumée un séparateur d'huile 17 illustré aux figures 3 et 4. Dans la phase de démarrage, les particules d'huile et de fumée à grosses molécules sont alors automatiquement séparées dans la partie de siphon 22, et parviennent depuis celui-ci jusque dans le verre collecteur 18 par l'intermédiaire de l'orifice d'écoulement 19. Dans la portion d'extrémité 21, se trouvant du côté de décharge, du canal traversant 17 en forme de siphon, on prévoit de plus un filtre fin 20 pour séparer les gouttes dépassant une dimension minimale prédéterminée du gaz de fumée circulant. Ce filtre fin 20 se trouve reculé d'environ 1 cm à partir de l'orifice de sortie 23 pour dériver dans tous les cas contre le siphon 22 les gouttes qui se déposent sur la partie interne de la portion d'extrémité 21. Le côté inférieur plat de la partie d'extrémité 21, pour favoriser ce processus,est disposé comme 'le montre la figure 4 de façon à se trouver incliné vers le bas contre la partie siphon 22, et le bord inférieur de l'orifice de sortie 23 comporte additionnellement une plaque 24 de protection contre les gouttes. Pour obtenir des rendements de fumée très élevés, il est approprié de monter un ou plusieurs ventilateurs parallèlement par rapport au courant de fumée, pour accélérer la sortie de la fumée produite, hors du canal de passage 17. REVENDICATIONS 1. - Appareil de vaporisation d'un liquide, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tube (8) communiquant avec l'atmosphère extérieure et conformé en élément chauffant électrique à résistance, ainsi qu'un circuit (1, 2, 3) de commande de l'arrivée du liquide à vaporiser dans ce tube (8). 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube (8) conformé en élément chauffant électrique à résistance est en matériau dont la résistance électrique croit après mise sous tension. 3. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube (8) conformé en élément chauffant électrique à résistance consiste en un tube capillaire de cuivre de 4 à 8 m, de préférence d'environ 6 m de longueur, et d'un diamètre interne de 1 à 3 mm, de préférence d'environ 2 mm, son diamètre extérieur étant supérieur d'environ 2 mm à ce diamètre intérieur. 4. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une source de tension de 12 volts, destinée à envoyer un courant de 300 à 500 ampères dans l'élément chauffant (8). '5. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur à passage par zéro de branchement de l'élément chauffant à résistance (8) à une source de courant alternatif, cet interrupteur connectant l'élément chauffant électrique à résistance (8) à la source correspondante de courant alternatif lors du passage par zéro de l'onde sinusoldale du courant alternatif. 6. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la sortie du tube (8) conformé en élément chauffant électrique à résistance est dimensionné et/ou conformé de manière qu'aucune condensation du liquide devant être vaporisé ne se produise jusqu'à la sortie de ce tube. 7. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé'en ce que le tube (8) conformé en élément chauffant électrique à résistance communique avec un réservoir sous pression (4) du liquide à vaporiser et un circuit (1, 2, 3) est destiné à mettre le liquide à vaporiser que contient ce réservoir (4) sous une pression qui est de préférence de 5 à 10.105 Pa. 8. - Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le réservoir est également destiné à contenir un agent propulseur, par exemple du CO2. 9. - Appareil selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisé en ce que le tube (8) conformé en élément chauffant électrique à résistance est enroulé en hélice et entouré d'une isolation thermique (9). 10. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tube (8) conformé en élément chauffant électrique à résistance est en forme d'enroulement bifilaire. 11. - Application de l'appareil de vaporisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la production de fumée. 12. - Application selon la revendication 11, caractérisée en ce que le liquide à vaporiser qui est utilisé est une huile dégageant de la fumée, de préférence un mélange de paraffine et de glycérine. 13.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que du côté de la sortie du tuyau est disposé un canal de passage (17) en forme de siphon qui , à son endroit le plus bas, est pourvu d'une ouverture de décharge (19) débouchant dans un récipient collecteur (18). 14.- Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le canal de passage (17) en forme de siphon comporte sur sa sortie un filtre fin (20) pour séparer les gouttes dépassant une certaine grosseur minimale du fluide en circulation. 15.- Appareil selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la portion d'extrémité (21) du côté de la sortie du canal de passage est inclinée vers le bas contre la partie de siphon (22).