Brevet FR2598749A1 — publié le 19871120

La présente invention concerne le chauffage et le filtrage de combustible pour moteur diesel quand il passe d'un réservoir à un moteur diesel. Si du combustible pour diesel devient trop froid, 5 des hydrocarbures de poids moléculaire élevé contenus dans ce combustible peuvent se solidifier, en bouchant ainsi un filtre à combustible au travers duquel le combustible est pompé. En conséquence différents procédés ont été proposés pour chauffer du combustible pour diesel avant qu'il atteigne le filtre. Une classe de réchauffeurs de combustible pour diesel connus comprend un réchauffeur allongé à bande de polymère conducteur à coefficient de température positif (PTC) mais la puissance de ces réchauffeurs est inférieure à ce qui est souhaitable, notamment pour des voitures et des 15 camions légers. Une autre classe de réchauffeurs connus pour combustible diesel comprend une pluralité d'éléments chauffants en céramique à coefficient de température positif (PTC) qui sont montés sur une plaque métallique mais ces réchauffeurs nécessitent des connexions multiples 20 avec les éléments chauffants individuels. On a maintenant découvert que les inconvénients des réchauffeurs connus peuvent être surmontés en utilisant un réchauffeur en feuille comprenant un élément résistif laminaire qui est composé d'un polymère conducteur, de préférence un polymère conducteur à coefficient de température positif (PTC). Les électrodes du réchauffeur sont de préférence placées sur des faces opposées de l'élément résistif de telle sorte que du courant passe dans l'élment résistif sensiblement perpendiculairement à son plan. Des électrodes particulièrement préférées sont constituées par des électrodes en forme de feuille métallique continue ( c'est-à-dire sans ouvertures), notamment des électrodes en forme de feuilles déposées électrolyiquement et analogues, comme décrit dans la demande de brevet européen n086307931.5. 35 Des réchauffeurs en polymère conducteur laminaire ont des puissances sensiblement supérieures à celles des réchauffeurs en bandes et l'efficacité de transmission de la chaleur d'un tel réchauffeur au combustible est excellente. 10 15 25 3o En outre, un réchauffeur de ce genre peut être réalisé pratiquement à n'importe quelle forme, en découpant le réchauffeur dans une grande feuille, ce qui permet d'obtenir bien plus aisément un chauffage efficace tout en restant dans les contraintes spatiales définies par la conception du système d'alimentation en combustible et de filtrage. Encutre, le réchauffeur peut être flexible de façon a pouvoir être cintré à une forme, par exemple cylindrique, qui favorise encore la transmission de la chaleur, par exemple par contrôle de la turbulence de l'écoulement de combustible. Le combustible entre de préférence en contact physique direct avec des parties électriquement conductrices du réchauffeur; cependant le contact entre le combustible pour diesel et l'élément chauffant en polymère conducteur est de préférence réduit au minimum, par exemple en utilisant un réchauffeur qui comprend un élément chauffant en polymère conducteur qui est interposé entre deux feuilles métalliques continues, par exemple en nickel, en cuivre ou en cuivre plaqué de nickel. Cependant, si cela est souhaité, une enveloppe isolante, par exemple formée d'une matière époxy, peut être placée sur les parties exposées du polymère conducteur ( ou sur tout le réchauffeur à l'exception des connexions d'alimentation en courant et/ou de mise à la masse), et cela peut être nécessaire si le polymère conducteur est un polymère susceptible d'être attaqué par du combustible pour diesel. Pour faire en sorte que le polymère conducteur résiste de façon satisfaisante à du combustible pour diesel, il est de préférence à base de fluorure de polyvinylidène, notamment de fluorure de polyvinylidène ayant une teneur maximale inférieure à 5 %, de préférence inférieure à 4 %, comme décrit dans le brevet européen n' O 074 281. Selon un aspect préfé:é, la présente invention concerne un procédé de chauffage et de filtrage de combustible pour diesel, qui consiste à: (1) chauffer du combustible pour diesel d'entrée à une température supérieure à son point de trouble en le faisant passer en contact thermique avec un réchauffeur laminaire qui est relié à une source de courant et qui comprend: (a) une première et une seconde électrode en forme de feuilles métalliques, et (b) un élément résistif laminaire qui est interposé entre les électrodes et qui est composé d'un polymère conducteur et (2) filtrer le combustible pour diesel chauffé provenant de 10 l'étape (1) . Selon un second aspect préféré, l'invention concerne un dispositif utilisable dans la mise en oratique du procédé décrit ci-dessus, notamment un dispositif approprié pour être installé entre un filtre à combustible et un système d'alimentation en combustible et qui comprend une chambre de chauffage contenant un réchauffeur électrique laminaire tel que défini ci-dessus. De préférence la chambre de chauffage comprend un tube de sortie qui passe par le milieu de la chambre de chauffage et par l'intermédiaire duquel le combustible filtré revient jusque dans le système d'alimentation en combustible de telle sorte que la chambre de chauffage a une forme annulaire et que le réchauffeur est également annulaire. L'expression " polymère conducteur " est utilisée 25 ici pour désigner une composition qui comprend un composant polymère et des particules d'une charge conductrice, dispersées ou autrement distribuées dans ce composant. De telles compositions sont bien connues. Les réchauffeurs laminaires utilisés dans la 30 présente invention ont de préférence une résistance de 0,20 à 0,75 ohm, en particulier de 0,40 à 0, 50 ohm, à la température ambiante, en augmenant d'un facteur au moins égal à 5 entre la température ambiante et 150 C. La résistivité du polymère conducteur est de préférence comprise entre 35 20 et 2000 ohms. cm, en particulier 100 à 500 ohms.cm, à la température ambiante. La surface du réchauffeur est de préférence de 19 à 65 cm2, en particulier de 30 à 65 cm2. - N 4 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au -. , j r -dessin unique annexé qui représente en vue en coupe schéma5 tique un filtre cylindrique pour combustible pour diesel conforme à l'invention, Le filtre cylindrique représenté sur le dessin comprend une partie de chauffage 1 et une partie de filtrage 2 qui sont assemblées l'une avec l'autre par "10 vissage avec interposition d'un joint d'étanchéité 3. La partie de filtrage 2 est constituée par un filtre à combustible classique comportant à sa partie supérieure un orifice d'entrée de combustible 21, à proximité de sa base un filtre à combustible 22, ainsi qu'un tube de sortie de combustible 23 par l'intermédiaire duquel sort le combustible filtré. La partie de chauffage 1 est conçue de manière à pouvoir être installée, si cela est souhaité, entre un filtre à combustible classique et les conduits d'entrée et de sortie de combustible de ce filtre classique - 20 en conséquence elle comprend un orifice d'entrée de combustible 11 placé en haut et un tube de sortie de combustible 13 qui est fixé par vissage sur le tube de sortie de - Scombustible 23 de la partie de filtrage. A l'intérieur de la partie de chauffage, il est prévu un réchauffeur annulaire 4 :25 qui comprend un élément chauffant 41 en polymère conducteur qui est interposé entre des électrodes métalliques 42 et 43. Une entretoise isolante 44 est interposée entre le réchauffeur et le tube de sortie 13. L'électrode supérieure 43 est en contact avec une borne annulaire 5 qui passe au travers d'un thermostat 6 pour être reliée à une source de courant ( non représentée), typiquement la batterie de 12- 14 volts d'un véhicule. L'électrode inférieure 42 est en contact avec uie rondelle métallique 7 qui est mise à la masse. Des écrous filetés 8 et 9 fixent l'ensemble du réchauffeur en position. Lorsque le dispositif représenté est en service, du combustible froid pour diesel pénètre par l'orifice d'entrée 11, passe sur le réchauffeur 4 et est chauffé, puis il passe par l'orifice d'entrée 21 et au travers du filtre 22 pour sortir par l'intermédiaire des tubes 23 et 13. L'Exemple suivant illustre l'invention. EXEMPLE Les ingrédients suivants ont été mélangés et extrudés sous forme d'une feuille ayant une largeur d'environ cm et une épaisseur d'environ 0,05 cm. % Vol. Fluorure de polyvinylidène (KF 1000 provenant de Kureha) 80,5 Noir de carbone (XC-72) 16,0 CaCO3 2,0 Isocyanate de triallyl 1,5 Après extrusion, la feuille a présenté une résistivité d'environ 100 ohms.cm à la température ambiante et d'environ 1000 ohms.cm à 65 C. La feuille a été irradiée avec une dose d'environ 20 Mrads et elle a été ensuite stratifiée entre des électrodes en forme de feuillE de nickel déposé par électrolyse, à une température d'environ 20 200C, de façon à obtenir un produit stratifié ayant une épaisseur d'environ 0,04 cm, dans lequel le polymère conducteur a présenté une résistivité d'environ 300 ohms.cm à la température ambiante. ON a découpé dans le produit stratifié ainsi obtenu des réchauffeurs annulaires ayant un diamètre 25 intérieur de 2;5 cm et un diamètre extérieur d'environ 6,3 cm. Les réchauffeurs, alimentés par une source de courant continu de 14 volts ont été utilisés pour chauffer du combustible pour diesel n 2 à des débits de 40 et 75 litres par heure dans un dispositif du type représenté sur le dessin et on a trouvé qu'il produisait à leurs sorties des puissances respectives de 160 et 175 watts. o '15 REVENDICATIONS 1. Procédé de filtrage de combustible pour moteur diesel lorsqu'il est pompé à partir d'une source de combustible dans laquelle celui-ci se trouve à une température inférieure à son point de trouble, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: (1) chauffer du combustible pour diesel d'entrée à une température supérieure à son point de trouble en le faisant passer en contact thermique avec un réchauffeur laminaire qui est relié à une source de courant et qui comprend: (a) une première et une seconde électrode en forme de feuilles métalliques, et (b) un élément résistif laminaire qui est interposé entre les électrodes et qui est composé d'un polymère conducteur; et (2) filtrer le combustible pour diesel chauffé provenant de l'étape (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère conducteur possède un comportement à coefficient de température positif (PTC) et contient un composant polymère qui est constitué dans l'essentiel de fluorure de polyvinylidène. 3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune des électrodes est une feuille déposée électrolytiquement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réchauffeur a la forme d'un anneau plat ou d'un À30 cylindre. 5. Dispositif pour chauffer et filtrer du combustible pour moteur diesel, caractérisé en ce qu'il comprend (1) une chambre de chauffage (1) comportant un orifice d'entrée (11) de combustible pour moteur diesel (2) à l'intérieur de la chambre de chauffage (1) un réchauffeur électrique laminaire (4) qui est agencé de manière à chauffer du combustible pour moteur diesel pénétrant par l'orifice d'entrée (11) et qui comprend (a) des première et seconde électrodes en forme de feuilles métalliques (42, 43) qui peuvent être reliées à une source de courant électrique, et (b) un élément résistif laminaire (41) qui est interposé entre les électrodes (42, 43) et qui est composé d'un polymère conducteur; (3) une chambre de filtrage (2); et (4) à l'intérieur de la chambre de filtrage (2), un filtre pour combustible pour moteur diesel qui est agencé de 10 façon à filtrer le combustible qui a été chauffé par le réchauffeur électrique (4). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément résistif laminaire (41) présente un comportement à coefficient de température positif (PTC). 7. Dispositif selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chacune des électrodes (42, 43) est une feuille déposée électrolytiquement.