Brevet FR2713313A1 — publié le 19950609

La présente invention concerne un briquet à flamme colorée présentant un réservoir apte à contenir un liquide combustible et au moins un agent de coloration mélangé à ce liquide pour donner une couleur particulière à la flamme. On connaît deux manières de colorer la flamme d'un briquet. Une première façon consiste à pulvériser sur la flamme un agent de coloration, par exemple une espèce métallique dissoute dans une solution alcoolique, celle-ci étant contenue dans un réservoir spécifique distinct de celui contenant le liquide combustible. Une deuxième façon consiste à mélanger directement l'agent de coloration au liquide combustible servant à produire la flamme du briquet. Ce procédé est plus délicat à mettre en oeuvre que le précédent, notamment si l'on veut utiliser comme liquide combustible un liquide volatile inflammable stocké sous pression, car il faut assurer à la fois un parfait mélange de l'agent de coloration dans le liquide volatile inflammable utilisé et l'entraînement correct et régulier de l'agent de coloration à l'extérieur du briquet, en évitant en particulier une dissociation prématurée du mélange lors de sa détente, susceptible d'entraîner des problèmes d'encrassement du brûleur ou de coloration irrégulière de la flamme. La présente invention a pour objet un nouveau briquet permettant d'utiliser, pour colorer la flamme, un agent de coloration mélangé à un liquide volatile inflammable stocké sous pression dans un même réservoir que l'agent de coloration. Selon une première caractéristique de l'invention, le briquet comprend un filtre poreux apte à détendre le mélange inflammable envoyé à l'extérieur au moins partiellement à l'état liquide pour y brûler et des moyens pour alimenter ledit filtre poreux avec ledit mélange à l'état liquide. De préférence, au moins un capillaire est disposé en série avec le filtre poreux L'utilisation d'un filtre poreux alimenté avec le mélange inflammable à l'état liquide, et de préférence associé avec au moins un capillaire, permet d'amener le mélange au moins partiellement à l'état liquide à l'extérieur du réservoir et permet ainsi d'éviter les problèmes précités en assurant un entrainement correct de l'agent de coloration à l'extérieur du réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, de quatre exemples non limitatifs de réalisation de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un briquet conforme à une première réalisation de l'invention, - les figures 2A, 2B et 2C montrent isolément certains éléments constitutifs du briquet représenté sur la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un briquet conforme à une deuxième réalisation de l'invention, - les figures 4A, 4B, 4C et 4D montrent isolément certains éléments constitutifs dii briquet représenté sur la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un briquet conforme à une troisième réalisation de l'invention, - les figures 6A à 6F montrent isolément certains éléments constitutifs du briquet représenté sur la figure 5, et - la figure 7 est une vue en coupe axiale d'un briquet conforme à une quatrième réalisation de l'invention. Les quatre briquets 100, 300, 500 et 700 conformes à l'invention représentés respectivement sur les figures 1, 3, 5 et 7 présentent tous le même réservoir 10, contenant un mélange inflammable L stocké sous pression, constitué dans le cas présent par 30 % en masse de butane liquéfié et 70 % d'une solution à 40 g/l d'acide orthoborique dans du méthanol. Ce mélange est destiné à donner à la flamme une couleur verte, mais l'on peut bien entendu choisir, en fonction de la couleur à donner à la flamme, une composition différente. On peut notamment employer d'autres agents de coloration et d'autres liquides volatiles inflammables, notamment d'autres solutions alcooliques de sels métalliques mélangées à d'autres alcanes, dans des proportions telles que le mélange forme une seule phase liquide (solution alcoolique et alcane dans des proportions telles qu'ils sont entièrement miscibles l'un dans l'autre). Le réservoir 10 est formé par la réunion d'un corps inférieur de réservoir 11, symétrique de révolution autour d'un axe de symétrie X, ouvert à sa partie supérieure, et d'un corps supérieur de réservoir 12 également symétrique de révolution autour du même axe, vissé sur le corps inférieur 11. Un joint torique 13 s'interpose radialement entre le corps supérieur 12 et le corps inférieur 11 pour assurer la fermeture étanche du réservoir 10. On peut bien entendu modifier la forme du réservoir 10 sans sortir du cadre de la présente invention, et utiliser par exemple un réservoir 10 monobloc venu de moulage. Le corps supérieur 12 du réservoir 10 est traversé par un taraudage 12f centré sur l'axe X, destiné au montage d'une pièce formant brûleur référencée respectivement 130, 330 et 530 pour les briquets représentés sur les figures 1, 3 et 5. Le taraudage 12f débouche sur un lamage 1 2g à son extrémité opposée au réservoir 10. La pièce formant brûleur 130, représentée isolément sur la figure 2B, présente une forme généralement symétrique de révolution autour d'un axe Y coïncidant avec l'axe X lorsque la pièce 130 vient en prise avec le taraudage 12f au moyen d'un filetage s'étendant sur une partie 131 de sa longueur, à partir de sa face frontale inférieure 130a, et débouchant dans le réservoir 10. La pièce 130 présente une collerette 132 destinée à venir axialement en butée dans le fond du lamage 1 2g et, au-dessus de la collerette 132, une collerette 137 de moindre rayon qu'elle, définissant, avec un épaulement 139 prolongeant axialement la collerette 132 à l'opposé de la face frontale inférieure 130a, un évidement annulaire 133 pour recevoir un joint torique d'étanchéité 150, destiné à assurer une fermeture étanche du brûleur comme cela sera précisé dans la suite. La pièce 130 présente au-dessus de la collerette 137 une partie supérieure 135 cylindrique. La pièce 130 est traversée sur sa longueur selon l'axe Y par un canal longitudinal 134 destiné à recevoir un capillaire 110. Ce canal longitudinal 134 débouche sur la face frontale supérieure 130b, plane et perpendiculaire à l'axe Y, de la pièce 130 pour alimenter avec du mélange inflammable L prélevé au fond du réservoir 10 un filtre poreux 160 rapporté sur la face frontale 130b. Le filtre poreux 160 est constitué dans l'exemple décrit par une pastille en céramique 160 collée sur la face frontale supérieure 130b. Cette pastille en céramique 160 présente une forme cylindrique de révolution autour de l'axe Y, délimitée axialement par deux faces frontales planes et perpendiculaires à l'axe Y et prolonge la surface cylindrique externe de la partie supérieure 135. La pastille en céramique 160 est alimentée en mélange L par l'intermédiaire du capillaire 110, rectiligne et s'étendant selon l'axe X, dont l'extrémité inférieure 1 10a située légèrement au-dessus du fond 11g du réservoir 10 reste immergée dans le mélange L jusqu'au quasi-épuisement de ce dernier. Le capillaire 110 s'etend dans le canal 134 traversant la pièce 130 et son extrémité supérieure 110b se situe immédiatement sous la pastille en céramique 160. Le capillaire 110 est maintenu axialement dans le canal 134 au moyen d'une goutte de colle 120 disposée dans un renfoncement cylindrique 138 ménagé sur la face frontale inférieure 130a de la pièce 130. Dans l'exemple décrit, le capillaire 110 est un tube en cuivre, la pastille en céramique 160 présente une hauteur, mesurée selon l'axe Y comprise entre 1 et 5 mm et un diamètre égal à 5 mm. Lorsque le briquet n'est pas utilisé, un bouchon 140 couvre la surface de la pastille en céramique 160 exposée à l'air libre pour éviter le départ du mélange L Ce bouchon 140, représenté isolément sur la figure 2A, est étagé intérieurement, vient s'ajuster étroitement sur la pastille en céramique 160 2t la partie supérieure 135 de la pièce 130, et serre de façon étanche le joint 150, comme représenté sur la figure 1. La collerette 132 de la pièce 130 présente sur sa face frontale supérieure deux évidements 136, représentés en vue de dessus selon la flèche II sur la figure 2C, diamétralement opposés et destinés à l'engagement de saillies complémentaires d'un outil de vissage de la pièce 130 dans le taraudage 12f. La pièce 130 est de préférence en métal pour résister à la chaleur de la flamme. Le remplissage du réservoir 10 s'effectue, dans l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit comme dans les trois autres qui vont suivre, en commençant par remplir l'intérieur du corps inférieur 1 1 avec la solution alcoolique, puis le corps supérieur 12 étant vissé, en injectant sous pression du butane liquide dans le réservoir 10 au moyen d'un dispositif de remplissage connu en lui-même et représenté très schématiquement. Ce dernier comprend une buse 20 communiquant avec l'intérieur du réservoir 10 et un clapet anti-retour 30, alimenté lors du remplissage par un tuyau 40 en butane sous pression. Après remplissage, le tuyau 40 peut être déconnecté, le clapet 30 s'opposant au départ du mélange L contenu dans le réservoir 10. Dans cette première réalisation de l'invention, le filtre poreux 160 est alimenté en mélange inflammable au moyen d'un capillaire 110. Ce dernier permet d'une part, en raison de la perte de charge du mélange le parcourant, d'alimenter le filtre avec une pression plus faible que celle régnant à l'intérieur du réservoir et d'autre part il évite une dissociation prématurée du mélange circulant à l'intérieur, en maintenant le butane à l'état liquide. La pièce 330 équipant le briquet 300, et représentée isolément sur la figure 4B, présente une forme généralement symétrique de révolution autour d'un axe Y' coïncidant, lorsque la pièce 330 est vissée dans le taraudage 12f, avec l'axe X. La pièce 330 est filetée sur une partie 331 de sa longueur pour le montage dans le taraudage 12f, et présente une collerette 332 destinée à venir axialement en butée dans le fond du lamage 12g avec interposition d'une rondelle d'étanchéité 14. Cette collerette 332 présente, sur sa face frontale supérieure, deux évidements 336 diamétralement opposés, représentés en vue de dessus selon la flèche IV sur la figure 4C, pour l'engagement de saillies complémentaires d'un outil de vissage, non représenté, de la pièce 130 dans le taraudage 12f. La collerette 332 est prolongée axialement, du côté opposé à la partie filetée 331, par un épaulernent 339 définissant avec une deuxième collerette 337 un évidement annulaire 333 pour le montage d'un joint torique d'étanchéité 350. La pièce 330 présente une face frontale supérieure 330b plane et perpendiculaire à l'axe Y', et entre celle-ci et la collerette 337, une partie cylindrique 335. La pièce 330 est alésée intérieurement depuis sa face frontale inférieure 330a pour former un logement cylindrique 330c destiné à recevoir un filtre poreux 360 et des moyens de montage et d'alimentation en mélange inflammable L de celui-ci, comme cela sera précisé dans la suite. Le fond du logement 330c se situe axialement au niveau de la collerette 332, et communique avec l'extérieur du briquet par un canal 334 s'étendant selon l'axe Y' et débouchant à son extrémité supérieure sur la face frontale 330b. La pièce 330 présente une partie filetée 338 s'étendant axialement entre l'extrémité inférieure de la partie filetée 331 et la face frontale inférieure 330a, faisant saillie à l'intérieur du réservoir 10, et servant au montage d'une tige 310 d'alimentation en mélange inflammable L du filtre poreux 360. La tige 310 se présente dans l'exemple décrit sous la forme d'un corps généralement cylindrique de révolution autour de l'axe X, taraudé à son extrémité supérieure pour s'engager par vissage sur la partie filetée 338. Cette dernière présente bien entendu un diamètre inférieur à celui de la partie filetée 331 pour permettre l'introduction de la pièce 330 dans le taraudage 12f. La longueur de la tige 310 est choisie de façon à ce que sa face frontale inférieure 3 10a ménage avec le fond llg du réservoir 10 un espace permettant à l'extrémité inférieure 312 d'un canal longitudinal 311 ménagé dans la tige 310 de communiquer avec l'intérieur du réservoir 10. Le canal longitudinal 311, s'étendant selon l'axe X, présente un diamètre suffisamment grand pour opposer une perte de charge réduite au mélange le parcourant et débouche à son extrémité supérieure 313 dans le fond du taraudage 314 recevant la pièce 330. Le filtre poreux 360 est maintenu à l'intérieur du logement 330c entre un support inférieur 390 et un support supérieur 370 présentant tous deux une surface radialement externe cylindrique, s'ajustant étroitement sur la surface cylindrique du logement 330c. Le support inférieur 390 est délimité axialement par deux faces frontales s'appliquant respectivement contre le fond du taraudage 338 contre le filtre poreux 360, et il est traversé selon l'axe X par un canal 391. Le support supérieur 370, représenté isolément sur la figure 4D, présente une face frontale inférieure 372 plane et perpendiculaire à l'axe X, destinée à repcser sur le filtre poreux 360, et un logement conique 371, ouvert sur la face frontale supérieure 373 du support 370. La section du logement 371 se rétrécit en éloignement de la face frontale supérieure 373 et le fond du logement 371 débouche par un perçage 374 sur la face frontale inférieure 372. Le filtre poreux 360 se présente sous la forme d'une pastille en céramique, analogue à la pastille 160 précédemment décrite, cylindrique de révolution autour de l'axe X, de diamètre inférieur au diamètre du logement 330c mais supérieur au diamètre du canal longitudinal 312. Elle est délimitée axialement par deux faces frontales planes et perpendiculaires à l'axe X, s'appliquant respectivement sur les supports inférieur 390 et supérieur 370. Un cône de support 381 est engagé dans le logement 371, et présente une forme complémentaire à ce dernier. Ce cône 381 est traversé selon l'axe X par un capillaire 380 rectiligne, dont l'extrémité inférieure se situe dans le perçage 374 immédiatement au-dessus du filtre poreux 360 et dont l'extrémité supérieure débouche sur la face frontale supérieure 330b de la pièce 330. L'empilement constitué par le support inférieur 390, le filtre poreux 360, le support supérieur 370 et le cône de support 381 est immobilisé axialement entre le fond du logement 330c et le fond du taraudage 314 par vissage de la tige 310 sur la partie filetée 338. Un bouchon 340 de forme semblable au bouchon 140 précédemment décrit évite au mélange L de s'échapper lorsque le briquet n'est pas utilisé. Lorsque ce bouchon 340 est enlevé, le mélange L monte, sous l'effet de la pression du gaz situé au-dessus du niveau du mélange L dans le réservoir 10, dans le canal 311 de la tige 310 et le canal 391 du support inférieur, est détendu à la traversée du filtre poreux 360, et quitte sous forme au moins partiellement liquide, avec une faible surpression, l'extrémité supérieure du capillaire 380 pour brûler lorsqu'allumé par tout moyen d'allumage connu en soi et non représenté. La pièce 530 formant brûleur, équipant le briquet 500, présente une forme généralement symétrique de révolution autour d'un axe Y' coïncidant, lorsque la pièce 530 est montée sur le corps supérieur 12, avec l'axe X. Cette pièce est filetée sur une partie 531 de sa longueur, depuis sa face frontale inférieure 530a, pour se visser dans le taraudage 12f, et présente une collerette 532 destinée à venir axialement en butée dans le fond du lamage 12g, avec interposition d'une rondelle d'étanchéité 14. La partie de la pièce 530 s'étendant au-dessus de la collerette 532 est identique à la partie de la pièce 330 s'étendant au-dessus de la collerette 332 et ne sera pas décrite à nouveau. La pièce 530 présente inférieurement un logement 530c conique, débouchant sur la face frontale inférieure 530a, et dont la section se rétrécit en éloignement de celle. Un canal longitudinal 534 traverse selon l'axe Yw la pièce 530 depuis sa face frontale supérieure 530b jusqu'au fond du logement 530c. La longueur de la partie filetée 531 est supérieure à celle du taraudage 12f de sorte que la pièce 530 fait saillie intérieurement dans le réservoir 10, pour le montage d'un capillaire 510. Plus particulièrement, le montage du capillaire 510 s'effectue au moyen d'un premier cône de support 555, partiellement inséré dans le logement 530c. Ce cône 555 est maintenu en place par vissage d'une bague de retenue 550 sur la partie filetée 531 de la pièce 530 et présente à sa partie inférieure une section supérieure à la section d'ouverture du logement 530c, de sorte que l'on peut assurer un serrage étanche du cône dans le logement 530c par vissage de la bague 550. Cette dernière présente deux renfoncements 551 diamétralement opposés, destinés à recevoir des saillies complémentaires d'un outil de vissage. Le cône de support 555 est traversé par le capillaire 510, s'étendant au-dessus du cône 555 jusqu'à la face frontale supérieure 530b dans le canal longitudinal 534, et sous le cône 555, à travers un perçage 552 de la bague 550, jusqu'à proximité d'un filtre poreux 560. Ce dernier est maintenu en place à proximité du fond du réservoir 10 par un support 520 fixé par sa face frontale inférieure au fond 1 1 g du réservoir 10. Le filtre poreux est reçu dans un logement interne 521, cylindrique de révolution autour d'un axe Z, coïncidant lorsque le support est mis en place dans le réservoir 10 avec l'axe X, et le filtre 560 est maintenu axialement en appui contre le fond du logement 521 par une bague 522 s'interposant axialement entre le filtre poreux 560 et le fond llg du réservoir 10. La bague 522 présente des canaux radiaux 522a diamétralement opposés, comme représenté en vue de dessous sur la figure 6D, et le support 520 est ajouré radialement de manière à permettre au mélange L d'atteindre l'intérieur de la bague 522 et la face frontale inférieure du filtre poreux 560. Ce dernier se présente comme dans la réalisation précédente sous la forme d'une pastille en céramique, cylindrique de révolution. Le support 520 présente supérieurement un logement 523, conique, débouchant sur sa face frontale supérieure 520b. La section du logement 523 se rétrécit en rapprochement de la face frontale inférieure 5 20a et le fond du logement 523 communique par un perçage 524 avec le fond du logement 521. Un cône de support 556 est partiellement inséré dans le logement 523 pour maintenir en place la partie inférieure du capillaire 510. Ce cône 556 présente à sa partie supérieure une section supérieure à la section d'ouverture du logement 523 de sorte que sa face frontale supérieure fait saillie au-dessus de la face frontale supérieure du support 520. Le cône 556 peut alors être serré dans le logement 523 par vissage d'une bague identique à la bague 550 précédemment décrite, sur un filetage externe 527 du support 520. En l'absence du fonctionnement du briquet 500, l'extrémité supérieure de la pièce 530 est coiffée par un bouchon 540 identique au bouchon 340 précédemment décrit. Le filtre poreux 560, situé à proximité du fond du réservoir, reste immergé et imprégné par le mélange L jusqu'au quasi-épuisement de celui-ci. Lors du fonctionnement du briquet, le mélange L traverse les passages radiaux 522a de la bague 522 et les ajours du support 520, est détendu par la traversée du filtre poreux 560 et pénètre dans l'extrémité inférieure du capillaire 510 pour déboucher à son extrémité supérieure à l'extérieur du briquet 500, partiellement sous forme liquide. Le briquet 700 représenté sur la figure 7 diffère du briquet 300 représenté sur la figure 3 par le fait que la tige 310 et le support inférieur 390 sont supprimés, la tige 310 étant remplacée par un capillaire 710, maintenu par un cône 755 identique au cône 555 précédemment décrit, partiellement engagé dans un support 770 identique au support 370 mais monté à l'envers de celui-ci dans le logement 330c, le nouvel assemblage étant retenu axialement dans le logement 330c par vissage d'une bague 750 identique à la bague 550. L'extrémité inférieure 71 0a du capillaire 710 débouche à proximité du fond du réservoir 10, pour prélever du mélange L jusqu'au quasi-épuisement de ce dernier. Finalement, l'invention permet d'utiliser pour colorer la flamme d'un briquet un agent de coloration mélangé à un liquide volatile inflammable stocké sous pression, grâce à l'emploi d'un filtre poreux pour détendre le mélange envoyé, au moins partiellement à l'état liquide, c'est-àdire sous la forme d'une mixture gaz-liquide, à l'extérieur du réservoir pour y brûler. Ce filtre poreux est alimenté par le mélange à l'état liquide et sous pression, de préférence par des moyens formant conduit prélevant le liquide dans le fond du réservoir comme on vient de le décrire. L'utilisation d'un capillaire en amont du filtre poreux permet avantageusement d'ajouter une perte de charge supplémentaire et de diminuer la pression du mélange L arrivant sur le filtre poreux. On place dans ce cas le filtre poreux de préférence au-dessus du niveau du mélange L dans le réservoir, lorsque le briquet est dans sa position normale d'utilisation, c'est-à-dire avec l'axe X vertical, comme représenté sur les figures 1, 3 et 7. Dans le cas de la réalisation de la figure 5, le filtre poreux est constamment immergé dans le mélange. L'utilisation, dans les réalisations des figures 3, 5 et 7 d'un capillaire en aval du filtre poreux permet d'ajouter une perte de charge supplémentaire. On évite, dans la réalisation de la figure 7, avec deux capillaires placés respectivement en amont et en aval du filtre, l'apparition d'une pression différentielle trop élevée de part et d'autre de ce dernier. On peut remplacer, sans sortir du cadre de l'invention, les bouchons décrits, utilisés pour éviter la sortie du mélange L, par tout dispositif de vanne connu employé sur les briquets à gaz. Les moyens d'allumage, qui n'ont pas été décrits pour des raisons de clarté de l'exposé, sont connus en eux-mêmes, et constitués par exemple par une pierre d'allumage ou un étinceleur. Les capillaires utilisés dans les exemples de réalisation décrits présentent un diamètre intérieur de 0,25 mm. On peut naturellement modifier ce diamètre pour ajuster le débit du mélange à toute valeur souhaitée. Les pastilles de céramique décrites présentent avantageusement une porosité comprise entre 1 et 10 ,am, la porosité étant ici définie comme étant la taille minimale des particules, contenues dans un liquide qui traverserait la céramique, qui seraient retenues par cette dernière. Cette porosité est suffisamment élevée pour ne pas filtrer l'agent de coloration utilisé et suffisamment faible pour que la traversée du filtre poreux s'accompagne d'une perte de charge suffisante pour détendre convenablement le mélange. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. On peut notamment remplacer les pastilles en céramique décrites par des filtres poreux en matière plastique frittée, en métaux ou oxydes frittés et l'on peut également modifier la géométrie des filtres poreux décrits. REVENDICATIONS 1/ Briquet à flamme colorée présentant un réservoir (10) apte à contenir un mélange sous pression d'un agent de coloration et d'un liquide volatile inflammable, caractérisé en ce que le briquet comprend un filtre poreux apte à détendre le mélange envoyé à l'extérieur du réservoir, au moins partiellement à l'état liquide, pour y brûler et des moyens pour alimenter avec du mélange, à l'état liquide, le filtre poreux 2/ Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un capillaire est disposé en série avec ledit filtre poreux. 3/ Briquet selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens formant conduit pour prélever le liquide alimentant le filtre poreux dans le fond du réservoir. 4/ Briquet selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens formant conduit comportent un capillaire (110; 510; 710). 5/ Briquet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le filtre poreux (160; 360) est situé au-dessus du niveau du mélange dans le réservoir. 6/ Briquet selon la revendication 5, caractérisé en ce que le filtre poreux (160) présente une surface à l'air libre, au moins lors du fonctionnement du briquet. 7/ Briquet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre poreux (560) est normalement immergé dans le mélange du réservoir. 8/ Briquet selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un capillaire (380 ; 510) pour envoyer le mélange à l'extérieur du réservoir après traversée du filtre poreux (360; 560). 9/ Briquet selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le filtre poreux est en céramique. 10/ Briquet selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le filtre poreux est constitué dans un matériau choisi dans la liste suivante : matière plastique frittée, métaux frittés, oxydes frittés. 11/ Briquet selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la porosité du filtre poreux est comprise entre 1 et 10 rm, de préférence voisine de 1 rm. 12/ Briquet selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit mélange comprend au moins un alcane liquéfié et une solution d'une espèce métallique dans un alcool.