Brevet FR2982501A1 — publié le 20130517

Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de séparation d'un mélange hétérogène d'au moins deux liquides non-miscibles. Plus particulièrement la présente invention concerne un dispositif permettant d'enlever l'eau présente dans un carburant. Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné à être utilisé en amont d'un moteur thermique. Technique antérieure L'utilisation de moteur thermique dans un milieu fortement humide est rendu difficile par la contamination du carburant par l'eau du milieu ambiant. La présence d'eau dans le carburant entraine une augmentation de la pollution émise par le moteur et une détérioration des pièces mécaniques de celui-ci. Cette situation est souvent rencontrée pour les moteurs de bateaux et celui de tous les véhicules évoluant dans des conditions hygrométriques extrêmes. Comme il est difficile de prévenir l'entrée de l'eau au niveau du réservoir, des filtres décanteurs sont placés, entre le réservoir et le moteur, pour filtrer l'eau des carburants. Ces filtres présentent plusieurs inconvénients liés à leur structure et à leur principe de fonctionnement. Tout d'abord, ces filtres sont souvent en aluminium et la sulfatation de ce métal entraîne l'oxydation des pièces métalliques et rend inutilisable le filtre décanteur. De plus, la présence d'une cartouche filtrante augmente la résistance au passage du carburant et demande un effort supplémentaire de la pompe à carburant. Ces filtres décanteurs sont également une source de déchets importante ALPHX1-FR-1_TEXTE DEPOSE_SO-GE - 2 - car ils utilisent des cartouches filtrantes jetables difficilement recyclables. Un dispositif de séparation carburant/eau non générateur de déchet et n'induisant pas de résistances au 5 passage du carburant a donc toute son utilité. Le brevet US4,257,890 décrit une ampoule à décanter comprenant un tamis conique en acier à travers lequel l'eau est séparé du carburant et vient se déposer par gravité au fond de l'ampoule. Toutefois, ce type de dispositif n'est 10 pas couramment utilisé. Il existe donc un besoin pour améliorer ce dernier type de dispositif. Résumé de l'invention La présente invention concerne un dispositif de 15 séparation d'un mélange hétérogène d'au moins deux liquides non-miscibles comprenant une enceinte contenant un tamis tronconique positionné de telle sorte que son axe de révolution soit vertical, ledit tamis définissant la limite entre la partie supérieure et la partie inférieure de 20 ladite enceinte, ledit tamis comprenant en son sommet une première ouverture, destinée à permettre le passage dudit mélange hétérogène dans la partie inférieure de ladite enceinte, communiquant avec l'extérieur de ladite enceinte, ladite enceinte comprenant une deuxième ouverture, destinée 25 à permettre l'évacuation hors de l'enceinte du liquide le plus dense, positionnée dans sa partie inférieure et une troisième ouverture, destinée à permettre l'évacuation hors de l'enceinte du liquide le moins dense, positionnée dans la partie supérieure de ladite enceinte remarquable en ce 30 que les perforations dudit tamis sont alignées sur une série de courbes non sécantes s'étendant chacune du bord de la première ouverture à la base du tamis, chacune desdites courbes étant caractérisée par l'angle a formé par le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis ALPHX1-FR-1_TEXTE DEPOSE_SO-GE - 3 tronconique et le point le plus haut de ladite courbe et le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis et le point le plus bas de ladite courbe et en ce que les courbes non-sécantes de ladite série présente un angle a sensiblement identique. Lors du passage du mélange hétérogène à travers le tamis, l'orientation particulière des perforations provoque un mouvement tourbillonnant dudit mélange qui augmente l'efficacité de la séparation des liquides non-miscibles. Par « l'angle a formé par le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis tronconique et le point le plus haut de ladite courbe et le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis et le point le plus bas de ladite courbe» on entend désigner l'angle aigu formé par les deux plans . Par « sensiblement identique », on entend signifier que la différence entre l'angle le plus grand et l'angle le plus petit est inférieure à 4°, préférentiellement inférieure à 2° et tout à fait préférentiellement inférieure à 1°. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, plus de 90% et de façon encore plus préféré plus de 95% des perforations présentes sur ledit tamis sont alignées sur une série de courbes non sécantes s'étendant chacune du bord de la première ouverture à la base de la surface du tamis. Selon un mode de réalisation préféré, ledit tamis est recouvert d'une matière favorisant la coalescence. Par « recouvert » on entend signifier qu'au moins une partie de la matière, constituant ledit tamis, en contact avec le milieu extérieur est une matière favorisant la coalescence. Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, ladite matière favorisant la coalescence est à base de polyamide. Le déposant a pu constater que la présence de cette matière augmente fortement la coalescence de l'eau au ALPHX1-FR-1 TEXTE DEPOSE_SO-GE - 4 - niveau du tamis et améliore le rendement du dispositif selon l'invention. Selon un mode de réalisation encore plus préféré, ledit tamis est constitué d'une matière favorisant la 5 coalescence. Selon un mode de réalisation préféré, les perforations ont la forme de quadrilatère dont le plus grand côté à une taille inférieure à 3 mm, préférentiellement inférieure à 2 mm et tout à fait préférentiellement inférieure à 1 mm. 10 Selon un mode de réalisation préféré, ledit tamis comprend entre 10 et 30 perforations/cm2 et préférentiellement entre 15 et 25 perforations/cm2. Selon un mode de réalisation préféré, ladite enceinte est cylindrique. 15 Selon un mode de réalisation préféré, l'angle a est compris entre 15° et 25°. Selon un mode de réalisation préféré, ladite deuxième ouverture est obturée par un clapet. La présence de ce clapet permet d'ouvrir et fermer par intermittence ladite 20 deuxième ouverture. Selon un mode de réalisation préféré, ledit tamis tronconique est positionné de telle sorte que son sommet soit au dessus de sa base. Selon un mode de réalisation préféré dispositif de 25 séparation selon l'invention comprend deux tamis, tels que décrit précédemment, superposés définissant la limite entre la partie supérieure et la partie inférieure de ladite enceinte, le tamis supérieur comprenant en son sommet une première ouverture, destinée à permettre le passage dudit 30 mélange hétérogène dans la partie inférieure de ladite enceinte. Brève description des dessins ALPHX1-FR-1oeTEXTE DEPOSE_SO-GE - 5 - La figure 1 présente une vue en coupe d'un dispositif selon la présente invention. La figure 2 présente une vue du dessus d'un tamis tronconique utilisable dans le cadre de la présente 5 invention. Description des modes de réalisation Selon en premier mode de réalisation, le dispositif de séparation 1 selon l'invention comprend une enceinte 2 10 contenant un tamis tronconique 3 positionné de telle sorte que son axe de révolution soit vertical, ledit tamis définissant la limite entre la partie supérieure 4 et la partie inférieure 5 de ladite enceinte 2. On comprend que les deux parties de l'enceinte peuvent communiquer non 15 seulement via les perforations du tamis tronconique 3 mais également à la périphérie de la base du tamis tronconique 3. L'enceinte 2 est préférentiellement constituée en plastique moulé et encore plus préférentiellement en 20 plastique transparent. La transparence de la paroi de l'enceinte permet à l'utilisateur de vérifier le bon fonctionnement du dispositif 1 selon l'invention. L'enceinte 2 est de préférence en tout ou partie cylindrique. De manière tout à fait préférée, la partie 25 supérieure 4 de l'enceinte 2 est cylindrique. Le diamètre de la base 6 du tamis tronconique 3 est préférentiellement choisi de telle sorte que ladite base 6 ne soit en contact avec ladite enceinte 2. Le tamis 3 comprend en son sommet 7 une première 30 ouverture 8, destinée à permettre le passage dudit mélange hétérogène dans la partie inférieure de ladite enceinte 2, communiquant avec l'extérieur de ladite enceinte 3. La communication avec l'extérieur de l'enceinte 2 est préférentiellement réalisée via une canalisation 81. ALPHX1-FR-1_TEXTE DEPOSE_SO-GE - 6 -- Par ailleurs, l'enceinte 2 comprend une deuxième ouverture 9, destinée à permettre l'évacuation hors de l'enceinte du liquide le plus dense, positionnée dans sa partie inférieure. Préférentiellement, l'ouverture 9 est positionnée au niveau du point le plus bas de l'enceinte 2 afin d'améliorer l'évacuation de liquide le plus dense (e.g. l'eau). De façon avantageuse le fond de l'enceinte 2 forme un entonnoir et l'ouverture 9 est placée au niveau du point le plus bas de cet entonnoir. Finalement, ladite enceinte 2 comprend une troisième ouverture 10, destinée à permettre l'évacuation hors de l'enceinte du liquide le moins dense, positionnée dans la partie supérieure de ladite enceinte. On comprend ainsi que le mélange pénètre, via la canalisation 81, dans la partie inférieure 5 de l'enceinte 2. Il va être ensuite pompé, via l'ouverture 10, dans la partie supérieure de celle-ci. Le passage du mélange via les perforations 11 du tamis 3 provoque la coalescence de l'eau à la surface supérieure du tamis. L'eau va donc prendre la forme de gouttelettes qui vont ruisseler le long de la surface du tamis 3 jusqu'a sa base 6, puis rejoindre par gravité le fond de l'enceinte 2 et être finalement évacuée via l'ouverture 9. Seule, le liquide le moins dense (e.g. le carburant pur) va donc être pompé via l'ouverture 10. Comme illustré figure 2, les perforations 11 du tamis 3 sont alignées sur une série de courbes 12 non sécantes s'étendant chacune du bord de la première ouverture 8 à la base de la surface du tamis 6, chacune desdites courbes étant caractérisée par l'angle a formé par le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis tronconique et le point le plus haut de ladite courbe et le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis et le point le plus bas ALPHX1-FR-1_TEXTE DEPOSE_SO-GE - 7 -- de ladite courbe. Par ailleurs, les courbes non-sécantes de ladite série présente un angle a sensiblement identique. Le déposant a pu mettre en évidence que cette disposition particulière des perforations améliore l'effet de coalescence de l'eau au niveau du tamis tronconique 3. Cet effet est encore renforcé par l'utilisation d'une matière favorisant la coalescence niveau du tamis tronconique 3. Application industrielle La présente invention est notamment utilisable en combinaison avec un moteur thermique. Cette invention est particulièrement utile dans les milieux fortement humides tels que le milieu maritime et les climats équatoriaux et dans les milieux où se créent de la condensation à l'intérieur des réservoirs. ALPHX1-FR-1_TEXTE DEPOSE_SO-GE REVENDICATIONS1- Dispositif (1) de séparation d'un mélange hétérogène d'au moins deux liquides non-miscibles comprenant une enceinte (2) contenant un tamis tronconique (3) positionné de telle sorte que son axe de révolution soit vertical, 5 ledit tamis (3) définissant la limite entre la partie supérieure (4) et la partie inférieure (5) de ladite enceinte (2), ledit tamis (3) comprenant en son sommet (7) une première ouverture (8), destinée à permettre le passage dudit mélange hétérogène dans la partie inférieure (5) de 10 ladite enceinte (2), communiquant avec l'extérieur de ladite enceinte(2), ladite enceinte (2) comprenant une deuxième ouverture (9), destinée à permettre l'évacuation hors de l'enceinte (2) du liquide le plus dense, positionnée dans sa partie inférieure (5) et une troisième 15 ouverture (10), destinée à permettre l'évacuation hors de l'enceinte (10) du liquide le moins dense, positionnée dans la partie supérieure (5) de ladite enceinte (2) caractérisé en ce que les perforations (11) dudit tamis (3) sont alignées sur une série de courbes (12) non sécantes 20 s'étendant chacune du bord de la première ouverture (8) à la base (6) du tamis (3), chacune desdites courbes (12) étant caractérisée par l'angle a formé par le plan passant par l'axe de révolution dudit tamis tronconique (3) et le point le plus haut de ladite courbe (12) et le plan 25 passant par l'axe de révolution dudit tamis (3) et le point le plus bas de ladite courbe (12) et en ce que les courbes non-sécantes de ladite série présente un angle a sensiblement identique. ALPHX1-FR-1_TEXTE DEPOSE_SO-GE- 9 - 2 - Dispositif (1) de séparation selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit tamis (3) est recouvert d'une matière favorisant la coalescence. 3 - Dispositif (1) de séparation selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit tamis (3) est constitué d'une matière favorisant la coalescence. 4 - Dispositif (1) de séparation selon l'une 2 ou 3 caractérisé en ce que ladite matière favorisant la coalescence est à base de polyamide. 5- Dispositif (1) de séparation selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les perforations (11) les perforations ont la forme de quadrilatère dont le plus grand côté à une taille inférieure à 3 mm. 6 - Dispositif (1) de séparation selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit tamis (3) comprend entre 10 à 30 perforations/cm2. 7 - Dispositif (1) de séparation selon l'une des 25 revendications précédentes caractérisé en ce que ladite enceinte (2) est cylindrique. 8 - Dispositif (1) de séparation selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'angle 30 est compris entre 15° et 25°. 9- Dispositif (1) de séparation selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite deuxième ouverture (9) est obturée par un clapet. 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