Brevet FR2937712A1 — publié le 20100430

Page 1 Dispositif pour alimenter en combustible liquide un brûleur à vaporisation Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif pour alimenter en combustible liquide un brûleur à vaporisation à partir d'un réservoir principal de stockage du combustible liquide. État de la technique De tels dispositifs sont notamment utilisés pour la fabrication de systèmes où les brûleurs constituent des foyers et des cheminées pour lesquels le combustible est de type liquide tel que l'éthanol. Dans les solutions connues, le réservoir principal et le brûleur à vaporisation sont directement en communication l'un avec l'autre. Une telle conception n'est pas satisfaisante pour la sécurité compte tenu du caractère inflammable du combustible liquide, et ne répond plus aux normes réglementaires qui devraient devenir applicables début 2009. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif pour alimenter en combustible liquide un brûleur à vaporisation, présentant une sécurité améliorée. Le dispositif selon l'invention est remarquable en ce qu'il comporte : un récipient intermédiaire intercalé entre le réservoir principal et le brûleur, - des moyens pour alimenter le récipient intermédiaire en combustible liquide depuis le réservoir principal, contrôlés par des moyens de régulation pour maintenir un niveau constant de combustible liquide dans le récipient intermédiaire, des moyens pour alimenter le brûleur en combustible liquide depuis le récipient intermédiaire, par phénomène de vases communicants pour maintenir constamment un niveau de combustible liquide dans le brûleur situé dans un même plan horizontal que le niveau de combustible liquide dans le récipient intermédiaire. - Un brûleur de forme angulaire pour optimiser la quantité de combustible nécessaire à l'obtention d'une flamme tout en assurant une qualité de combustion optimale. La mise en place du récipient intermédiaire entre le réservoir principal et le brûleur a pour conséquence de séparer complètement le brûleur et le réservoir principal de stockage, les isolant l'un de l'autre et permettant en outre de les mettre à distance. Les opérations de chargement du réservoir principal sont facilitées car elles sont sans impact sur le brûleur. Le fonctionnement du récipient intermédiaire est simple et automatique : le combustible s'évacue au fur et à mesure que le combustible s'évapore dans le brûleur, tandis que simultanément des moyens d'alimentation l'approvisionnent automatiquement depuis le réservoir principal pour compenser à chaque instant la quantité évacuée vers le brûleur. Selon un mode de réalisation préférentiel, le réservoir principal est positionné au dessus du récipient intermédiaire et les moyens pour alimenter le récipient intermédiaire en combustible liquide depuis le réservoir principal et les moyens de 2937712 Page 2 régulation sont constitués par un tube d'amenée ayant une extrémité supérieure débouchant dans le réservoir principal et une extrémité inférieure débouchant dans le récipient intermédiaire. Le fonctionnement d'un tel tube d'amenée est équivalent à celui d'un abreuvoir à oiseau. D'autres caractéristiques techniques peuvent être utilisées isolément ou en combinaison : le dispositif comporte des moyens de réglage de la position en hauteur de l'extrémité inférieure du tube d'amenée, les moyens de réglage peuvent être réalisés mécaniquement ou automatiquement à l'aide d'un moteur électrique actionnant une crémaillère ou une vis sans fin permettant l'entrainement du système d'alimentation et le positionnement du tube d'amenée, le fond du récipient intermédiaire est équipé d'un clapet de vidange, le brûleur est de forme prismatique de section triangulaire à allure réglable. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente la vue en perspective d'une cheminée utilisant un exemple de dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente une coupe du dispositif, - la figure 3 représente un exemple de brûleur de section triangulaire. Description d'un mode préférentiel de l'invention La figure 1 illustre une cheminée 10 à foyer fermé utilisant du combustible liquide, et dans laquelle un brûleur 11 à vaporisation en forme de cuvette est alimenté en combustible liquide par un dispositif constituant l'objet de l'invention. Le combustible liquide peut par exemple être constitué par de l'éthanol. D'autre part, sans se départir du concept de l'invention, le brûleur à vaporisation et le dispositif associé d'alimentation en combustible liquide pourraient être utilisés pour consister une cheminée à foyer ouvert. La cheminée 10 comporte principalement deux parties articulées l'une par rapport à l'autre par deux charnières 12. La première partie est constituée par quatre panneaux formant un cadre 13. Les charnières 12 sont fixées sur l'un des panneaux verticaux du cadre 13 pour que l'articulation de la deuxième partie de la cheminée 10 permette à celle-ci de varier entre une position à l'extérieur du cadre 13 (position ouverte de la cheminée 10, représentée sur la figure 1) et une position venant se loger à l'intérieur du cadre 13 (position fermée de la cheminée 10, non représentée). La deuxième partie de la cheminée 10 se compose principalement : d'un réservoir principal pour le stockage du combustible liquide, du brûleur 11 proprement dit, d'un dispositif, réalisant l'alimentation régulée en combustible liquide du brûleur 11 à partir du réservoir principal 15, d'un foyer 16 situé autour de la surface de brûlage du brûleur 11, 2937712 Page 3 d'un carter 17 entourant le dessous du brûleur 11, et servant de cuve de rétention. Le foyer 16 est équipé d'un fond 18 de manière qu'en position fermée de la cheminée 10, le brûleur 11, le foyer 16, et le fond 18 délimitent un espace limité. Au contraire, la position ouverte de la cheminée 10 donne accès aux éléments constitutifs de la deuxième partie, en particulier au brûleur 11 et au réservoir principal 15, en vue de leur entretien et de leur rechargement. Conformément à l'invention et en référence à la figure 1, le dispositif pour alimenter en combustible liquide le brûleur 11 à partir du réservoir principal 15 comporte : un récipient intermédiaire 19 ouvert pouvant recevoir du combustible liquide, intercalé entre le réservoir principal 15 et le brûleur 11 dans le sens d'écoulement du combustible liquide, des premiers moyens d'alimentation pour alimenter le récipient intermédiaire 19 en combustible liquide depuis le réservoir principal 15, contrôlés par des moyens de régulation pour maintenir un niveau constant (éventuellement ajustable) de combustible liquide dans le récipient intermédiaire 19, des deuxièmes moyens d'alimentation pour alimenter le brûleur 11 en combustible liquide depuis le récipient intermédiaire 19, par phénomène de vases communicants pour maintenir constamment un niveau de combustible liquide dans le brûleur 11 situé dans un même plan horizontal que le niveau de combustible liquide dans le récipient intermédiaire 19. Le réservoir principal 15 est positionné au dessus du récipient intermédiaire 19, verticalement ou en oblique l'un par rapport à l'autre. Les premiers moyens d'alimentation sont constitués par un tube d'amenée ayant une extrémité supérieure débouchant dans le bouchon du réservoir 15 et une extrémité inférieure débouchant dans le récipient intermédiaire 19. Le tube d'amenée (éléments 20, 21 22) a pour fonction de réaliser la continuité du déversement par gravité du combustible liquide depuis le réservoir 15 vers le récipient intermédiaire 19. Ce tube d'amenée est constitué de 3 parties distinctes : Elément 20: Partie basse et souple pour permettre la continuité du déversement du combustible dans le récipient intermédiaire 19 (il est souple pour assurer le non écoulement du combustible en position basse), Elément 22 : Partie haute constituée d'une vanne pour assurer la fermeture étanche du dispositif, Elément 23 : Partie intermédiaire pour assurer la continuité du déversement entre la vanne 22 et le conduit souple 20. A cet effet l'extrémité supérieure du tube d'amenée 20 est fixée sur le bouchon 23 en communication avec le réservoir principal 15. Le bouchon 23 peut se dévisser pour permettre le remplissage du réservoir 15. Ce système a ceci de remarquable, qu'il nécessite d'arrêter l'alimentation en combustible pour remplir le réservoir. Pour constituer des moyens de régulation à la manière d'un abreuvoir à oiseau, l'ouverture d'échappement 24 du tube d'amenée 20 est comprise dans un plan intégralement positionné en dessous des bords supérieurs des parois latérales du 2937712 Page 4 récipient intermédiaire 19. De cette manière l'extrémité inférieure du tube d'amenée 20 permet automatiquement d'une part le remplissage du récipient intermédiaire 19 en combustible liquide jusqu'à atteindre un niveau en combustible liquide dans le récipient 19 compris dans le plan de l'ouverture d'échappement 22, et d'autre part l'arrêt du remplissage lorsque ce niveau est atteint. Par la suite, dès que le niveau de combustible liquide à l'intérieur du récipient intermédiaire 19 a tendance à s'abaisser par rapport à ce niveau, le remplissage reprend pour compenser cette baisse. Le tube d'amenée 20 équipé d'une telle ouverture d'échappement 24 constitue ainsi des moyens qui régulent automatiquement et de manière autonome l'alimentation du récipient intermédiaire 19 pour maintenir un niveau constant de combustible liquide dans le récipient intermédiaire 19. Le principe assure la sécurité du dispositif dans la zone de brûlage puisque le niveau supérieur du récipient intermédiaire 19 est situé au dessous du point haut du brûleur 11 Pour rendre ajustable le niveau maintenu constant de combustible liquide dans le récipient 19, le dispositif d'alimentation comporte des moyens de réglage de la position en hauteur de l'extrémité inférieure du tube d'amenée 20. Ces moyens de réglage sont constitués par des moyens permettant de déplacer de manière contrôlée la position exacte en hauteur de l'ouverture d'échappement 24. À cet effet, un mécanisme de mise en translation verticale du tube d'amenée 20 comporte un système mécanique qui peut être actionné de façon manuelle par une molette 25 ou par un moteur électrique 26 assurant la rotation d'un axe 28 et actionnant une vis 27 sur la grille 29 entraînant l'ensemble du dispositif. Pour une sécurité optimale, le fond du récipient intermédiaire 19 peut être équipé d'un clapet de vidange permettant l'écoulement du combustible liquide compris non seulement dans le récipient intermédiaire 19, mais également, compte tenu du fonctionnement automatique des premiers moyens d'alimentation, la totalité du combustible liquide compris dans le réservoir principal 15, si nécessaire. Les deuxièmes moyens d'alimentation fonctionnant automatiquement par phénomène de vases communicants sont constitués par un tuyau de liaison 29. Une extrémité du tuyau de liaison 29 débouche dans le récipient intermédiaire 19, par exemple sur le fond à proximité de la zone dans laquelle est aménagé le clapet de vidange, et une extrémité opposée débouchant dans le fond du brûleur 11. Entre ses extrémités, la totalité du tuyau de liaison 29 est située en dessous du niveau du combustible liquide dans le récipient intermédiaire. Selon les principes bien connus des vases communicants, le tuyau de liaison 29 a pour fonction d'alimenter en combustible liquide le brûleur 11 depuis le récipient intermédiaire 19 tout en maintenant constamment un niveau de combustible liquide dans le brûleur 11 situé dans un même plan horizontal que le niveau de combustible liquide dans le récipient intermédiaire 19. Le carter 17 a pour fonction de renfermer et de protéger le tuyau de liaison 30 ainsi que le clapet de vidange 27, et de servir de cuve de rétention. 2937712 Page 5 Dans la version représentée, le brûleur 11 délimite une surface de brûlage de forme triangulaire. Le brûleur a une forme générale prismatique (de direction correspondant à la grande longueur du rectangle formé par la surface de brûlage) de section triangulaire. La longueur du brûleur 11 (c'est-à-dire la longueur du prisme) peut être variable. Comme cela est le cas sur la figure 2, la surface de la section peut être prévue pour être supérieure dans la zone centrale du brûleur 11, en prévoyant une variation progressive ou discontinue de la surface de la pente du brûleur. Dans cette variante avantageuse, le brûleur 11 peut être de forme prismatique de section triangulaire, ce qui garantit un rapport élevé entre la surface de brûlage et le volume de combustible immobilisé dans le brûleur 11. Sur la figure 3, le brûleur 11 se décompose, dans sa longueur, en cinq tronçons successifs avec un tronçon central et deux tronçons d'extrémités chacun raccordé au tronçon central par un tronçon intermédiaire. Chacun des cinq tronçons présentent une section en forme de triangle constitué par deux cornières à 45 degrés raccordées l'une à l'autre. La surface de la section du tronçon central est supérieure à la surface de la section de chacun des tronçons intermédiaires, laquelle est elle-même supérieure à la surface de la section de chacun des tronçons d'extrémité. La largeur de la surface de brûlage étant constante, cette variation de la surface de la section d'un tronçon à l'autre est réalisée par une modification de la position du fond du brûleur sur le tronçon. Ainsi, le fond du brûleur 11 le long 5 du tronçon central est positionné en dessous du fond du brûleur 11 le long des tronçons intermédiaires. De même, le fond du brûleur 11 le long de chacun des tronçons intermédiaires est positionné en dessous du fond du brûleur 11 le long du tronçon d'extrémité adjacent. Un tel aménagement constitue une variation discontinue de la surface de la section le long de la longueur du brûleur 11, conférant une grande facilité de réglage par paliers des allures de brûlage. Toutefois, il est envisageable de prévoir une variation progressive de la surface de la section le long de la longueur du brûleur 11. Le brûleur est équipé d'une zone délimitée 31 pour permettre l'allumage du combustible à l'aide d'une résistance trempant légèrement dans le combustible. Revendications1. Dispositif pour alimenter en combustible liquide un brûleur (11) à vaporisation à partir d'un réservoir principal (15) de stockage du combustible liquide, caractérisé en ce qu'il comporte : un récipient intermédiaire (19) intercalé entre le réservoir principal (15) et le brûleur (11), des moyens pour alimenter le récipient intermédiaire (19) en combustible liquide depuis le réservoir principal (15), contrôlés par des moyens de régulation pour maintenir un niveau constant de combustible liquide dans le récipient intermédiaire (19), des moyens pour alimenter le brûleur (11) en combustible liquide depuis le récipient intermédiaire (19), par phénomène de vases communicants pour maintenir constamment un niveau de combustible liquide dans le brûleur (11) situé dans un même plan horizontal que le niveau de combustible liquide dans le récipient intermédiaire (19). Des moyens pour allumer le combustible à l'aide d'une résistance 31 située dans une zone délimitée et trempant dans le combustible. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir principal (15) est positionné au dessus du récipient intermédiaire (19) et les moyens pour alimenter le récipient intermédiaire (19) en combustible liquide depuis le réservoir principal (15) et les moyens de régulation sont constitués par un tube d'amenée (partie 20, 21 et 22) ayant une extrémité supérieure débouchant sur le bouchon du réservoir principal (15) et une extrémité inférieure débouchant dans le récipient intermédiaire (19). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de la position en hauteur de l'extrémité inférieure du tube d'amenée (20) et assurant la sécurité du système par évitement du débordement de la zone de brûlage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage comportent un moteur électrique (23) actionnant linéairement une vis sans fin (27) et permettant le déplacement du dispositif solidaire du tube d'amenée (20). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le fond du récipient intermédiaire (19) est équipé d'un clapet de vidange (27). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du tube d'amenée (20) est équipée d'une vanne de fermeture. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le brûleur (11) est de forme prismatique de section triangulaire.