Brevet FR2950257A1 — publié le 20110325

La présente invention concerne le domaine de la diffusion dans l'air d'une composition à diffuser telle qu'une composition de parfum. Plus précisément, la présente invention concerne un ensemble convenant pour la diffusion d'une composition à diffuser dans l'air ambiant. Cet ensemble comprend une partie centrale adaptée à recevoir un mélange d'un liquide combustible et de la composition à diffuser. Il comprend aussi une zone de vaporisation du liquide combustible et de la composition à diffuser, ladite zone de vaporisation étant adaptée à être alimentée en mélange du liquide combustible et de la composition à diffuser par la partie centrale, ladite zone de vaporisation comprenant au moins une paroi externe en contact avec l'air ambiant, au moins une de ces parois externes formant une zone de diffusion dans l'air de la composition. L'ensemble comprend en outre une zone de brûleur à combustion catalytique, incluant un catalyseur, et présentant au moins une paroi externe en contact avec l'air ambiant, la zone de vaporisation étant destinée à être chauffée par ladite zone de brûleur. On connaît notamment les brûleurs catalytiques décrits dans les demandes de brevet ou brevets publiés sous les numéros WO 2008/023112, WO 2008/023113, EP 1 491 819, EP 1 491 818, WO 99/63267, EP 0 277 875. Il a été constaté que de tels brûleurs présentaient des inconvénients. Notamment, avec ces brûleurs de l'art antérieur, on rencontre des difficultés à l'allumage. On entend par allumage le démarrage de la combustion catalytique à l'aide d'une source de chaleur qui est en l'occurrence une flamme. D'une part, ces brûleurs connus requièrent une flamme de taille importante à l'allumage ce qui n'est pas satisfaisant en termes de sécurité de l'utilisateur. En effet, la taille de la flamme requise pour l'allumage de ces brûleurs est comprise entre 10 et 15 cm, en fonction du degré de saturation du brûleur en combustible et donc du niveau de remplissage du récipient qui accueille le brûleur et contient le liquide combustible. D'autre part, il a été constaté que, en fonction de la forme du récipient qui accueille le brûleur, celui-ci peut se retrouver saturé en combustible et alors empêcher, ou au moins rendre difficile, le prochain allumage. En effet, le degré de saturation du brûleur à un instant t dépend de la forme du récipient qui peut parfois engendrer des dysfonctionnements de rallumage du brûleur. Par ailleurs, les brûleurs actuels présentent comme défaut de nécessiter une durée d'allumage, et donc de maintien de la flamme, comprise entre 1 et 2 min, ce qui est trop long pour l'utilisateur. Il existe donc un besoin pour un dispositif de brûleur exempt des limitations mentionnées ci-dessus, et en particulier présentant des conditions d'allumage améliorées, plus sécuritaires et plus efficaces. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif qui réponde à ce besoin. A cette fin, l'ensemble selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de séparation interne, qui conduit la chaleur et est étanche à tout liquide, ledit élément formant une séparation entre la zone de brûleur et la zone de vaporisation, ladite zone de vaporisation étant adaptée à libérer dans l'air ambiant, au niveau de sa paroi externe, des vapeurs de liquide combustible, et ladite zone de brûleur étant adaptée à recevoir ces vapeurs au niveau de sa paroi externe et à brûler ces vapeurs par combustion catalytique. Le fait d'utiliser le principe de la combustion des vapeurs permet de s'affranchir des problèmes liés à la forme et au volume du récipient, et donc des problèmes de débit et d'alimentation de l'ensemble en combustible. En effet, lorsqu'un brûleur de l'art antérieur est saturé en combustible, par exemple parce qu'il n'a pas été utilisé pendant un certain temps, il peut ne pas se rallumer car engorgé et la température de la flamme ne suffit pas à l'assécher et donc à démarrer la catalyse. Avec l'ensemble selon l'invention qui utilise la combustion des vapeurs, même non utilisé pendant un certain temps, et quelque soit ce temps, la zone de catalyse ou zone de brûleur n'est jamais saturée en liquide combustible ce qui permet un allumage à chaque fois sans désamorçage de la catalyse. En outre, l'ensemble selon l'invention présente l'avantage de nécessiter, pour l'amorçage de la catalyse, une flamme pendant un temps plus court que dans les brûleurs de l'art antérieur. Dans l'invention, la flamme doit être présente pendant une durée comprise entre 5 et 20 secondes alors que, dans l'art antérieur, la durée est comprise entre 1 et 2 minutes. La taille de la flamme nécessaire à l'allumage de l'ensemble selon l'invention est également diminuée par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Elle est comprise entre 2 et 5 cm. En outre, elle peut être prédéterminée en fonction de la hauteur de la zone de vaporisation. L'élément de séparation doit assurer une étanchéité totale aux liquides entre la zone de vaporisation et la zone de brûleur. La zone de brûleur ne doit pas entrer en contact avec le liquide combustible, sous peine de difficultés d'allumage de l'ensemble. En effet, en trop grande alimentation, le liquide combustible viendrait noyer la zone de brûleur et donc l'éteindre. Ainsi, il comprend un matériau non perméable aux liquides et de préférence un matériau non poreux, c'est-à-dire non perméable à tout fluide. Le matériau non poreux peut être choisi parmi le verre, l'émail ou une matière métallique ou plastique. Par exemple, l'élément de séparation interne est en métal, et plus particulièrement en aluminium. Cet élément de séparation en aluminium peut notamment présenter une épaisseur inférieure à 1 millimètre, de préférence comprise entre 0,2 et 1 millimètre, et tout préférentiellement égale à 0,4 millimètre. L'élément de séparation peut sinon comprendre un matériau semi-poreux tel qu'il en existe parmi les silicones, qui est perméable aux gaz mais pas aux liquides. De manière avantageuse, au moins la partie centrale et la zone de vaporisation, et optionnellement la zone de brûleur, sont en un matériau poreux, ledit matériau poreux présentant une porosité au moins égale à 35%, de préférence comprise entre 35 et 80%, voire entre 40 et 70%, ou tout préférentiellement comprise entre 50 et 60%. Ce matériau poreux comprend l'un au moins des matériaux choisis parmi le kaolin, la cordiérite, et un mélange d'un composé réfractaire, d'un agent porogène, d'un liant et optionnellement d'un compose conducteur thermique de conductivité thermique supérieure à 60 watts par mètre-kelvin. On préfère utiliser un mélange d'un composé réfractaire, d'un agent porogène, d'un liant et optionnellement d'un composé conducteur thermique de conductivité thermique supérieure à 60 watts par mètre-kelvin. Une composition pour l'obtention d'un matériau poreux destiné à la fabrication d'un brûleur à combustion catalytique ou d'un élément de brûleur à combustion catalytique, comprenant au moins un composé réfractaire, au moins un liant, au moins un agent porogène, et au moins un composé conducteur thermique de conductivité thermique supérieure à 60 watts par mètre-kelvin, est décrit dans la demande de brevet internationale publiée n° WO 2008/023111. Cette composition présente des propriétés et une qualité qui sont aisément maîtrisées, et est ainsi susceptible d'être utilisée pour toute forme de brûleur. Par conséquent, les brûleurs ou éléments de brûleur fabriqués à partir de cette composition présentent des propriétés physiques, chimiques et mécaniques homogènes dans l'ensemble de leur volume et des propriétés reproductibles d'un brûleur, ou élément de brûleur, à un autre. Au moins un des composés conducteur thermique est par 15 exemple du carbure de silicium. De préférence, chaque composé réfractaire présente une conductivité thermique inférieure à la conductivité thermique de chaque composé conducteur thermique. Chaque composé réfractaire peut en particulier être choisi parmi l'alumine, 20 la silice, la mullite, la zircone, la cordiérite, la syénite ou un de leurs mélanges. Le composé réfractaire est tout préférentiellement la mullite. De manière avantageuse, chaque liant est choisi parmi tout composé minéral permettant un frittage à une température 25 inférieure ou égale à 1000 degrés Celsius. Le liant est par exemple du verre, de préférence du verre borosilicaté. Chaque agent porogène est avantageusement choisi parmi tout porogène de granulométrie maîtrisée et contrôlée. L'agent porogène est par exemple le graphite. 30 Selon une version particulière de l'invention, la composition comprend, en pourcentage de son poids total, entre 1 et 30% d'au moins un composé conducteur thermique, entre 30 et 70% d'au moins un composé réfractaire, entre 2 et 30% d'au moins un liant, et entre 5 et 40% d'au moins un agent porogène. Selon une version plus particulière de l'invention, la composition comprend, en pourcentage de son poids total, entre 5 et 25% d'au moins un composé conducteur thermique, entre 40 et 65% d'au moins un composé réfractaire, entre 5 et 25% d'au moins un liant, et entre 8 et 35% d'au moins un agent porogène. La zone de brûleur peut être en un matériau poreux comme décrit ci-dessus ou en un matériau non poreux. Ce matériau, poreux ou non poreux, doit être conducteur de chaleur et est par exemple une céramique ou un métal. Selon l'invention, l'ensemble peut comprendre trois pièces dissociables, une première pièce incluant la zone de vaporisation et la partie centrale, une deuxième pièce incluant la zone de brûleur et une troisième pièce incluant l'élément de séparation interne. Un autre mode de réalisation de l'invention consiste à ce que l'élément de séparation interne soit ajouté à une pièce unique incluant la zone de vaporisation, la partie centrale et la zone de brûleur. L'élément de séparation interne peut ainsi être déposé au sein de cette pièce unique de manière à former séparation entre la zone de vaporisation et la zone de brûleur. D'après une version de l'invention, la zone de brûleur occupe une partie supérieure et périphérique de l'ensemble selon l'invention, et la zone de diffusion occupe une partie supérieure et centrale de l'ensemble, séparée de la zone de brûleur par l'élément de séparation interne. Autrement dit, la zone de diffusion se trouve à l'extrémité supérieure de l'ensemble et est entourée et chauffée, par l'intermédiaire de l'élément de séparation, par la zone de brûleur. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, la partie centrale comprend une cavité sensiblement axiale débouchant au niveau d'une extrémité inférieure de l'ensemble, ladite cavité étant adaptée à recevoir une mèche et à recevoir le mélange du liquide combustible et de la composition à diffuser par contact avec cette mèche imbibée dudit mélange. La mèche est de manière avantageuse en une matière poreuse. Toutefois, toute matière permettant une alimentation, par capillarité, de la partie centrale en liquide combustible peut constituer une mèche utilisable dans l'invention. Ainsi, la mèche est une mèche connue quelconque, par exemple une mèche en coton. Elle peut autrement être une mèche en matière minérale, par exemple une mèche en fibres minérales ou en céramique. L'ensemble selon l'invention peut comprendre, à une extrémité supérieure, un canal entre une partie supérieure de la cavité et l'air ambiant. Ce canal permet notamment une évacuation correcte des gaz imbrûlés de la zone de vaporisation, et ainsi une diminution de son encrassement. La cavité peut présenter un diamètre compris entre 5 et 6 mm, de préférence de 5,5 mm, et ce jusqu'à une distance de 2 mm de l'extrémité supérieure de la zone de vaporisation. Le canal peut avoir un diamètre compris entre 1,5 et 3 mm, de préférence de 2 mm. A titre d'exemple, la première pièce peut être de forme cylindrique, avec en son centre une cavité cylindrique débouchant à l'extrémité inférieure de la première pièce. Cette première pièce peut inclure un moyen d'appui pour recevoir et porter les deuxième et troisième pièces. Un moyen d'appui peut être formé par un bord en L au niveau de la périphérie de la première pièce. La troisième pièce peut être de forme adaptée à venir se positionner autour de la première pièce en une partie supérieure de celle-ci. La deuxième pièce peut être de forme adaptée à venir se positionner autour de la première pièce en une partie supérieure de celle-ci de manière à ce que la troisième pièce forme l'élément de séparation interne entre la première pièce et la deuxième pièce. La deuxième pièce et la troisième pièce sont par exemple sous la forme d'anneaux avec au moins un bord en L. La troisième pièce peut avoir un bord périphérique extérieur de forme tronconique, ce qui facilite la combustion catalytique des vapeurs reçues au niveau de sa paroi externe. Le catalyseur est de préférence au moins déposé au niveau d'une partie périphérique extérieure de la zone de brûleur. Ainsi, par exemple, le catalyseur est déposé à l'extérieur et en périphérie de la deuxième pièce, au niveau du bord tronconique. Le catalyseur peut en outre être déposé sur une partie supérieure de la zone de brûleur, ce qui permet de mieux réchauffer la zone de vaporisation et ainsi d'y limiter l'accumulation d'imbrûlés. Le catalyseur est de préférence un métal, et peut 20 notamment être choisi parmi le platine, le palladium et le rhodium. On préfère utiliser le platine. Par exemple, la quantité de platine déposée est comprise entre 0,5 mg et 3 mg. Une quantité de 0,5 mg de platine est suffisante pour garantir le fonctionnement de l'ensemble 25 selon l'invention. Une quantité supérieure à 3 mg entraîne une augmentation de la consommation de liquide combustible. Selon l'invention, la composition à diffuser dans l'air ambiant peut être en particulier une composition de parfum. Ce peut être autrement, par exemple, une composition anti- 30 moustiques, une composition anti-acariens ou une composition antibactérienne. Le liquide combustible utilisé selon l'invention peut être un alcool, par exemple l'alcool isopropylique, ou tout autre combustible liquide approprié et compatible avec les règlementations en vigueur. Il doit être tel que sa vaporisation et sa combustion catalytique ne dégagent pas d'odeur désagréable et nuisible au parfum. A titre d'exemple, l'ensemble selon l'invention est adapté à fonctionner avec un mélange d'un liquide combustible et d'une composition à diffuser, qui comprend de l'alcool isopropylique, éventuellement de l'acétone, éventuellement de l'eau, et du parfum. Plus particulièrement, un tel mélange peut comprendre, en masse, entre 70 et 99% d'alcool isopropylique, entre 0 et 18% d'acétone, entre 0 et 10% d'eau, et du parfum jusqu'à 2%. Les pourcentages sont donnés par rapport à la masse totale du mélange. L'ensemble selon l'invention est adapté à fonctionner avec de l'alcool isopropylique, utilisé communément comme liquide combustible, mais aussi notamment avec un composé plus volatile que l'alcool isopropylique, par exemple avec de l'acétone. Or, l'utilisation d'un tel liquide combustible avec les brûleurs connus à ce jour n'est pas possible en ce que lesdits brûleurs sont noyés par le liquide. En effet, la réaction de catalyse qui a lieu normalement est désamorcée par une arrivée trop importante de ce liquide combustible. L'acétone a une tension de vapeur (24,7 kPa) plus élevée que celle de l'alcool isopropylique (4,4 kPa) à la température ambiante de 20°C. L'acétone s'évapore donc plus rapidement que l'alcool isopropylique. L'évaporation de l'acétone est endothermique. Elle prélève de la chaleur au niveau du brûleur ce qui a pour incidence de le refroidir et de favoriser le désamorçage de la catalyse. Les consommations horaires sont beaucoup plus élevées pour l'acétone (plus de 30 g/h) que pour l'alcool isopropylique (environ 20-25 g/h). La viscosité de l'acétone (0,32 mPaS à 20°C) est plus faible que celle de l'alcool isopropylique (2,37 mPaS à 20°C). Pour ces raisons, un mélange à base d'acétone ne peut pas être utilisé avec les brûleurs connus. L'ensemble selon l'invention permet un fonctionnement avec ce type de mélange en permettant de résoudre les problèmes de trop forte alimentation en liquide combustible et de son évaporation trop importante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description détaillée qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1A représente une vue schématique en élévation d'un ensemble selon l'invention ; - la figure 1B représente l'ensemble de la figure 1A en coupe ; - la figure 2A représente la première pièce de l'ensemble de la figure 1A ; la figure 2B représente la première pièce de la figure 2A en coupe la figure 3 représente la deuxième pièce de 20 l'ensemble de la figure 1A ; - la figure 4 représente la troisième pièce de l'ensemble de la figure 1A ; et - la figure 5 représente une vue schématique en élévation d'un flacon équipé d'un ensemble selon l'invention. 25 L'ensemble 1 selon l'invention, représenté aux figures 1A et 1B, comprend une partie centrale 2, une zone 3 de vaporisation du liquide combustible et de la composition à diffuser, une zone 5 de brûleur à combustion catalytique, et 30 un élément 7 de séparation interne. La zone 5 de brûleur occupe une partie supérieure et périphérique de l'ensemble 1, et présente au moins une paroi externe 6 en contact avec l'air ambiant. La zone 3 de vaporisation inclut une zone 4 de diffusion au niveau de laquelle la composition à diffuser, de parfum par exemple, est diffusée dans l'air ambiant après vaporisation. Les vapeurs de liquide combustible sont plutôt émises au niveau d'une zone 17 située en périphérie et en partie basse ou médiane de la zone 3 de vaporisation, soit en-dessous de la zone 5 de brûleur et de sa paroi 6 externe où sont brûlées ces vapeurs. La partie centrale 2 comprend une cavité 9 adaptée à recevoir une mèche (non représentée). L'ensemble 1 comprend, à une extrémité supérieure, un canal 10 entre une partie supérieure de la cavité 9 et l'air ambiant. L'ensemble 1 peut comprendre trois pièces dissociables, représentées respectivement aux figures 2A, 2B, 3 et 4. Une première pièce 8 inclut la zone 3 de vaporisation et la partie centrale 2. Cette première pièce 8 inclut en outre un fût 11. Ce fût 11 est destiné à recevoir et enserrer la mèche et est également destiné à venir s'adapter au niveau d'un récipient contenant le mélange de liquide combustible et de composition de parfum, mélange dans lequel trempe la mèche. Plus précisément, le fût 11 peut s'adapter au niveau d'un goulot d'un récipient sous forme de flacon par exemple. Sur les figures, le fût 11 fait partie intégrante de la première pièce 8. Mais, selon l'invention, le fût peut être une autre pièce dissociable de la première pièce. Dans ce cas, l'association du fût et de la première pièce doit permettre la circulation du mélange de liquide combustible et de composition de parfum entre ces deux pièces. Sur les figures 2A et 2B, la première pièce 8 comprend un bord 12 en L pour accueillir une troisième pièce représentée à la figure 4, incluant l'élément 7 de séparation interne. Une deuxième pièce, représentée à la figure 3, inclut la zone 5 de brûleur. L'élément 7 de séparation interne est sous forme d'anneau en L pour d'une part venir se poser sur le bord 12 en L de la première pièce 8, et d'autre part recevoir la deuxième pièce dont une paroi périphérique interne présente c également un bord 12/en L visible à la figure 1B. A titre d'exemple, la hauteur de l'ensemble 1 est de 16,5 mm en y incluant la hauteur du fût 11, celle de la zone 5 de brûleur est de 3 à 3,5 mm, et celle de la zone 17 d'émission des vapeurs de combustible est de 6 à 10 mm. En particulier, la hauteur de la zone 17 est d'environ 7 mm pour l'acétone et d'environ 9 mm pour l'alcool isopropylique. Toutefois, ces hauteurs peuvent être toute hauteur permettant le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Il faut une hauteur de zone de brûleur suffisante pour que la catalyse ait lieu et soit maintenue, et pour que la chaleur dégagée par cette zone puisse être conduite jusqu'à la zone de vaporisation. Cette hauteur de zone de brûleur conditionne la taille de la flamme qui augmente avec la hauteur de la zone de brûleur. En outre, la hauteur de la zone 17 d'émission des vapeurs de combustible doit être suffisante pour permettre une vaporisation suffisante et permettre le fonctionnement de la partie catalytique. L'amorçage de la catalyse peut se faire par la partie supérieure de l'ensemble et/ou par la partie en-dessous de la zone de brûleur soit la zone 17. Il se fait mieux au niveau de cette partie en- dessous de la zone de brûleur en ce qu'elle est plus alimentée en combustible. On peut donner un rapport des hauteurs à respecter entre les zones de brûleur et de vaporisation pour avoir un allumage correct et limiter la hauteur de flamme. Par exemple, pour une utilisation avec l'acétone comme combustible, le rapport hauteur de zone de brûleur : hauteur de zone de vaporisation est d'environ 1:2 ; pour une utilisation avec 1' alcool isopropylique, ce rapport est d'environ 1:3. A la figure 5 est représenté un flacon 13 à combustion catalytique adapté à contenir un mélange 14 de liquide combustible et de composition à diffuser. Ce flacon 13 est aussi adapté à recevoir à sa partie supérieure un ensemble 1 selon l'invention qui reçoit une mèche 15 trempant dans le mélange 14. Le flacon 13 peut être tout récipient de forme quelconque capable de recevoir un ensemble selon l'invention avec une mèche qui trempe dans un mélange contenu dans ce récipient. Le flacon 13 présente un goulot 16 au niveau duquel est adapté l'ensemble 1. REVENDICATIONS1. Ensemble (1) convenant pour la diffusion d'une 5 composition à diffuser dans l'air ambiant, ledit ensemble comprenant : - une partie centrale (2) adaptée à recevoir un mélange d'un liquide combustible et de la composition à diffuser, - une zone (3) de vaporisation du liquide combustible et 10 de la composition à diffuser, ladite zone de vaporisation étant adaptée à être alimentée en mélange du liquide combustible et de la composition à diffuser par la partie centrale, ladite zone de vaporisation comprenant au moins une paroi externe en contact avec l'air ambiant, au moins une de 15 ces parois externes formant une zone de diffusion (4) dans l'air de la composition, et - une zone de brûleur (5) à combustion catalytique, incluant un catalyseur, et présentant au moins une paroi externe (6) en contact avec l'air ambiant, la zone de 20 vaporisation étant destinée à être chauffée par ladite zone de brûleur, ledit ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément (7) de séparation interne, qui conduit la chaleur et est étanche à tout liquide, ledit élément formant 25 une séparation entre la zone de brûleur et la zone de vaporisation, ladite zone de vaporisation étant adaptée à libérer dans l'air ambiant, au niveau de sa paroi externe, des vapeurs de liquide combustible, et ladite zone de brûleur étant adaptée à recevoir ces vapeurs au niveau de sa paroi 30 externe et à brûler ces vapeurs par combustion catalytique. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel l'élément de séparation interne comprend un matériau nonporeux choisi parmi le verre, l'émail ou une matière métallique ou plastique. 3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel 5 l'élément de séparation interne est en aluminium. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel au moins la partie centrale et la zone de vaporisation sont en un matériau poreux, ledit matériau 10 poreux présentant une porosité au moins égale à 35%, de préférence comprise entre 35 et 80%. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant trois pièces dissociables, une première pièce 15 (8) incluant la zone de vaporisation et la partie centrale, une deuxième pièce incluant la zone de brûleur et une troisième pièce incluant l'élément de séparation interne. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 5, dans lequel la zone de brûleur occupe une partie supérieure et périphérique dudit ensemble. 7. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel la zone de diffusion occupe une partie supérieure et centrale 25 dudit ensemble, séparée de la zone de brûleur par l'élément de séparation interne. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la partie centrale comprend une cavité (9) 30 sensiblement axiale débouchant au niveau d'une extrémité inférieure de l'ensemble, ladite cavité étant adaptée à recevoir une mèche et à recevoir le mélange du liquidecombustible et de la composition à diffuser par contact avec cette mèche imbibée dudit mélange. 9. Ensemble selon la revendication 8 dépendant de la revendication 6 ou 7, comprenant, à une extrémité supérieure, un canal (10) entre une partie supérieure de la cavité et l'air ambiant. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 10 à 9, dans lequel le catalyseur est déposé au niveau d'une partie périphérique extérieure de la zone de brûleur