Brevet FR2898677A1 — publié le 20070921

DETECTEUR DE NIVEAU, NOTAMMENT POUR UNE BOUTEILLE A GAZ Le présente invention rapporte aux détendeurs de niveau, et plus pa_c:..c_ l fièrement eux détecteurs de niveau bas pour une bouteille c g._. 'une des craintes les plus répandues chez l'utilisateur de bouteilles de gaz domestique de butane est le mal que de gaz. En ef du fait de leurs caractéristiques physiques et des appareils d'utilisation associés (détendeurs), les récipients de gaz de pétrole liquéfié cessent brutalement de fonctionner en fin de bouteille sans que l'utilisateur ait été averti. Une telle situation est fâcheuse : impossibilité de préparer le petit-déjeuner ou, pire, arrêt de la cuisson en 15 pleine préparation culinaire. La présente invention pallie cet inconvénient. La présente invention a pour objet un détecteur de niveau qui comprend une sonde de température apte à détecter, entre deux niveaux, en hauteur, une différence de température, 20 caractérisé par un circuit électrique relié à la sonde de température et conçu pour émettre un signal d'alerte lorsque la différence de température est supérieure à un seuil prescrit. La présente invention propose un dispositif donnant 25 l'alerte lorsque le niveau de gaz dans la bouteille descend en dessous d'une limite choisie par l'utilisateur, lui permettant ainsi de prendre les mesures nécessaires pour éviter la panne d'alimentation. Le dispositif fait appel à la caractéristique 30 principale des GPL qui sont liquides à la température ambiante sous une pression donnée dépendant de leurs caractéristiques (courbes TV). Le gaz se présente sous la forme d'une phase liquide rassemblée à la partie inférieure de la bouteille et surmontée d'une phase gazeuse. Lorsque la phase gazeuse est reliée à l'appareil d'utilisation, elle permet l'alimentation de ce dernier, pour - régénérer elle __ait appel à l'ébulliticn de la phase liquide disposée à le partie inférieure de la bouteille. Cette ébullition ne peut se faire qu' en empruntant de la chaleur d'abord dans la phase liquide elle-même (chaleur latente), puis ensuite à l'atmosphère par le biais de la paroi du récipient généralement bon conducteur (tôle). Cet emprunt de chaleur entraîne une baisse de température très nette de la paroi du récipient, et ceci uniquement dans la partie en contact avec la phase liquide, la phase gazeuse étant beaucoup moins conductrice de la chaleur. Le phénomène dépend, pour un gaz donné, de la température extérieure et du débit, il est par exemple particulièrement sensible si le débit est élevé, allant jusqu'à provoquer la formation de givre sur la paroi extérieure de la bouteille lors de débits élevés. La quantité d'énergie thermique à fournir pour amener à l'ébullition 1 kg de GPL est de l'ordre de 100 W, le phénomène est sensible pour des débits correspondant à l'utilisation normale des réchauds et cuisinières ; on constate couramment des différences de température allant jusqu'à plusieurs degrés entre la phase gazeuse et la phase liquide au droit de la génératrice de la bouteille ; on comprend donc que si l'on dispose un moyen de mesure de la température de cette dernière, on va pouvoir déterminer avec précision la hauteur du niveau liquide et, par voie de conséquence, la quantité de gaz restant dans le réservoir. Des valeurs typiques sont pour la bouteille de gaz butane à moitié pleine par une ambiance de 200C alimentant un brûleur 1 feu durant 1/2 heure : différence de température de l'ordre de 1 à 2 C définition de la hauteur mouillée de l'ordre de e 3 =a Une des formes préférées de réalisation consiste à placer, sur la rie_ c_ de la bouteille dans région correspondant à la ansit_é de produit définissant la réserve, deux capteurs de temperature séparés pas une distance très supérieure à la définition de mesure de température de surface, par exemple I. à 3 cm, de telle sorte que lorsque le niveau de gaz descend, l'un des deux capteurs (celui placé à la partie la plus basse de la bouteille) A se trouve à une température inférieure à celui placé à la partie la plus haute B, générant ainsi un signal électrique susceptible d'être transformé en un signal lumineux et/ou sonore. Une telle disposition présente, en outre, les avantages suivants : si, du fait d'un faible débit et/ou d'un U débit de faible durée, l'abaissement de température n'a pu être détecté, il le sera probablement car le dispositif restera sensible dans toute la zone B/A, augmentant ainsi considérablement les possibilités de détection. Par ailleurs, la baisse de température sera plus 20 rapide en fin de bouteille car les produits légers tels que propane, etc. se seront évaporés en début de bouteille. En ce qui concerne la réalisation pratique du dispositif, on peut envisager d'utiliser un boîtier en matière non conductrice et de couleur claire, maintenu à la partie 25 inférieure de la bouteille par des aimants la partie inférieure du dispositif venant éventuellement prendre appui sur la zone du pied de la bouteille, de manière à définir une implantation identique à chaque mise en place. Le dispositif comprend ainsi un moyen de mise de la 30 sonde de température en une position en hauteur déterminée à l'avance. Le moyen de mise en position de la sonde de température est avantageusement un becquet issu du bas du détecteur. Le moyen de mise en position de la sonde de température est, de préférence, du côté du détecteur où la 3 sonde de température débouche à l'extérieur. Le détecteur occupe ainsi aussi _u de place que possible à l'extérieur la bouteille à gaz. Il est prévu, de préférence, un troyen d'application du détecteur à une surface sur au moins les deux niveaux, notamment à surface extérieure d'une bouteille à gaz, de manière à ce que la sonde de température soit bien en position non seulement au bon niveau, mais aussi à la bonne distance, suivant l'horizontale, de la surface. L'application du ID détecteur à la surface peut s'effectuer par des moyens simples comme une sangle ceinturant la bouteille, mais plus avantageusement par an ensemble d'aimants permanents disposés de telle sorte que seule la position correcte du boîtier en permette l'adhérence sur la paroi de la bouteille qui est en 15 un matériau attiré magnétiquement par l'aimant. Les capteurs de température peuvent utiliser plusieurs types de technologie : thermistances, sondes platine, capteurs infrarouges. La sonde peut être aussi un thermocouple. 23 De manière à permettre au dispositif d'avoir une autonomie importante, les capteurs et les équipements d'alerte (voyant et/ou buzzer) ne sont alimentés qu'à des intervalles espacés et durant une durée courte, par exemple interrogation toutes les minutes durant une durée de 5 secondes ; 25 l'alimentation du dispositif se fait avantageusement par un contact sur la paroi de la bouteille. Suivant un mode de réalisation très préféré, le détecteur de niveau comprend un boîtier qui n'est ouvert que du côté où la sonde de température débouche à l'extérieur. Le 30 boîtier assure les fonctions suivantes : I - Positionnement des capteurs par rapport à la bouteille dans la zone permettant la détection. II - Protection des capteurs contre les apports thermiques radiatifs externes parasites. - Prote. c_.on_ des ça teu_s centre les échanges cherm_1 s externes parasites (courants d'airJ IV - Locen ~- _. du circuit d détecteur, sa source d'alimentat e_ de ses annexes. De préférenc ledeux niveaux entre lesquels est détectée la différence de température sont disposés dans le bas de la bouteille, le niveau le plus haut étant plus bas que le quart inférieur de la bouteille. Les deux niveaux sont distants de 3 mm au plus. 10 Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : la Figure J. est une vue en élévation d'une bouteille à gaz munie de détecteur de niveau et la Figure 2 est une vue en perspective du détecteur 15 de niveau. La bouteille B à gaz de pétrole liquéfié, représentée à la Figure 1, est en un matériau métallique et munie, outre d'un détendeur, d'un détecteur D de niveau ayant deux capteurs 1, 2 de température disposés tous deux dans le quart inférieur 20 de la bouteille B à une distance l'un de l'autre de 3 mm. La bouteille B a un pied P. Le détecteur représenté à la Figure 2 comprend un boîtier formé d'une boîte sensiblement parallélépipédique ayant une face 3 supérieure, deux faces 4, 5 verticales, une 25 face 6 de fond verticale, une face 7 inférieure prolongée d'un becquet 8 ayant en section transversale une forme sensiblement triangulaire à sommet libre dirigé vers l'extérieur. A l'opposé de la face 6 de fond, la boîte est ouverte. Dans la boîte, est fixé un c=ircuit 9 électrique alimenté par des piles 30 10. A la verticale de la face ouverte, apparaissent sur la médiatrice verticale ce cette face les deux capteurs 1 et 2 constituant la sonde de température. Le circuit 9 électrique est relié à la sonde 1, 2, et est agencé de façon à émettre un signal d'alerte lorsque la différence de température entre les deux capteurs 2 et 2 est supérieure à un seuil prescrit. Jr_ interrupteur Il f-rme le circuit lorsque les deux capteurs 1, 2 sont appliqués par l'intermédiaire d'aimants 12 à bouteille B. Le fonctionnement est le suivant l'utilsateur place le détecteur sur la p rtie inférieure de la bouteille P, l'interrupteur 11 ferme le circuit 9 et le détecteur est alimenté. Si les températures des deux capteurs 1 -, 2 sont voisines ou identiques - ce qui est le cas quand ils font face à du liquide -, il n'y a pas de déclenchement de l'alarme ; par contre, lorsque le niveau baisse, la température du capteur 2 face au liquide devient plus basse que celui 1 faisant face à la phase gazeuse, et l'alerte est donnée. Revendications 1. Détecteur de niveau qui comprend une sonde (1, ,:. de température apte ô détecter, entre deux niveaux, en hauteur, une diff r-1-ice de température, caractérisé par un circuit (9) élect(q relié à la sonde (1, 2) de température et conçu pour émettre un signal d'alerte lorsque la différence de température est: supérieure à un seuil prescrit. 2. Détecteur suivant la revendication 1, caractérisé 10 en ce qu'il comprend un moyen (8) de mise de la sonde de en une position en hauteur déterminée à l'avance. Détecteur suivant la revendication 2, caractérisé le moyen de mise en position de la sonde de température est un becquet (8) issu du bas du détecteur. 15 4. Détecteur suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que Le moyen de mise en position de la sonde de température est du côté du détecteur où la sonde de température débouche à l'extérieur. 5. Détecteur suivant l'une des revendications 1 à 4, 2() caractérisé par un moyen (13) d'application du détecteur à une surface sur au moins les deux niveaux. 6. Détecteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen d'application du détecteur comprend un aimant et la surface est en un matériau attiré magnétiquement 25 par l'aimant. 7. Détecteur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur (11) électrochimique d'alimentation du circuit (9) électrique. 8. Détecteur suivant l'une des revendications 4 à 7, 30 caractérisé en ce qu il comprend un boîtier, de préférence en matière non conductrice de la chaleur et de couleur claire, ouvert que du côté où la sonde de température débouche à l'extérieur. 9. Bouteille à gaz comprenant un corps (B) ayant une température 3. en ce quesurface en une r ère conductrice de la cnaleur, caractérisée en ce qu'un détecteur de niveau suivant l'une des revendications précédentes est appliqué à deux niveaux de la surface, niveau lie plus haut étant plus bas que le quart f Inférieur de la bouta. i - et les deux niveaux étant distants de 3 :.gym au plus. IC. Bouteille suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le becquet (8) vient entre le corps (B) et le pied (P) de la bouteille ou le moyen de mise en position 10 est une plaque du détecteur venant sous le pied (P) de la bouteille.