Brevet FR2578262A1 — publié le 19860905

LAMPE A CARBURE DE CALCIUM POUR GENERATEUR A ACETYLENE. L'invention est relative à une lampe à carbure agencée en générateur de gaz acétylène, relié par un premier tuyau d'alimentation souple à un dispositif d'éclairage, notamment frontal à allumeur piézoélectrique, ledit générateur comprenant une enveloppe équipée - d'une chambre inférieure contenant du carbure de calcium, - d'une chambre supérieure formant un réservoir d'eau en liaison avec la chambre inférieure par un premier orifice de communication, - d'un pointeau logé dans le premier orifice de communication et coopérant avec un systeme d'ajustage extérieur pour le réglage du débit d'eau s'écoulant par gravité dans la chambre inférieure, - d'un deuxième orifice de remplissage d'eau de la chambre supérieure coopérant avec un bouchon d'obturation, - d'un troisième orifice d'échappement du gaz de la chambre inférieure vers le premier tuyau d'alimentation, - d'un quatrième orifice d'admission de l'air extérieur dans la chambre supérieure pendant l'écoulement goutte à goutte de l'eau par le premier orifice, Les lampes à carbure du genre mentionné sont utilisées -pour la spéléologie, et comportent des carters métalliques en deux parties adaptables par vissage avec interposition d'un joint d'étanchéité. Le bouchon d'obturation de l'orifice de remplissage d'eau est constitué par une tête de vis hexagonal vissé dans ledit orifice après que le plein d'eau soit effectué. La tête de vis comporte également un trou de mise à l'air constituant le quatrième orifice d'admission d'air extérieur. En position horizontale ou inclinée de la lampe, l'eau peut s'échapper par le trou de mise à l'air du bouchon d'eau.Un autre inconvénient de ces lampes de l'art antérieur est celui de leur poids, qui est important en raison de l'utilisation de récipients ou carters métalliques, L'objet de l'invention consiste à réaliser une lampe à carbure perfectionnée ayant un poids réduit, et une grande résistance mécanique. La lampe à carbure selon l'invention est caractérisée en ce que l'enveloppe est réalisée en matériau plastique, et que -la chambre inférieure contient un piston mobile coopérant avec une paroi fixe pour définir un volume pistonnable d'expansion susceptible de compenser l'augmentation de volume du mélange eau et carbure, L'utilisation d'une enveloppe en matériau plastique rend la lampe plus légère, et l'augmentation de volume du mélange eau et carbure, au lieu d'être encaissée directement par l'enveloppe, est prise en compte par le volume pistonnable d'expansion à l'intérieur de la chambre inférieure. Il n'y a aucun risque d'éclatement de l'enveloppe. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe présente une forme cylindrique comprenant une paroi intermédiaire fixe de subdivision de la chambre inférieure et de la chambre supérieure, ladite paroi étant traversée par le premier orifice de communication et le troisième orifice d'échappement; la base de l'enveloppe est dotée d'une ouverture circulaire délimitée par un rebord fileté sur lequel peut être adapté par vissage un fond amovible autorisant l'accès à la chambre inférieure pour le remplissage de carbure de calcium, Il en résulte que le remplissage de carbure dans la chambre inférieure s'effectue par le fond de l'enveloppe. Selon unecaractéristique de l'invention, le volume pistonnable d'expansion se trouve sensiblement dans la zone médiane de l'enveloppe entre le piston et ladite paroi intermédiaire, la face du piston orientée vers ladite paroi porte un ressort de compression susceptible de venir en engagement avec un élément de filtrage qui filtre le gaz acétylène s'échappant à travers le troisième orifice de ia paroi. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système d'ajustage du pointeau est formé par une tige rotative B s'étendant verticalement à l'intérieur de la chambre supérieure en traversant à étanchéité une ouverture du couvercle. Le couvercle de l'enveloppe est équipé d'une tubulure commune autorisant un raccordement coaxial du premier tuyau d'alimentation de gaz acétylène, et d'un deuxième tuyau en communication avec le quatrième orifice d'admission de l'air extérieur, le diamètre du deuxième tuyau coaxial étant supérieur à celui du premier tuyau. Le quatrième orifice d'admission de l'air extérieur dans la chambre supérieure est formé par des cannelures ménagées dans la tubulure de raccordementîet assurant la communication entre la chambre et l'espace annulaire de mise à l'air entre les premier et deuxième tuyaux coaxiaux. D'autres avantages et caractériistiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé dans lequel: - la Figure 1 est une vue en coupe verticale d'une lampe à carbure selon l'invention - la Figure 2 représente une vue partielle en élévation de la partie supérieure de la lampe montrant le dispositif de réglage du pointeau et le bouchon de remplissage d'eau - la Figure 3 montre une vue en plan de la lampe selon la Fig.l ; - la Figure 4 est une vue identique à celle de la Fig.3, montrant le couvercle nu sans les accessoires de commande et de raccordement. Sur les figures, une lampe à carbure 10 sert de générateur de gaz acétylène relié par un tuyau d'alimentation 12 souple à un dispositif d'éclairage équipé d'un allumeur piézoélectrique (non représenté). La lampe à carbure 10 est constituée par une enveloppe 14 cylindrique en matériau plastique subdivisée par une paroi intermédiaire 16 fixe en deux chambres élémentaires 18,20 superposées. La chambre supérieure 20 forme un réservoir d'eau communiquant avec la chambre inférieure 18 par un orifice 22 ménagé dans la paroi intermédiaire 16. Un pointeau 24 de réglage du débit d'eau est logé dans l'orifice 22, et peut être ajusté au moyen d'une tige 26 verticale traversant à étanchéité une ouverture 27 du couvercle 28.Un ressort de compression 30 est enfilé coaxialement sur le bout extérieur de la tige 26 dans une tubulure 32 du couvercle 28, en prenant appui sur un épaulement 34 de la tige 26 d'ajustage. La rotation de la tige 26 au moyen d'un bouton de réglage 36 extérieur permet de régler le débit d'eau qui s'écoule par gravité vers la chambre inférieure 18. La base de l'enveloppe 14 est dotée d'une ouverture 37 circulaire délimitée par un rebord 38 fileté sur lequel peut être adapté par vissage un fond 40 amovible formé par une douille à vis. L'enlèvement du fond 40 autorise l'accès à la chambre inférieure 18 pour le remplissage de carbure de calcium. Un joint 42 d'étanchéité est logé dans une rainure annulaire extérieure du rebord 38 entre le fond 40 et la base de l'enveloppe 14 pour assurer l'obturation étanche de la chambre inférieure 18. Une barrette 44 de séparation s'étend verticalement le long de la surface latérale interne de la chambre inférieure 18 pour constituer un canal 46 d'amenée d'eau entre l'orifice 22 de la paroi 16 et la base de la chambre 18. La barrette 44 peut être percée par une pluralité de trous de passage de l'eau vers l'intérieur de la chambre 18. Le mélange de l'eau avec le carbure de calcium engendre le gaz acétylène qui s'accumule dans le haut de la chambre 18, 48 L'évacuation de l'acétylène s'effectue par un conduit d'échappement traversant verticalement la chambre supérieure 20 en se raccordant à un orifice d'échappement 50 agencé dans la paroi intermédiaire 16 et en communication avec la chambre inférieure 18.A l'opposé de l'orifice 50, le conduit d'échappement 48 est relié au tuyau d'alimentation 12 souple extérieur par l'intermédiaire d'un embout 52 de traversée emmanché verticalement dans une tubulure 54 de raccordement solidaire du couvercle 28. La chambre supérieure 20 communique avec l'extérieur par un orifice d'admission 56- autorisant l'entrée de l'air dans la chambre 20 pendant l'écoulement goutte à goutte de l'eau par l'orifice 22 et le canal 46. L'orifice d'admission 56 est situé au niveau du couvercle 28 et est formé par des cannelures 58 ou saignées ménagées dans la tubulure 54 de raccordement (Fig.4). Le diamètre extérieur de l'embout 52 correspond au diamètre intérieur de la tubulure de raccordement 54. Un deuxième tuyau 60 extérieur est enfilé coaxialement sur le tuyau 12 interne d'alimentation en acétylène en se raccordant sur l'extérieur de la tubulure 54.Le diamètre interne du deuxième tuyau 60 est identique au diamètre extérieur de la tubulure 54, et l'espace annulaire 62 ménagé entre les deux tuyaux 60,12 coaxiaux est rempli d'air et se trouve en communication avec la chambre supérieure 20 par les cannelures 58 de l'orifice d'admission 56, A l'intérieur de la chambre inférieure 18, se trouve un piston 64 libre motté avec Jeu radial par rapport à la surface latérale, La face du piston 64 orientée vers le fond 40 est plane, tandis que la face opposée dirigée vers la paroi intermédiaire 16 porte un ressort 66 de compression. Le piston 64 est relié au fond 40 amovible par un lien 68 souple, notamment une cordelette ou un cabale dont la longueur est au moins égale à la hauteur de la chambre inférieure 18.Un élément de filtrage 70 repose contre la paroi 16 dans le haut de la chambre 18, et ne laisse passer que le gaz acétylène par l'orifice d'échappement 50. Le cQuvercle 28 est équipé d'un- orifice 72 de remplissage d'eau coopérant avec un bouchon 74 rotatif d'obturation (Fig.2 à 4), Le bouchon 74 est constitué par un disque 75 monté à rotation sur un pivot 73 dans un logement 76 circulaire du couvercle 28, le disque 75 étant susceptible d'occuper quatre positions angulaires prédéterminées décalées à angle droit l'une de l'autre. Le disque 75 porte deux entrées 78,80 de remplissage d'eau diamétralement opposées et coopérant avec un flasque 82 fixe prenant appui sur l'épaulement 34 de la tige 26 d'ajustage du pointeau 24.Le flasque 82 est solidarisé d'autre part au pivot 73 par une vis de fixation 84 et s'étend parallèlement au couvercle-28. Un ressort de compression 86 monté coaxialement sur le pivot 73 est intercalé entre le flasque 84 et le disque 75 pour solliciter cé dernier en engagement contre le couvercle 28. Lorsque l'une des entrées 78,80 du disque 75 tournant se trouve en coincidence avec l'orifice 72 du couvercle 28, la chambre supérieure 20 peut alors être remplie d'eau. L'entrée 80 comprend avantageusement un tamis 88 de filtrage destiné à filtrer les impuretés ou autres corps en suspension dans l'eau, notamment du sable. Le couvercle 28 est pourvu d'un anneau 90 pour l'accrochage de la lampe à carbure 10 à une ceinture ou baudrier d'un spéléologue. Les deux tuyaux 12,60 coaxiaux sont en plastique souple armé par une tresse en fibre résistante. Le fonctionnement et la mise en oeuvre de la lampe à carbure 10 selon l'invention découlent de la description précédente. La préparation de la lampe 10 s'effectue en deux phases successives autorisant une autonomie de plusieurs heures de fonctionnement. La première phase Consiste à remplir la chambre inférieure 18 de carbure de calcium après enlèvement du fond 40 amovible, et basculement vers le bas de l'enveloppe 14. Le ressort 66 du piston 64 prend appui sur la paroi 16 avec interposition de l'élément de filtrage 70 de manière à ménager un volume auxiliaire 92 d'expansion entre le piston 64 et la paroi 16 intermédiaire. Le volume restant de la chambre 18 entre le piston 64 et l'ouverture 37 du rebord 38 contient le carbure de calcium. Le fond 40 est ensuite vissé sur le rebord 38 pour obturer hermétiquement la chambre inférieure 18. La deuxième phase de remplissage d'eau de la chambre supérieure 20 s'opère après retournement de l'enveloppe 14 dans sa position normale, L'eau est introduite dans la chambre 20 par le bouchon rotatif 74 en position d'ouverture dans laquelle l'entrée 78 du disque 75 est positionnée sur l'orifice 72 du couvercle 28 (Fig.3). Lorsque le plein du réservoir d'eau est effectué, le bouchon rotatif 74 est actionné on position de fermeture (en pointillé sur Fig.3) par pivotement de 90 degrés du disque 76 rotatif. La présence du flasque 82 fixe permet de rendre imperdable la tige a6 d'ajustage du pointeau 24, et d'interdire l'accôs des deux entrées 78,60. L'action du ressort 86 du bouchon rotatif 74 provoque l'obturation automatique de l'orifice de remplissage 72. Le fonctionnement de la lampe à carbure 10 nécessite l'ouverture par le pointeau 24 de l'orifice 22 de communication entre les deux chambres 18,20. L'écoulement goutte à goutte de l'eau dans le canal 46 provoque une réaction avec le carbure de calcium dans la partie basse de la chambre 18. Il en résulte un dégagement de gaz acétylène qui s'accumule dans la partie haute de la chambre 18, notamment dans le volume d'expansion 92 après passage par le Jeu radial entre le piston 64 et la surface latérale cylindrique. L'échappement vertical vers le haut du gaz s'opère par l'orifice 50 et le conduit 48 vers le tube 12 d'alimentation du dispositif d'éclairage, Le volume du gaz acétylène dépend du débit d'eau qui s'écoule dans le canal 46 en fonction de la position du pointeau 24. Le réglage de ce dernier intervient manuellement au moyen du bouton 38 rotation de la tige d'ajustage 26. L'écoulement de l'eau dans la chambre inférieure 18 et le mélange wu et carbure de calcium provoquent une augzontation de volume entre le piston 64 et le fond 40. I1 en résulte une compression du piston 64 A l'encontre de la force du ressort 66, et une diminution du volume auxiliaire 92 d'expansion. L'orifice d'admission 56 autorise l'entrée d'air dans la chambre supérieure 20 lorsque le niveau d'eau diminue, La présence du deuxiès'e tuyau 60 coaxial sur la tubulure 54 de racconixent permet la anXpulation de l'enveloppe 14 dans toutes les positions autres que -verticale, notamment inclinée ou horizontale, sans perte d'eau vers l'extérieur. L'eau qui s'est écoulée par les cannelures 58 en position horizontale de la lampe 10, reste prisonnière dans l'espace annulaire 62 entre les deux tuyaux 12,60 coaxiaux, et retombe automatiquement par gravité dans la chambre supérieure 20 en position verticale de la lampe 10. La longueur du deuxième tuyau 60 est telle que le point de mise à l'air de l'espace 62 se trouve toujours à un niveau supérieur A celui de la chambre 20 indépendam- ment de la position de l'utilisateur. Après usage de la lampe 10, l'utilisateur vide l'eau de la chambre supérieure 20. L'enlèvement du fond 40 provoque le retrait du piston 64 grâce au lien 68, et l'évacuation automatique du reste du carbure. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit précédemment, mais s'étend à toute autre variante restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1, Lampe à carbure agencée en générateur de gaz acétylène, relié par un premier tuyau (12) d'alimentation souple à un dispositif d'éclairage, notamment frontal à allumeur piézoélectrique, ledit générateur comprenant une enveloppe (14) équipée - d'une chambre inférieure (18) contenant du carbure de calcium, - d'une chambre supérieure (20) formant un réservoir d'eau en liaison avec la chambre inférieure (18) par un premier orifice (22) de communication, - d'un pointeau (24) logé dans le premier orifice (22) de communication et coopérant avec un système d'ajustage extérieur pour le réglage du débit d'eau s'écoulant par gravité dans la chambre inférieure (18), - d'un deuxième orifice (72) de remplissage d'eau de la chambre supérieure (20) coopérant avec un bouchon d'obturation (74), - d'un troisième orifice (50)d'échappement du gaz de la chambre inférieure (18) vers le premier tuyau (12) d'alimentation, - d'un quatrième orifice (56) d'admission de l'air extérieur dans la chambre supérieure (20) pendant l'écoulement goutte à goutte de l'eau par le premier orifice (22), caractérisée en ce que l'enveloppe (14) est réalisée en matériau plastique et que la chambre inférieure (18) contient un piston (64) mobile coopérant avec une paroi fixe pour définir un volume (92) pistonnable d'expansion susceptible de compenser l'augmentation de volume du mélange eau et carbure. 2, Lampe à carbure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston (64) mobile est agencé pour autoriser le passage du gaz acétylène vers le troisième orifice (50) d'échappement, et que l'une des faces du piston (64) est associée à un ressort (66) prenant appui sur ladite paroi fixe, la compression du ressort 66 par le déplacement du piston 64 provoquant une diminution du volume (92) pistonnable. 3. Lampe à carbure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'enveloppe 14 présente une forme cylindrique comprenant une paroi inter médiaire (16) fixe de subdivision de la chambre inférieure (18) et de la chambre supérieure (20), ladite paroi (16) étant traversée par le premier orifice de communication 22 et le troisième orifice d'échappement 50, et que la base de l'enveloppe 14 est dotée d'une ouverture 37 circulaire délimitée par un rebord 38 fileté sur lequel peut être adapté par vissage un fond 40 amovible autorisant l'accès à la chambre inférieure 18 pour le remplissage de carbure de calcium. 4. Lampe à carbure.aelon la revendication 3, caractérisée en ce que le volume (92) pistonnable d'expansion se trouve sensiblement dans la zone médiane de l'enveloppe (14) entre le piston (64) et ladite paroi intermédiaire (16) et que la face du piston orientée vers ladite paroi 16 porte un ressort de compression 66 susceptible de venir en engagement avec un élément de filtrage 70 qui filtre le gaz acétylène s'échappant à travers le troisième orifice 50 de la paroi 16. 5. Lampe à carbure selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le système d'ajustage du pointeau (24) est formé par une tige (26) rotative s'étendant verticalement à l'intérieur de la chambre supérieure (20) en traversant à étanchéité une ouverture (27) du couvercle (28), et que la rotation de la tige (26) s'opère au moyen d'un bouton de réglage (36) extérieur, freiné par un ressort (30). 6. Lampe à carbure selon la revendication 3,4 ou 5, caractérisée en ce que le bouchon d'obturation (74) du deuxième orifice 72 de remplissage d'eau de la chambre supérieure (20) est rotatif autour d'un pivot 73 fixe du couvercle 28, et qu'un ressort de compression 86 est enfilé sur le pivot 73 pour provoquer l'obturation automatique du deuxième orifice 72 de remplissage en position de fermeture du bouchon 74. 7. Lampe à carbure selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le couvercle (28) de l'enveloppe (14) est équipé d'une tubulure (54) commune autorisant un raccordement coaxial du premier tuyau (12) d'alimentation de gaz acétylène, et d'un deuxième tuyau (60) en communication avec le quatrième orifice 56 d'admission de l'air extérieur, le diamètre du deuxième tuyau (60) coaxial étant supérieur à celui du premier tuyau (12). 8. Lampe à carbure selon la revendication 7, caractérisé en ce que le quatrième orifice (56) d'admission de l'air extérieur dans la chambre supérieure (20) est formé par des cannelures 58 ménagées dans la tubulure (54) de raccordement et assurant la communication entre la chambre (20) et l'espace annulaire (62) de mise à l'air entre les premier et deuxième tuyaux (12,60) coaxiaux. 9. Lampe à carbure selon la revendication 8, caractérisée en ce que le troisième orifice (50) de la paroi intermédiaire (16) est relié au premier tuyau (12) par un conduit d'échappement (48) traversant verticalement la chambre supérieure (20) et coopérant à embottement avec un embout (52) emmanché dans la tubulure (54) de raccordement. 10. Lampe à carbure selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisée en ce qu'une barrette (44) de séparation s'étend verticalement le long de la surface latérale interne de la chambre inférieure (18) pour constituer un canal (46) d'amenée d'eau entre le premier orifice (22) de communication de la paroi (16) intermédiaire et la base de la chambre inférieure (18).