Brevet FR2956186A1 — publié le 20110812

BRULEUR POUR CHEMINEE A COMBUSTIBLE LIQUIDE La présente invention concerne un brûleur pour une cheminée dite décorative ou d'ambiance, et utilisant un combustible sous forme liquide. Les cheminées auxquelles s'applique l'invention comportent un cadre métallique formant le foyer dans lequel est disposé un combustible liquide, et dont la combustion ne dégage que très peu de fumée ou de gaz, tel que par exemple de l'éthanol, du « bioéthanol », ou tout autre matériau ne dégageant que peu de chaleur et peu de Io fumée, en conséquence ne nécessitant pas de conduit d'évacuation. De façon connue, le cadre métallique est réalisé à partir de plaques ou tôles métalliques pliées, et assemblées selon un volume généralement parallélépipède, à base rectangle ou carrée. Le métal est de la tôle d'acier, de l'acier inoxydable, 15 de l'aluminium ou tout autre matériau adéquat. Les plaques ou tôles pliées, constituant des segments ou éléments longilignes du cadre formant la structure du foyer, sont rassemblées les unes aux autres, par leurs bords d'extrémité. L'utilisation d'un combustible liquide, à base d'alcool (tel que par exemple de 20 l'éthanol) engendre des risques non négligeables si certaines précautions ne sont pas prises. Le problème principal est celui de la sécurité des usagers compte tenu de la nature du combustible utilisé. De plus, les impératifs de sécurité ne doivent pas affecter le côté attractif de ce type de cheminée. La demande de brevet français n ° 09 55213 déposée au nom du présent 30 demandeur offre des moyens permettant d'utiliser ces cheminées dans des conditions de sécurité ad hoc. 5 Cependant, ces moyens sont adaptés à du combustible sous forme gel ou solide. Or, le combustible liquide, et notamment sous forme d'alcool, éthanol, soulève des problèmes différents, qu'aucune cheminée connue ne résous. L'invention propose des moyens permettant d'utiliser une cheminée avec un combustible liquide (tel que de l'éthanol) dans des conditions conciliant les impératifs de sécurité et d'agrément. io A cette fin, selon l'invention, le brûleur pour cheminée du type décorative et formant une enceinte ouverte sur au moins une face, comprenant un réservoir de combustible du type liquide, tel que de l'alcool éthylique ou éthanol, relié à une rampe de combustion, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation du combustible apte à réguler la quantité de combustible présente 15 dans ladite rampe. Les moyens d'alimentation comportent un moyen du type carburateur formant une cuve tampon pourvue de deux sorties du liquide : - la première sortie forme un trop plein pour le déversement dans le 20 réservoir ; - la deuxième sortie est reliée à la rampe, et de préférence par la base ou fonds de celle-ci. Plus précisément, le brûleur comporte une pompe d'alimentation du combustible 25 du réservoir vers le carburateur. Le fond de la rampe est situé à un niveau horizontal en dessous dudit niveau de remplissage de la cuve de carburateur, d'une hauteur comprise entre 0,5 et 10 mm, de préférence entre 1,5 et 5 mm, et plus précisément de l'ordre de 2,5 mm. 30 Avantageusement, le brûleur comporte des moyens de détection du niveau de combustible dans le réservoir, sous la forme de deux capteurs situés respectivement à un niveau bas et à un niveau haut. Les deux capteurs sont constitués de sondes reliées à une source d'alimentation en courant, à savoir une sonde de niveau haut et deux sondes de niveau bas. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit d'une forme de réalisation illustrative et non limitative de l'invention, sur la base des dessins Io annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective frontale d'un exemple de réalisation de structure de foyer selon l'invention ; - La figure 2 montre une vue en perspective du boîtier du brûleur ; 15 - La figure 3 montre une vue en perspective de l'intérieur du boîtier ; - La figure 4 est un schéma de principe du brûleur ; - Les figures 5A et 5B sont des vues respectivement arrière et de côté du boîtier ; - La figure 6 montre une vue en perspective de dessus du boîtier ; 20 - Les figures 7 et 8 sont des vues respectivement de dessus et de côté du réservoir et du carburateur ; - La figure 9A est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 7 ; - La figure 9B est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 9A ; - Les figures 10, 11 et 12 sont des vues des moyens de détection de niveau 25 dans le réservoir, respectivement de face, de côté et en perspective de dessous. La figure 1 montre en perspective frontale une structure constituant un foyer de cheminée, et de préférence tel que décrit dans la demande de brevet français n° 30 09 55215, au nom du même demandeur. Le foyer 1, de forme parallélépipédique, est constitué de quatre segments ou éléments longilignes réalisés à partir de tôles pliées, de préférence en acier inoxydable, acier ou aluminium. La structure formant le foyer constitue une sorte de cadre à côtés rectangulaires. Dans l'exemple représenté, le parallélépipède formant le cadre comporte deux grands côtés (segments 3 et 5) et deux petits côtés (segments 2 et 4). A titre indicatif, la longueur du plus grand côté est comprise entre 500 et 1200 mm, io et est de préférence d'environ 900 mm, tandis que les deux petits côtés présentent une longueur d'environ 650 mm de préférence et le cadre ou foyer présente une profondeur entre environ 100 et 250 mm. La structure du foyer en forme de cadre délimite une enceinte intérieure 6 ouverte is sur au moins une des faces, à savoir la face frontale 7 du parallélépipède formant le foyer. Des plaques, métalliques (acier inoxydable, acier, aluminium), de forme rectangulaire, sont prévues pour délimiter l'enceinte interne du foyer. 20 Ainsi, il est prévu cinq plaques, à savoir : - Une plaque formant le fond de l'enceinte, référencée 8 ; - Une plaque supérieure (qui n'est pas visible sur la figure 1) ; - Une plaque inférieure interne, référencée 9 ; 25 - Deux plaques latérales (dont seule la plaque latérale gauche 10 est visible sur la figure 1). La plaque inférieure interne 9 comporte une ouverture 11 donnant accès au volume délimité par le segment 3 inférieur et la plaque interne inférieure 9. Ce 30 volume (qui n'est visible sur la figure 1) est destiné à recevoir un ou des conteneurs ou récipients contenant un combustible, sous forme de tablette, liquide, gel ou similaire, tel que l'éthanol ou tout autre matériau combustible dont la combustion ne dégage que peu de fumée ou de gaz, et de manière à ne pas nécessiter de système d'évacuation de fumée ou de gaz. Le type de cheminée auquel s'applique l'invention est du type dit décorative, c'est- s à-dire que le combustible qui y est placé n'a pas pour vocation de dégager une quantité de chaleur suffisante ou à des fins de chauffage. Le combustible est placé à des fins d'agrément ou décorative pour les utilisateurs. La cheminée décorative du type de l'invention peut être placée à tout endroit d'une Io pièce, soit par accrochage contre une cloison, soit posée sur un socle ou un autre meuble, ou suspendue, soit fixée au sol, et ce par tout moyen connu. L'ouverture 11 est recouverte au moins en partie d'une plaque 1 1A fixée sur la plaque interne inférieure 9. La plaque 1 1A sert également de support à une plaque 15 écran 13 verticale, en matériau transparent, et susceptible de résister à la chaleur, même faible, provenant des flammes sortant de l'ouverture 11 et provenant de la combustion du combustible qui y est disposé. Dans l'espace intérieur délimité en partie basse du foyer, par la plaque frontale 3, 20 la plaque intérieure inférieure 9 et la tôle inférieure extérieure, ce volume étant de forme générale parallélépipédique, est disposé un boîtier 12 comprenant l'ensemble des moyens fonctionnels liés au fonctionnement du brûleur, ainsi que les récipients de combustible. 25 Le boîtier 12, représenté en vue en perspective de dessus sur la figure 2, est de forme parallélépipédique et constitué de tôles, de préférence aluminium ou acier inoxydable, d'épaisseur entre 0,2 et 3 mm. Le boîtier est disposé dans la partie intérieure du foyer de cheminée (figure 1) 30 dans le même sens, à savoir que la longueur du boîtier 12 correspond à la dimension la plus grande du foyer de cheminée. La longueur du boîtier est d'environ 370 mm, sa largeur d'environ 200 mm, et sa hauteur d'environ 90 mm. Les côtés 13, 14, 15 et 16 dudit parallélépipède sont ajourés par des ouvertures verticales parallèles d'environ 1 mm jusqu'à 10 mm de large, de préférence d'environ 3 mm, sur une grande partie de la hauteur desdits côtés 13 à 16. Ces ouvertures ont pour but d'assurer la ventilation et le refroidissement du boîtier et de ses composants. Le boîtier 12 comporte une plaque supérieure 17 comprenant une ouverture oblongue 18 dans le sens de la plus grande dimension et de laquelle fait saillie Io une rampe de combustion 19 de combustible liquide (tel que pas exemple de l'éthanol). Une seconde ouverture 20, circulaire, est prévue dans la plaque 17 pour l'alimentation du réservoir de combustible (qui n'est pas visible) situé à l'intérieur 15 du boîtier. Une manette 21 dépassant du plan de la plaque supérieure 17 est reliée à un mécanisme (qui n'est pas visible sur la figure 2) de trappe d'accès au réservoir. 20 La figure 3 représente le boîtier de la figure 2, ouvert. La plaque frontale 13, la plaque supérieure 17 et les plaques latérales 14 et 16 sont ôtées pour faciliter la compréhension. Sur le fond du boîtier repose un réservoir 22, de forme parallélépipédique et 25 couvrant la largeur du boîtier, et une partie de sa longueur. Un mécanisme 24 d'obturateur, associé à la manette 21 est prévu pour le remplissage du réservoir 22 par le dessus, au travers de l'ouverture 23. Des moyens de mesure du niveau de combustible dans le réservoir sont visibles 30 sous la référence 25 et font saillie par rapport à la plaque de dessus du réservoir. Ces moyens 25 de mesure sont décrits ultérieurement avec plus de détails en regard des figures 10 à 12. La rampe 19 de brûlage du combustible liquide présente une forme oblongue délimitée par une plaque de fond (qui n'est pas visible sur la figure), deux côtés latéraux plans parallèles et verticaux 26 et 27 et deux parties d'extrémité 28 et 29 en demi-cylindre. La rampe 19 est ouverte sur le dessus pour permettre la combustion par flammes du combustible liquide (tel que de l'éthanol). La rampe 19 présente une bride 30 disposée sensiblement à mi hauteur et entourant ladite rampe. Cette dernière est maintenue et repose sur deux pattes transversales 31 et 32 fixées sur la face arrière 15 du boîtier 12. i0 Le brûleur de l'invention comporte des moyens d'alimentation de la rampe de brûlage 19, à partir du réservoir 22, en combustible liquide. Ces moyens d'alimentation comportent un carburateur 33 comprenant une cuve formant tampon, entre le réservoir et la rampe. Une pompe 34, reposant sur le fond du 15 boîtier, à proximité du réservoir 22, relie ce dernier au carburateur 33. Sur le fond du boîtier, à côté du réservoir 22, est prévue une source 35 d'énergie électrique, sous forme d'une batterie 12 volts. 20 On a représenté sur la figure 4 le principe schématique du fonctionnement des moyens d'alimentation en combustible liquide, de la rampe 19. Ces moyens, selon l'invention, permettent d'alimenter la rampe à un niveau 40 de remplissage constant et prédéterminé, de manière sécurisée et permettant la combustion du liquide par des flammes, selon des conditions d'utilisation et d'agrément 25 prédéterminées. La pompe 34 est reliée au réservoir 22 par un conduit souple 36 et au carburateur 33 (plus précisément la cuve tampon de celui-ci) par une conduite souple 37. La cuve 33 tampon comporte deux sorties de liquide, à savoir : 30 -- une première sortie formant un trop-plein d'évacuation vers le réservoir 22 ; le trop-plein en l'occurrence est constitué d'une échancrure 38, par exemple de 2 mm environ, prévue dans une face de la cuve tampon 33 disposée à l'aplomb du réservoir 22 (l'échancrure 38 est visible sur la figure 3). -- une seconde sortie, à la base de la cuve 33, reliée par une conduite souple 39 au fond de la rampe 19 de brûlage. On comprend de ce schéma de principe, que la cuve tampon 33 du carburateur est alimentée en combustible liquide jusqu'au niveau haut 40, qui est constant et prédéterminé. En effet, le liquide dans la cuve 33 ne peut dépasser le niveau haut 40, compte tenu de la présence du trop-plein (échancrure 38) qui permet au Io liquide en trop de se déverser dans le réservoir. La hauteur de liquide dans la rampe 19 est de l'ordre de 1 à 2 mm. La rampe 19 est située par rapport niveau haut 40 de la cuve 33, de manière que le fond 19A de la rampe soit décalé en hauteur, par rapport audit niveau haut 40, d'une 15 hauteur comprise entre 0,5 et 10 mm, et de préférence entre 1,5 et 5 mm, et de manière encore plus préférée de l'ordre de 2,5 mm. Il est entendu que ces valeurs sont fonctions de la hauteur de liquide souhaité dans la rente, de la contenance de cette dernière, du débit nécessaire à la combustion du liquide, etc 20 Les figures 5A, 5B et 6 montrent le boîtier 12 et les éléments décrits ci-dessus portant les mêmes références. Y sont montrées la sortie 33A de la cuve tampon 33 vers la rampe 19, et la sortie 34 A de la pompe 34. Il en est de même des figures 7, 8 et 9A et 9B. 25 Les figures 10, 11 et 12 montrent les moyens 25 de détection de niveau de combustible liquide dans le réservoir 22, qui comportent : • Une tête 41 cylindrique portant sur le dessus de la plaque supérieure du réservoir 22 ; 30 • Trois sondes constituée chacune d'une tige en matériau conducteur, à savoir deux tiges de même longueur 42 et 43, d'environ 20 à 60 mm et dites sondes de niveau bas (dont l'extrémité distale est située à proximité du fond du réservoir), et une tige courte 44 dite de niveau haut de longueur d'environ 5 à 30 mm ; • Un connecteur 45 au dessus de la tête 41 ; • Et trois liaisons filaires 42A, 43A et 44A correspondant chacune à la tige 5 respectivement 42, 43 et 44, et reliées à la batterie 35. Le combustible (éthanol) étant conducteur électriquement, deux situations peuvent se produire : - si le courant issu de la batterie ne passe pas entre les deux sondes longues Io (de niveau bas), ceci signifie que le niveau du réservoir est en dessous du niveau requis ; un signal est alors envoyé à une alarme ou un témoin, placé sur le boîtier ; - si le courant passe entre la sonde de niveau haut et les sondes de niveau bas, ceci signifie que le réservoir est plein. REVENDICATIONS1. Brûleur pour cheminée du type décorative et formant une enceinte ouverte sur au moins une face, comprenant un réservoir de combustible du type liquide, tel que de l'alcool éthylique ou éthanol, relié à une rampe de combustion, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alimentation du combustible apte à réguler la quantité de combustible présente dans Io ladite rampe. 2. Brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comportent un moyen du type carburateur formant une cuve tampon pourvue de deux sorties du liquide. 3. Brûleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première sortie is forme un trop plein pour le déversement dans le réservoir, et la deuxième sortie est reliée à la rampe, et de préférence par la base ou fonds de celle-ci. 4. Brûleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe d'alimentation du combustible du réservoir vers le 20 carburateur. 5. Brûleur selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le fond de la rampe est situé à un niveau horizontal en dessous dudit niveau de remplissage de la cuve de carburateur, d'une hauteur comprise entre 0,5 et 10 mm, de préférence entre 1,5 et 5 mm, et plus précisément de l'ordre de 25 2,5 mm. 6. Brûleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection du niveau de combustible dans le réservoir, sous la forme de deux capteurs situés respectivement à un niveau bas et à un niveau haut. 30 7. Brûleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux capteurs sont constitués de sondes reliées à une source d'alimentation en courant, à savoir une sonde de niveau haut et deux sondes de niveau bas.Il 8. Brûleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de détection comportent : • Une tête cylindrique portant sur le dessus de la plaque supérieure du réservoir ; • Trois sondes constituée chacune d'une tige en matériau conducteur, à savoir deux tiges de même longueur et dites sondes de niveau bas (dont l'extrémité distale est située à proximité du fond du réservoir), et une tige courte dite de niveau haut ; • Un connecteur au dessus de la tête ; io ^ Trois liaisons filaires correspondant chacune à la tige respectivement, et reliées à une source de courant.