MÉLANGEUR DE GAZ POUR BRÛLEUR À ÉTHANOL

Abstract

 L'invention concerne un brûleur à éthanol, comprenant une cuve (5) alimentée en éthanol et un mélangeur (1) de gaz, ledit mélangeur de gaz étant caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments creux en forme de cône tronqué ou de pyramide tronquée de bases identiques, dits respectivement premier élément (10) creux et deuxième élément (12) creux, le premier élément (10) creux comprenant une première ouverture, dite entrée (9) du mélangeur, disposée au-dessus de la cuve (5) et une deuxième ouverture de dimension supérieure à l'entrée (9) du mélangeur, et le deuxième élément (12) creux comprenant une première ouverture, dite sortie (3) du mélangeur, et une deuxième ouverture de dimension supérieure à la sortie (3) du mélangeur, les deux éléments creux étant reliées solidairement au niveau de leurs deuxièmes ouvertures respectives.

Description

1. Domaine technique de l'invention

[0001] L'invention concerne un brûleur à éthanol. En particulier, l'invention concerne un brûleur à éthanol équipé d'un mélangeur.

2. Arrière-plan technologique

[0002] Un brûleur à éthanol est un dispositif de chauffage principal ou d'appoint fonctionnant par combustion d'éthanol ou d'un mélange composé d'éthanol.

[0003] Les brûleurs à éthanol actuels présentent toutefois plusieurs inconvénients. Notamment, les brûleurs à éthanol produisent du dioxyde de carbone (par combustion d'éthanol en présence d'oxygène) et parfois du monoxyde de carbone, dangereux pour la santé (intoxication domestiques pouvant être mortelles).

[0004] En outre, les brûleurs à éthanol actuels présentent un rendement calorifique relativement faible qui entraîne une forte consommation d'éthanol pour le chauffage. Pour améliorer ce rendement calorifique, une solution a été proposée par M. Alain Delaite, co-inventeur de la présente demande, grâce à un brûleur à éthanol est décrit dans la demande de brevet FR2956722 A1.

[0005] Toutefois, ce brûleur à éthanol ne permet pas de résoudre l'inconvénient relatif à la production de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone, et présente un rendement calorifique qui peut être augmenté.

[0006] Les inventeurs ont donc cherché une solution à ces inconvénients.

3. Objectifs de l'invention

[0007] L'invention vise à pallier au moins certains des inconvénients des brûleurs à éthanol connus.

[0008] En particulier, l'invention vise à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un brûleur à éthanol présentant un meilleur rendement calorifique.

[0009] L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un brûleur à éthanol permettant la réduction de l'émission de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone à l'air libre.

[0010] L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un brûleur à éthanol dont l'alimentation en air peut être régulée.

4. Exposé de l'invention

[0011] Pour ce faire, l'invention concerne un brûleur à éthanol, comprenant une cuve alimentée en éthanol et un mélangeur de gaz, ledit mélangeur de gaz étant caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments creux en forme de cône tronqué ou de pyramide tronquée de bases identiques, dits respectivement premier élément creux et deuxième élément creux, le premier élément creux comprenant une première ouverture, dite entrée du mélangeur, disposée au-dessus de la cuve et une deuxième ouverture de dimension supérieure à l'entrée du mélangeur, et le deuxième élément creux comprenant une première ouverture, dite sortie du mélangeur, et une deuxième ouverture de dimension supérieure à la sortie du mélangeur, les deux éléments creux étant reliées solidairement au niveau de leurs deuxièmes ouvertures respectives.

[0012] Un brûleur selon l'invention permet donc, grâce à la présence et à la géométrie du mélangeur de gaz, d'améliorer l'alimentation en air du mélange gazeux dans le brûleur (et donc d'augmenter la présence d'oxygène nécessaire à la combustion), et ainsi améliorer la qualité du mélange gazeux en combustion. En outre, la combustion ne se fait plus à l'air libre et est davantage contrôlée. L'alimentation en air est améliorée par formation d'une dépression en sortie du mélangeur du fait de la combustion, qui entraine une entrée d'air au niveau de la cuve.

[0013] Le brûleur a ainsi un meilleur rendement calorifique, et relâche moins de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone à l'air libre. En particulier, la combustion étant mieux contrôlée, la production de monoxyde de carbone est fortement diminuée ce qui permet la réduction des risques d'intoxication.

[0014] Selon des modes de réalisation préférentiels :

• les deux deuxièmes ouvertures sont de formes et de dimensions identiques,
• le mélangeur de gaz forme une cheminée de forme fuselée au-dessus de la cuve, étanche entre l'entrée du mélangeur et la sortie du mélangeur,
• les deux deuxièmes ouvertures sont reliées entre elles de façon étanche.

[0015] Avantageusement et selon l'invention, la sortie du mélangeur a une aire, délimitée par ses contours, égale à au moins deux fois l'aire de l'entrée du mélangeur.

[0016] Selon cet aspect de l'invention, la géométrie du dispositif permet d'améliorer l'entrée de l'air au niveau de la cuve et ainsi de permettre l'amélioration de la combustion de l'éthanol grâce à un mélange gazeux de meilleure qualité.

[0017] Avantageusement et selon l'invention, la cuve comprend une ouverture de forme identique à l'entrée du mélangeur et de dimensions supérieures à l'entrée du mélangeur de sorte à ce qu'une partie du mélangeur soit disposée dans le volume intérieur formé par les parois de la cuve.

[0018] Selon cet aspect de l'invention, l'entrée d'air s'effectue uniformément dans la cuve par l'espace formé entre l'entrée du mélangeur et l'ouverture de la cuve, ce qui permet une amélioration de la combustion de l'éthanol grâce à un mélange gazeux de meilleure qualité.

[0019] Avantageusement, un brûleur à éthanol selon l'invention comprend des moyens de réglage de la hauteur du mélangeur de gaz par rapport à l'ouverture de la cuve.

[0020] Selon cet aspect de l'invention, les moyens de réglage de la hauteur du mélangeur permettent de régler l'entrée d'air dans la cuve et ainsi de réguler le mélange gazeux. En outre, les moyens de réglage permettent d'adapter la position du mélangeur de gaz au niveau d'éthanol présent dans la cuve, soit lorsque le niveau descend du fait de la combustion d'éthanol, soit pour s'adapter à une alimentation plus ou moins importante de la cuve en éthanol, soit pour s'adapter au chauffage désiré par l'utilisateur.

[0021] Avantageusement, un brûleur à éthanol selon l'invention comprend une plaque d'autocatalyse fixée dans une partie inférieure de la cuve, et s'étendant au moins en partie dans le volume intérieur formé par les éléments creux du mélangeur.

[0022] Selon cet aspect de l'invention, la plaque d'autocatalyse se trouvant au moins en partie dans le volume intérieure formé par les éléments creux du mélangeur, la combustion de l'éthanol est améliorée car elle se produit à l'intérieur du mélangeur.

[0023] L'invention concerne également un brûleur à éthanol caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.

5. Liste des figures

[0024] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

• la figure 1 est une vue schématique de côté gauche d'un brûleur à éthanol selon un mode de réalisation de l'invention,
• la figure 2 est une vue schématique de face d'un brûleur à éthanol selon un mode de réalisation de l'invention.

6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention

[0025] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté.

[0026] Sur les figures, le brûleur à éthanol est représenté en configuration de fonctionnement normal, dans une orientation permettant une utilisation normale.

[0027] Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un brûleur à éthanol selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement de côté (gauche) et de face.

[0028] Le brûleur à éthanol comprend une cuve 5, ici en forme de prisme droit à base triangulaire dont la face rectangulaire supérieure dirigée vers le haut est vide, formant ainsi une ouverture de la cuve 5. La cuve 5 forme ainsi un récipient creux ouvert alimenté dans sa partie inférieure, au niveau de l'arête opposée à sa face supérieure, par un conduit 7 d'alimentation en éthanol. Selon d'autres modes de réalisation, le brûleur ne comprend pas de conduit d'alimentation et est rempli par exemple manuellement par l'ouverture formée par la face supérieure.

[0029] Le brûleur à éthanol comprend en outre une plaque 2 d'autocatalyse fixée au fond de la cuve 5 et s'étendant perpendiculairement à l'ouverture de la cuve 5. Dans ce mode de réalisation, la plaque 2 d'autocatalyse s'étend au-delà du volume formé par la cuve 5. La plaque 2 d'autocatalyse est une plaque conductrice, notamment métallique, de préférence percée de trous et comprenant des encoches en forme de V inversé dans sa partie inférieure en contact avec le fond de la cuve 5. Les avantages et le fonctionnement de cette plaque sont davantage décrits dans la demande de brevet FR2956722 A1 déjà citée.

[0030] Le brûleur à éthanol comprend aussi un mélangeur 1 de gaz, formé de deux éléments creux, un premier élément 10 creux et un deuxième élément 12 creux, en forme de cône tronqué, en particulier dans ce mode de réalisation en forme de pyramide à base rectangulaire tronqué. Selon d'autres modes de réalisation, les éléments creux peuvent être des cônes de révolution tronqués ou des pyramides à base polygonales tronquées.

[0031] Les bases des éléments creux sont vides et forment ainsi des ouvertures. Le premier élément 10 creux comprend une première ouverture, dite entrée 9 du mélangeur, disposé en regard de l'ouverture de la cuve 5, et une deuxième ouverture. Le deuxième élément 12 creux comprend une première ouverture, dite sortie 3 du mélangeur, et une deuxième ouverture.

[0032] Les deux éléments creux sont reliés solidairement entre eux par leur deuxième ouvertures au niveau d'une jonction 14, de sorte à ce que le mélangeur 1 forme une cheminée de forme fuselée au-dessus de la cuve 5, étanche entre l'entrée 9 du mélangeur et la sortie 3 du mélangeur : en particulier, les deux deuxièmes ouvertures sont reliées entre elles de façon étanche. Pour ce faire, les deux deuxièmes ouvertures ont des formes et des dimensions identiques.

[0033] Les dimensions du mélangeur 1 sont adaptées à la forme aux dimensions de la cuve 5 au-dessus de laquelle il est disposé : en particulier, l'entrée 9 du mélangeur est de forme identique à l'ouverture de la cuve 5, et de dimensions inférieures. En outre, le mélangeur 1 est disposé au moins en partie dans le volume formé par les parois de la cuve 5.

[0034] Le mélangeur 1 permet ainsi de former des entrées 8 d'air représentées par des flèches indiquant la direction de la circulation de l'air ambiant vers l'intérieur de la cuve 5. L'air ainsi entré dans la cuve 5 forme, avec l'éthanol, un mélange 6 gazeux dans la cuve 5 et dans le mélangeur 1 via l'entrée 9 du mélangeur, au niveau de la plaque 2 d'autocatalyse. Une fois le mélange 6 gazeux brûlé, les gaz de combustion formés remontent le mélangeur 1 et s'échappent par la sortie 3 du mélangeur. Cet échappement des gaz de combustion forme une dépression qui augmente l'alimentation en air au niveau des entrées 8 d'air du brûleur et ainsi améliore l'apport en air du mélange gazeux, notamment en oxygène comme comburant de la réaction de combustion. Pour permettre de maximiser cette dépression, la sortie 3 du mélangeur a une aire, délimitée par ses contours, égale à au moins deux fois l'aire de l'entrée 9 du mélangeur.

[0035] En particulier, pour un brûleur à éthanol d'une puissance de 8kW, les dimensions sont par exemple les suivantes :

• entrée 9 du mélangeur rectangulaire (en mm) : 178x35 (soit 6230 mm²),
• sortie 3 du mélangeur rectangulaire (en mm) : 193x70 (soit 13510 mm²).

[0036] En outre, le mélange gazeux et les gaz de combustion sont confinés dans le mélangeur 1 ce qui permet d'améliorer la combustion et ainsi réduire le rejet de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone.

[0037] L'éthanol remplit le fond de la cuve 5 jusqu'à un niveau 4 de la cuve 5. Dans le mode de réalisation représenté, l'alimentation de la cuve 5 en éthanol permet de maintenir ce niveau constant dans la cuve 5. Le niveau 4 d'éthanol est par exemple situé à une hauteur de 10 mm pour un brûleur à éthanol d'une puissance de 8kW.

[0038] Le mélangeur 1 est par exemple fixé à la cuve 5 par deux boulons filetés sur toute leur hauteur. Deux supports taraudés sont fixés sur la cuve, et deux supports sont fixés sur le mélangeur de gaz et percés aux diamètres des boulons.

[0039] Selon certains modes de réalisation de l'invention, le brûleur à éthanol comprend des moyens de réglage de la hauteur du mélangeur 1. Les moyens de réglages permettent d'augmenter ou de réduire l'arrivée d'air par les entrées 8 d'air. En outre, dans les modes de réalisation dans lesquels la cuve 5 n'est pas alimentée continuellement en éthanol, les moyens de réglage de la hauteur du mélangeur 1 de gaz permettent d'adapter la hauteur du mélangeur 1 au niveau d'éthanol restant dans la cuve 5. Par exemple, dans la fixation décrite au paragraphe précédent, les boulons peuvent être tournés pour faire monter ou descendre le mélangeur 1 de gaz grâce à l'ensemble filetage/taraudage.

[0040] Pour maintenir le mélangeur 1 de gaz et la cuve 5 ensemble, il est prévu deux contre-écrous par boulons pour bloquer le mélangeur 1 de gaz à la cuve 5.

[0041] L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits. En particulier, le mélangeur de gaz peut-être adapté à d'autres types de brûleurs de gaz que celui représenté, du moment que la cuve présente une ouverture configurée (en termes de formes et de dimensions) pour y adapter le mélangeur de gaz.

Revendications

1. Brûleur à éthanol, comprenant une cuve (5) alimentée en éthanol et un mélangeur (1) de gaz, ledit mélangeur de gaz étant caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments creux en forme de cône tronqué ou de pyramide tronquée de bases identiques, dits respectivement premier élément (10) creux et deuxième élément (12) creux, le premier élément (10) creux comprenant une première ouverture, dite entrée (9) du mélangeur, disposée au-dessus de la cuve (5) et une deuxième ouverture de dimension supérieure à l'entrée (9) du mélangeur, et le deuxième élément (12) creux comprenant une première ouverture, dite sortie (3) du mélangeur, et une deuxième ouverture de dimension supérieure à la sortie (3) du mélangeur, les deux éléments creux étant reliées solidairement au niveau de leurs deuxièmes ouvertures respectives.

2. Brûleur à éthanol selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie (3) du mélangeur a une aire, délimitée par ses contours, égale à au moins deux fois l'aire de l'entrée (9) du mélangeur.

3. Brûleur à éthanol selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la cuve (5) comprend une ouverture de forme identique à l'entrée (9) du mélangeur et de dimensions supérieures à l'entrée (9) du mélangeur (1) de sorte à ce qu'une partie du mélangeur (1) soit disposée dans le volume intérieur formé par les parois de la cuve (5).

4. Brûleur à éthanol selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage de la hauteur du mélangeur (1) de gaz par rapport à l'ouverture de la cuve (5).

5. Brûleur à éthanol selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque (2) d'autocatalyse fixée dans une partie inférieure de la cuve (5), et s'étendant au moins en partie dans le volume intérieur formé par les éléments creux du mélangeur (1).

Dessins