Brevet FR2770621A1 — publié le 19990507

DESCRIPTION La présente invention concerne un appareil autonome économiseur de fioul réducteur des gaz polluants, s'adaptant à tous brûleurs à huile existants sur le marché, quelque soit la puissance calorifique de ceux-ci. La facilité d'installation de cet appareil et sa parfaite sécurité de marche doivent faire de ce régulateur de viscosité et densité, l'appareil indispensable pour économiser tous combustibles tel que le Fioul domestique, mazout et autres combustibles moins nobles telles que les huiles imbrûlées et autres. De réduire de façon très sensible la pollution due aux gaz d'échappement des cheminées de chaudières. Pour arriver de façon parfaite aux deux buts fixés par l'appareil, un préchauffage efficace des combustibles est nécessaire, avec une précision au demie degré centigrade près, dans une plage comprise entre 75 et 1350C. Ce réglage effectué par une électronique de pointe sera consigné en usine une fois pour toute afin d'éliminer toute manipulation lors de la mise en service. L'appareil calibré pour différents débits horaires s'adaptera sans difficulté à toutes sortes de puissance des différents brûleurs qu'ils soient récents ou anciens, le but étant de chauffer un liquide de manière précise, à une température désirée, afin d'obtenir une viscosité quasi nulle ce qui amènera d'office à une réduction du débit initial ainsi qu'à une augmentation de sa masse volumique. Il est connu que l'utilisation des fiouls lourds et légers nécessitent un préchauffage pour en réduire la viscosité et par conséquence directe obtenir un meilleur rendement de ces combustibles. Des études faites par des laboratoires Français et Allemands (Le CETIAT et le TUV) ont démontré qu'à 85/90"C la viscosité du Fioul en particulier était pratiquement nulle soit environ 1,5 Cst au lieu de 9 Cst avec un fioul à 5"C, température très courante en hiver, et 6 Cst à 200C en autres saisons. On sait également que depuis les années 1976, les industries pétrolières ont été contraintes à produire plus de Kérosène et d'essence, d'où une obligation supplémentaire de craquage catalytique, hydrocraquage et viscoréduction, augmentant de ce fait la viscosité du Fioul. D'ailleurs, l'administration reconnaît officiellement 9,5 Cst pour un fioul à 200C alors que les pétroliers n'en admettent que 7,5. s'il est vrai que cette augmentation de viscosité n'influe pas sur le pouvoir calorifique du FIOUL, il n'en est pas moins vrai que les bruleurs sont eux très perturber en hiver lorsque les températures descendent à 5"C et moins, chose très courantes, ce qui oblige les services de maintenance des chaudières à de constants réglages entre le combustible et l'air, ce qui inévitablement conduit à une augmentation de la consommation du fioul. Une bonne combustion n'est donc plus liée aux températures extérieures lorsque le FIOUL est préchauffé à 85"C. n est impératif que la température du FIOUL préchauffé soit constante à l'arrivée au brûleur quelques soient les conditions extérieures. De ce fait les réglages continus ne seront plus nécessaires, I'apport en air étant réduit à son minima. Jusqu'à présent, quatre ou cinq brevets ont été déposés à cet effet comme étant des préchauffeurs. Or il apparaît qu'aucun de ces appareils n'apporte vraiment l'effet désiré. Nous allons essayer succinctement de démontrer leur inefficacité: ns sont tous basés sur le même principe, c'est à dire un tube de différents diamètres allant de 20 mm à 60 mm voir plus, qu'ils soient droits, courbés ou coudés, entourés d'une résistance trop forte qui se veut chauffer instantanément un FIOUL entrant froid dans le corps de chauffe (dans le meilleur des cas, à 20"C). 2= défaut: Tous ces appareils sont placés après la pompe Résultats la pompe envoie un fioul froid avec une force de 12 à 15 bars dans le coeur du corps de chauffe refroidissant instantanément le fioul chaud, fioul qui n'a eu, pour se chauffer, que le temps d'arrêt du brûleur soit environ 15 à 20 mn. Nous constatons également qu'après l'arrêt du brûleur, le témoin de marche de la résistance reste encore allumé entre 15 et 20 secondes. Déduction logique: Durant tout le temps que le brûleur est en marche, la température du FIOUL n'atteint jamais la température idéale. Nous nous sommes donc livré à une expérience très révélatrice. Nous avons laissé l'appareil installé après la pompe et avons rajouté un petit réservoir de 30 mm de diamètre sur 15 mm d'épaisseur dans lequel nous avons introduit un thermomètre électronique. La vérité tut instantanément révélatrice. Après 10 secondes de marche du brûleur la température à brusquement baissé, atteignant les 51 0C en 15 secondes. Nous avons répété l'expérience à maintes reprises et à chaque fois avons obtenu le même résultat et ce malgré une résistance de 2000 watts. D'après un ingénieur thermicien de la société Française ACIM-JOUANIN, spécialistes dans la fabrication de résistances de toutes sortes de toutes puissances, il est impossible de chauffer du fioul arrivant entre 5 et 20"C, et l'amener à 850C en quelques secondes. Déduction finale sur ces appareils, il en ressort qu'ils sont d'une parfaite nullité quant à l'usage pour lequel ils sont destinés. Tout au mieux, ils servent à éviter le pailletage du FIOUL lorsque les températures sont très basses. Et l'on comprend mieux à présent pourquoi ces appareils n'ont pas rencontré un vif succés auprès des utilisateurs. Forts de toutes ces expériences négatives et toutes les remarques que nous avons pu établir, nous avons purement et simplement éliminé tous ces appareils et avons été amené à penser tout autrement. Notre réflexion a été de penser qu'il ne fallait donc pas des tubes de 20 à 60 mm, voir plus, mais au contraire des récipients complètement plats. Nous avons fabriqué des réservoirs plats (4) ayant pour dimensions 200mm x 1 50mm et seulement 2mm d'épaisseur. Ainsi ces réservoirs (4) formant un échangeur, l'échange calorifique entre le moyen de chauffage et le fioul, devient instantané. Un écoulement de 2 mm ne représente qu'un seul mm à chauffer sur chaque face. Cet échangeur (4) a été placé sur une chaudière de 29 Kws, puis 100 Kws, et enfin sur une chaudière de 240 Kws. S'il ne nous a pas été nécessaire d'augmenter la capacité de l'échangeur (4) c'est grâce à notre deuxième déduction. Nous avons placé notre préchauffeur avant la pompe du brûleur et non plus après. Grâce à ce système, la pompe ne renvoie plus le surplus du fioul à la cuve à mazout, mais renvoie ce fioul préchauffé directement dans l'échangeur (4/1) mettant celui-ci en circuit pratiquement fermé, d'où un bénéfice énorme quant à la puissance de chauffage. Avec une résistance (12) de faible puissance, la température de 85"C se trouve être constante. La seule quantité de fioul froid entrant en (1) dans l'échangeur (4/1), se fait, non plus avec la puissance de la pompe, mais avec le seul écoulement lent et normal du fioul provenant de la cuve à mazout, vers l'appareil.Ainsi le fioul chaud sort de l'échangeur (4) vers la pompe par l'évacuation (5) celle-ci approvisionnant les injecteurs et le surplus du fioul brassé par la pompe est renvoyé dans l'échangeur (4/1). La partie supérieure de l'échangeur est composée d'une chambre de réception (4/1) de 10 mm d'écoulement dans laquelle arrive le fioul froid ainsi que le fioul chaud renvoyé par la pompe par le retour (3) dans l'échangeur (4/1). A ce niveau, la température du fioul est relevée à 750 C. Le fioul s'écoulant au rythme de la consommation trouve le temps nécessaire, en traversant les autres réservoirs (4) de remonter en température à 850C et ainsi de suite. Il existe plusieurs modes de chauffages différents: Air chaud pulsé, bac à huile thermique de synthèse (13) à haut degré calorifique (350"C) et résistances entourant les réservoirs composant l'échangeur (4/1 - 4/2 4/3-etc...). De même que l'échangeur (4) peut revêtir plusieurs formes: soit en réservoirs plats comme décrits précédemment raccordés entre eux en tête-bêche, soit en S avec autant de S que nécessaire, soit en colimaçon du type rampe d'accès de parkings souterrains, soit en serpentins. Dans tous ces différents cas de figures, l'impératif est que tous ces réservoirs (4) n'auront un passage d'écoulement que de 2 mm afin d'un parfait et immédiat échange calorifique. Durant nos deux années expérimentales, nous avons sélectionné les deux meilleurs moyens de chauffage, les plus économiques quant aux dépenses d'énergie électrique: le bac d'huile thermique (13) de synthèse, et la résistance autour des réservoirs. De ces deux moyens de chauffage aussi efficaces l'un que l'autre, seul le prix de revient ne pourra faire pencher la balance entre l'un ou l'autre des sytémes. U est bien entendu que les dimensions de l'échangeur (4) quelque soit sa forme, seront différentes en fonction de la capacité de la chaudière et de son débit horaire. Ainsi il n'y aura aucune limite quant aux débits horaire à chauffer puisqu'une petite capacité (1 litre et demi à 2 litres) suffit à une chaudière débitant jusqu'à 1000 litres à l'heure. Dans le cas du bac à huile (13) une résistance (12) de faible puissance, amènera le fioul à la température de 85"C en 12 à 15 mm, lors de la mise en route de l'appareil, pour le maintenir ensuite de manière constante entre 84,50C et 85"C. Cela permet également grace à la faible puissance de la résistance (12) d'éviter de monter trop vite en puissance, d'éviter une hystérésis, très néfaste puisqu'elle provoque toujours une cokéfaction. n est à noter que notre système s'adapte non seulement aux brûleurs de chaudières d'immeubles, de maisons individuelles, de petites industries, du milieu agricole (pour le chauffage des serres) mais aussi à tous les bâteaux tant maritimes que fluviaux marchant au fioul léger. Il est également à noter qu'une simple adaptation de notre système s'installe aussi sur les véhicules diesels de toutes puissances réduisant très fortement la pollution de l'air. NOMENCLATURE Tube cuivre en 6/8 d'arrivée du fioul froid en 4 Tube cuivre en 6/8 de retour vers la cuve à Mazout Tube cuivre en 6/8 de retour de la pompe (fioul chaud) en 4 Echangeur plat en 2 mm de passage du FIOUL Tube cuivre en 6/8 sortie du FIOUL de 4 alimentant la pompe Tube cuivre en 20/22 de remplissage du FIOUL avant mise en route Tube cuivre en 16/18 de remplissage et vidange de l'huile Bouchon de 6 Boîte en cuivre contenant l'ensemble du mécanisme et l'huile Coffret contenant 9 Tube de cuivre en 4/6 d'accès au capteur de température n" 1 Résistance Huile thermique de synthèse à haute résistance (350"C) Capteur n"l de température de l'huile (capteur de sécurité) Capteur de température n01 du FIOUL en sortie de 4 vers la pompe Capteur n02 de sécurité sur la ligne gicleur Capteur n02 de température du FIOUL sur la ligne gicleur Supports de 4 rattachés aux parois de 9 Plots de supports évitant l'écrasement des réservoirs 4 Tube cuivre en 6/8 permettant le passage des fils de 16 et 17 Plaquette électronique de commande générale Branchement secteur avec Fil et prise avec Terre Poignée du coffret 10 Vis de fixation de 23 Vis de fixation de 23 Vis de fixation de la résistance 12 Pieds du coffret de 9 Pieds du coffret de 10 LED rouge indiquant le branchement de l'appareil au secteur LED verte indiquant la mise en marche de la résistance Couvercle de 10 Vis serties du couvercle 31 REVENDICATIONS 1 Appareil autonome économiseur de fioul, réducteur des gaz polluants caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur (4) composé de plusieurs réservoirs (4/1 4/2 4/3 etc) dont la particularité est son passage d'écoulement du liquide et qui ne fait que 2 mm d'épaisseur afin d'obtenir un échange calorifique immédiat. Les deux parois des réservoirs (4/2 4/3 etc...) n'auront plus qu'un seul millimètre de liquide à chauffer. Les dimensions en surface de l'ensemble de l'échangeur, de même que leur nombre, ne seront pas limitatifs. Us s'adaptent en fonction du débit horaire du brûleur. 2é") Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil soit placé impérativement avant la pompe et non plus après, de façon que l'appareil reçoie le liquide froid dans l'échangeur (4/1) sans aucune pression. 3i") Appareil selon l'une quelconque des revendicaitons 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur (4/1) récupère par l'intermédiaire du retour (3) le liquide déjà chauffé à 85"C renvoyé par la pompe, maintenant le mélange froid/chaud à 75" C dans la partie supérieure de l'échangeur (4/1). Ce mélange s'écoule dans les différents réservoirs (4/2 4/3 etc...) baignant dans une huile thermique de synthèse (13) chauffée par une résistance (12) de faible puissance à une température comprise entre 75"C et 135 C afin d'obtenir un liquide à 85"C à la sortie (5) de l'échangeur. 4 oe) Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'échangeur se retrouve en circuit fermé. Le liquide froid entrant dans (4/1) est mélangé au liquide chaud à 85" C renvoyé par la pompe entrant par l'entrée (3) dans l'échangeur (4/1), s'écoulant dans les différents réservoirs (4/2 4/3 etc...) sortant par la sortie (5) vers la pompe qui renvoie le surplus brassé par la pompe vers l'échangeur (4/1) et ainsi de suite pour obtenir un circuit fermé. 5=) Appareil selon l'une quelconque des revendicaitons précédentes caractérisé en ce que la température de 85"C du liquide sera commandée par une électronique de pointe automatique réglée en usine afin de ne pas astreindre l'utilisateur, qu'il soit professionnel ou particulier, à la moindre manipulation.