FR2829772A1 - Combustible pour outils actionnes par combustion interne - Google Patents
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Abstract
Combustible d'outils actionnés par combustion interne, en particulier pour outils de scellement d'éléments de fixation, à base de gaz ou de mélange gazeux combustible liquéfié avec une tension de vapeur de 2 à 15 bars absolus à 20 °C, lequel combustible est caractérisé en ce que, comme agent pour améliorer le comportement à la combustion, le gaz ou le mélange gazeux contient au moins un composé combustible qui y est soluble et qui est liquide à 20 °C et à pression normale.
Description
étapes d'hydrodésulfuration.
s Combustible pour outils actionnés par combustion interne La présente invention concerne un combustible pour outils actionnés par combustion interne, en partlculier pour outils de scellement d'éléments de fixation, par exemple des cloueuses à gaz, à base de gaz ou de mélange gazeux combusÉlble liquéfié avec une tension de vapeur de 2 à 15
bars absolus à 20 C.
Des outils actionnés par combustion interne du type en question, à savoir des outils de scellement d'éléments de fixation, sont connus par exemple du document DE-A-40 32 2s 202. Ces outils permettent d'enfoncer des éléments de fixation, comme par exemple des clous, des chevilles et analogues, directement par action de la combustion interne du combustible brûlé, normalement d'un gaz ou d'un mélange gazeux combustible liquéfié, dans des matériaux, par exemple dans du bois, de l'acier, du béton et analogues, sur lesquels l'élément structurel correspondant doit être fixé. Des outils actionnés par combustion interne de ce type comportent par exemple une chambre de combustion et un piston qui est mobile dans un guide-piston et qui est sollicité par les gaz de combustion expansés générés dans S la chambre de combustion. Du fait de l'inflammation du mélange air/combustible présent à l'intérieur de la chambre de combustion, le piston est éloigné de la chambre de combustion, frappe l'élément de fixation et l'enfonce dans le matériau du support. L'énergie acquise par la combustion du combustible dépend très fortement de la vitesse de combustion, laquelle est fonction du rapport combustible/air. Dans les outils actionnés par combustion interne IS traditionnels de ce type, on emploie comme combustible un mélange constitué par exemple de méthylacétylène et de propadiène ou un mélange de propane, de butane, de propène ou d'éthane. Dans les outils actionnés par combustion interne de ce type de commercialisation courante, on utilise en particulier des mélanges de méthylacétylène, de propadiène, de propène et/ou de butane, lesquels sont également connus sous la dénomination MAPP. De tels mélanges gazeux sont dégagés comme sous-produits lors de la cokéfaction de la houille et présentent une vitesse de combustion relativement élevée, ce qui est important pour
le rendement élevé des outils.
Ces combustibles traditionnels présentent cependant toutes sortes d'inconvénients. Les mélanges MAPP habituellement mis en _uvre contiennent le plus souvent de faibles proportions de butadiène, lequel est toxique et n'est
admis que dans des quantités inférieures à 0,1 % en poids.
Des gaz MAPP pur, exempEs de butadiène, sont difficiles à obtenir et coûteux. Les mélanges d'hydrocarbures classiques ou les hydrocarbures gazeux purs, comme le butane ou le propane, brulent plus lentement et ne
conviennent pas au présent usage.
En particulier, la plupart des mélanges gazeux connus employés comme combustibles présentent une vaporisation lente et faible à basse température (- 5 C), ce qui est toutefois problématique pour les outils en question ici, lesquels doivent pouvoir aussi être utilisés sur des
chantiers à des températures inférieure à 0 C.
Cependant, les hydrocarbures présentant une vaporisation rapide et élevée à basse température sont chers à l'achat et possèdent fréquemment des tensions de vapeur trop élevées, de sorte qu'il devient compliqué de respecter les règlements officiels sur la manipulation de mélanges de gaz liquides de ce type. En effet, ces règlements sur les aérosols exigent le respect d'une tension maximale du mélange gazeux liquéfié à 50 C de 12 bars à la pression aLmosphérique. Si l'on tente de résoudre les problèmes de combustibles class iques à bas se température en introdui sant dans la 2s chambre de combustion une quantité supérieure de combustible et en utilisant ainsi un mélange plus riche, on rencontre des problèmes à haute température (par exemple à 50 C) dans la chambre de combustion, ce qui complique la gestion de l'énergie de combustion à mettre en _uvre et donc de l'énergie d'enfoncement de l'élément
de fixation.
La présente invention a donc pour but de fournir un combustible pour outils actionnés par combustion interne du type en question, lequel est non seulement constitué d'ingrédients sans danger pour la santé, mais est également économique à fabriquer et résout les problèmes évoqués cidessus, à savoir en améliorant le comportement à basse température et également, si nécessaire, en
améliorant le comportement à haute température.
L' invention a pour objet un combustible pour outils actionnés par combustion interne, en particulier pour outils de scellement d'éléments de fixation, à base de gaz ou de mélange gazeux combustible liquéfié avec une tension de vapeur de 2 à 15 bars absolus à 20 C, lequel est caractérisé en ce que, comme agent pour améliorer le comportement à la combustion, le gaz ou le mélange gazeux contient au moins un composé combustible qui y est soluble
et qui est liquide à 20 C et à pression normale.
L'ajout selon l' invention d'un composé combustible soluble dans le gaz ou dans le mélange gazeux combustible liquéfié, liquide à 20 C et à pression normale (101.325 Pa), permet d'améliorer nettement le comportement à basse température. Ainsi, dans la première phase de combustion, la combustion des composants à bas point d'ébullition des 2s gaz combustibles liquéfiés a pour effet de dégager de la chaleur et d'élever la température. De ce fait, la tension de vapeur du composé combustible ajouté selon l' invention augmente, de sorte que ce composé se vaporise et, dans une deuxième phase, participe à la combustion. I1 se produit donc une augmentation de la vitesse du front de flammes dans la chambre de combustion, une élévation de la conversion du combustible lors de la réaction de combustion et une amélioration avantageuse de la
turbulence de la flamme de combustion.
À des températures élevées de l' air dans la chambre de combustion, par exemple de 60 à 80 C, le composé combustible ajouté selon l' invention, en tant que composant d'ébullition difficile, prend d'emblée majorltairement part à la combustion, ce qui a pour effet d'améliorer le comportement à haute température. Afin que le mélange ne soit pas trop riche, on utilise selon l' invention de préférence des solvants qui contiennent au moins un atome d'oxygène, ce qui réduit le besoin en air
de ces composés.
L' introduction du composé combustible selon l' invention dans le gaz ou le mélange gazeux combustible liquéfié a ainsi pour effet d'abaisser la pression totale du combustible. Cet effet permet sans mesure particulière de respecter les dispositions sur les acrosols relatives à la
pression maximale de 12 bar de surpression à 50 C.
Ce composé combustible liquide à 20 C et à pression normale peut étre inorganique ou organique. Selon un mode de réalisation préféré, on met en _uvre un composé organique combustible liquide qui présente de préférence un point d'ébullition à pression normale de 20 à 140 C, de préférence de 50 à 90 C. De manière particulièrement préférée, on emploie à cet effet un solvant organique, en particulier un solvant organique oxygéné. Selon l' invention, des solvants organiques tout particulièrement préférés sont le méthanol, l'éthanol, l'acétone, le
méthylacétate ou des mélanges de ces solvants.
De préférence, le combustible selon l' invention contient le composé organique combustible liquide dans une quantité
de 3 à 30 % en poids, de préférence de 5 à 20 % en poids.
Comme gaz ou mélanges gazeux combustibles liquéfiés, on met en _uvre selon l' invention du propane, du propène, du propadiène, du n-butane, de l'isoLutane, du butène, du diméthyléther, du méthylacétylène, du protoxyde d'azote, du nitrométhane et les mélanges de ceux-ci. Des mélanges gazeux préférés de ce type sont du gaz naturel liquéfié, des mélanges de méthylacétylène et de propadiène et/ou des
mélanges de diméthyléther, de propène et d'isobutane.
Selon un mode de réalisation de l' invention particulièrement préféré, on met en _uvre comme mélange gazeux combustible un mélange de 20 à 80 % en poids, de préférence de 30 à 40 % en poids, en particulier de 35 % en poids de diméthyléther, de 1 à 15 % en poids, de préférence de 1 à 10 % en poids et de manière encore plus préférée de 5 % en poids de propène et de 5 à 79 % en poids, de préférence de 25 à 69 % en poids et en
particulier de 60 % en poids d'isabutane.
Le combustible selon l' invention se présente de préférence sous forme comprimée et liquéfiée dans un réservoir sous pression avec valve de distribution, en particulier dans une bombe aérosol à deux chambres. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l' invention, ce combustible se trouve dans la chambre intérieure ou dans la poche intérieure d'une bombe aérosol à deux chambres, à partir de laquelle il peut être introduit sous forme dosée dans la chambre de combustion de l'outil actionné par combustion interne par l'intermédiaire de la valve de distribution au moyen dun gaz sous pression placé dans la
chambre extérieure.
Exemple
On utilise comme combustible un mélange composé de 35 % en poids de diméthyléther, de 5 % en poids de propène et de % en poids d'isabutane ainsi qu'un mélange correspondant qui contient 10 % en poids de méthanol. On détermine la vitesse de vaporisation à - 5 C. À cet effet, on injecte des quantités égales des mélanges respectifs dans la même chambre de combustion et on mesure l'élévation de pression en fonction du temps. I1 s'avère que le combustible selon l' invention présente une élévation de pression de 40 mbar au bout de 200 ms, tandis que le même combustible sans méthanol ne présente qu'une S élévation de pression de 30 mbar après 200 ms. Par ailleurs, les deux mélanges gazeux présentent une élévation de pression de 100 mbar après un temps d'attente
de durée correspondante de 3 secondes.
Cependant, on constate que le combustible selon l' invention provoque de manière surprenante une vaporisation beaucoup plus rapide à basse température et garantit donc, même à basse température, un fonctionnement parfait de l'outil actionné par combusÉlon interne qu'il alimente.
Claims (15)
1. Combustible pour outils actionnés par combustion interne, en particulier pour outils de scellement d'éléments de fixation, à base de gaz ou de mélange gazeux combustible liquéfié avec une tension de vapeur de 2 à 15 bars absolus à 20 C, lequel est caractérisé en ce que, comme agent pour améliorer le comportement à la combustion, le gaz ou le mélange gazeux contient au moins un composé combustible qui y est soluble et qui est
liquide à 20 C et à pression normale.
2. Combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient comme composant combustible liquide un
composé organique combustible liquide.
3. Combustible selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il contient un composé organique combustible liquide avec un point d'ébullition à pression normale de 20 à
140 C, de préférence de 50 à 90 C.
4. Combustible selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il contient comme composé organique combustible
liquide un solvant organique.
5. Combustible selon au moins une des revendications 2 à
4, caractérisé en ce qu'il contient comme composé organique combustible liquide un solvant organique oxygéné.
6. Combustible selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il contient, comme solvant organique oxygéné, du méthanol, de l'éthanol, de l'acétone, du méthylacétate
et/ou de l'éthylacétate.
7. Combustible selon au moins une des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'il contient le composé s organique combustible liquide dans une quantité de 3 à
% en poids, de préférence de 5 à 20 % en poids.
8. Combustible selon au moins une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le gaz ou mélange gazeux combustible liquéfié comprend du propane, du propène, du propadiène, du n-butane, de l'isobutane, du butène, du diméthyléther, du méthylacétylène, du protoxyde
d'azote, du nitrométhane et les mélanges de ceux-ci.
9. Combustible selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, comme mélange gazeux combustible liquéfié, du gaz naturel liquéfié, un mélange de méthylacétylène et de propadiène et/ou un mélange de diméthyléther, de
propène et d'isabutane.
10. Combustible selon la revendication 9, caractérisé en ce que le mélange gazeux combustible comprend un mélange constitué de 20 à 80 % en poids de diméthyléther, de 1 à % en poids de propène et de 5 à 79 % en poids d'isabutane.
11. Combustible selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mélange gazeux combustible comprend un mélange constitué de 30 à 40 % en poids de diméthyléther, de 1 à 10 % en poids de propène et de 25 à 69 % en poids d'isabutane.
12. Combustible selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mélange gazeux combustible comprend un mélange constitué de 35 % en poids de diméthyléther, de 5 en
poids de propène et de 60 % en poids d'isabutane.
13. Combustible selon au moins une des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'il se présente à l'état liquéfié dans un réservoir sous pression avec valve de distribution.
14. Combustible selon la revendication 13, caractérisé en
ce qu'il est placé dans une bombe aérosol à deux chambres.
15. Combustible selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il se trouve dans la chambre intérieure de la bombe IS aérosol à deux chambres, à partir de laquelle il peut étre introduit sous forme dosée dans la chambre de combustion de l'outil actionné par combustion interne par l'intermédiaire de la valve de distribution au moyen d'un
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