Domaine technique

La présente invention concerne le domaine de la lutte antigel. En particulier, elle concerne un dispositif de production de la chaleur à usage dans l’agriculture pour lutter contre le phénomène du gel causé par la baisse de température durant certaines périodes de l’année.

Techniques antérieures Le gel est un phénomène météorologique correspondant à un abaissement de la température de l’air au dessous de 0°C. Il se produit à certaines époques de l’année et dans certaines zones dites gélives. Le gel c’est aussi les températures froides comme 6°C dans les serres de tomates... etc.

Le gel provoque des dégâts énormes dans les cultures, lorsque la température descend en dessous de 0 °C. Le sol absorbe et emmagasine la chaleur causée par les rayons solaires pendant la journée et la reflète la nuit, ce qui forme une couche inversion à environ 10-15 mètres de hauteur. En général, une perte de chaleur importante survient avant le lever du soleil, ce qui entraîne les dommages les plus graves causés par le gel. En ce qui concerne les types de gelées, on fait la distinction entre gel d'advection et gel de rayonnement selon les conditions atmosphériques qui en sont la cause. Le gel d'advection est provoqué par le passage d'une masse d'air froid venue d'une autre région, quand les vents sont relativement forts.

Le gel de rayonnement (ou gelée blanche) se produit seulement de façon localisée et par nuit claire et calme II existe des techniques pour atténuer ce phénomène par la création d’un mouvement d’air chaude. Par exemple, les tours antigel provoquent un mouvement de l'air chaud, situé dans la couche d'inversion, vers l'air froid situé au niveau du raz du sol. Les tours antigel comprennent une tour, un moteur placé dans une enceinte étanche, un réservoir de carburant, un panneau de commande et une hélice sur la tour.

Les bougies, sous forme de pots métalliques renfermant chacun prés de 5 kg de paraffine sont aussi des solutions assez utilisées par les agriculteurs. Il faut compter 300 à 600 bougies par hectare qui seront allumées en fonction de l’intensité du gel. Le nombre de foyers sera renforcé sur les bordures, du coté du vent dominant et/ou face aux flux d’air froid en fonction de la topographie des lieux.

Il existe aussi les rampes de chauffage au gaz, ou les brûleurs à propane, qui sont moins polluantes que les bougies, avec démarrage automatique facile, par contre elles sont très contraignantes en termes d’installation. Les solutions présentées par l’art antérieur, malgré leur efficacité, restent dans la plupart des cas moins abordable en termes de coût et contraignantes sur le plan de déploiement au niveau des exploitations agricoles, en particulier le temps de mise en marche, et aussi sur le plan environnemental (la pollution).

D’où l’intérêt de la présente l’invention qui a pour objet un dispositif pour la lutte antigel fonctionnant de manière autonome, non polluant (C02 neutre) et moins énergivore.

Exposé de l'invention

Le dispositif de lutte antigel selon l’invention comprend des moyens telle une trémie (réservoir) pour stocker une matière combustible solide, principalement constituée de pellets, qui sont acheminées automatiquement par gravité vers une grille de combustion par le biais d’un canal situé au fond de ladite trémie et faisant une inclinaison de 30 à 45 degré par rapport à l’horizontal.

A la sortie du canal se trouve une grille placée légèrement en bas du niveau du canal afin de créer une discontinuité entre les pellets qui tombent sur la grille et ceux qui sont encore dans le canal. Cette disposition est très importante pour résoudre le problème d’une possible propagation du feu dans le stock de pellets dans la trémie.

La grille comporte au moins deux plans de combustion. Un premier niveau de combustion constitué par des ouvertures taillées sur la longueur de la grille et disposées de manière parallèles permettant ainsi une combustion partielle des pellets. Un deuxième niveau constitué d’ouvertures de tailles petites et uniformes, par exemple forme carrée, pour capter les pellets partiellement brûlés et ainsi maximiser la combustion. Cette disposition est essentielle aussi pour réguler le débit ou flux d’arrivage des pellets sur la grille via le canal.

Pour créer des conditions de combustion optimales, le dispositif comporte des ouvertures pour alimenter la grille avec de l’air frais. Une ouverture principale est située au niveau de la base du dispositif à l’opposé du collecteur d’une cheminée destinée pour le transfert de la chaleur générée au niveau l’enceinte de la grille vers l’extérieur pour chauffer l’air ambiante à proximité des cultures.

Le dispositif antigel de la présente invention dispose de moyen pour optimiser l’orientation de l’aire chaude vers les environs des cultures telle une cheminée avec chapeau.

Le dispositif est aussi muni d’une autonomie de démarrage du feu grâce à un système de commande comprenant un réservoir pour liquide inflammable, un moyen pour créer des étincelles, un moyen de mesure de la température ambiante et un moyen pour asperger les pellets sur la grille avec le liquide inflammable. Ledit système de commande comporte une carte électronique pour commander l’ensemble des composants. Il comporte aussi une interface utilisateur pour définir les consignes de démarrage du feu (ex. température ambiante). L’ensemble est alimenté par une source d’énergie telle une batterie. L’ensemble du dispositif est muni d’un système de pattes pour assurer sa stabilité et aussi pour permettre la récupération des déchets de la combustion via un bac disposé sous la grille. Selon un autre aspect particulier, le corps du dispositif anti gel est fait d’une matière argileuse, de préférence une argile blanche réfractaire. Les surfaces intérieures en contact avec les pellets ont subit un traitement pour réduire le frottement des pellets avec la surface. Pour une commodité d’usage, la conception du corps peut se faire en un seul bloc ou en plusieurs parties à assembler pour former un seul corps (ex. trémie, la base (support de la grille), cheminée).

Selon un autre aspect, la cheminée comporte un rétrécissement pour créer un effet vortex qui est avantageux pour assurer une propagation de la chaleur sur un large périmètre.

Description sommaire des dessins

D’autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de manière plus claire dans la description détaillée qui suit en se référant aux dessins annexés, qui sont donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, et dans lesquels : -Figure 1 : représente une vue sommaire du dispositif selon différentes vues (a , b) .

-Figure 2 représente une variante du dispositif avec un système de vortex.

- Figure 3 : représente une vue de coupe du système de vortex -Figure 4 : représente le détail de la grille à deux niveaux de combustion.

-Figure 5 : représente le détail de la position de la grille de combustion dans le dispositif. -Figure 6 : représente les différents composants du système de commande.

- Figure 7 : la position du coffret du système de commande dans le dispositif. - Figure 8 : représente une configuration de montage du dispositif en trois parties.

Manière(s) de réaliser l'invention

Le dispositif tel qu’illustré à la figure 1, est constitué d’une trémie ou réservoir (1) pour recevoir une matière combustible (3) constituée principalement de pellets ou coupeaux de bois séchés. Ladite matière (3) transite par un canal (2) situé au fond de la trémie (1) sous l’effet de la gravité pour rejoindre une grille de combustion (8).

L’emplacement et la forme de la grille (8) sont illustrés par les figures 4 et 5. La grille de combustion (8) est située au niveau de la base (26) dans le prolongement du canal (2), ladite grille comporte au moins deux niveaux de combustion, un premier niveau (12) parallèle au plan inférieur (16) du canal (2) avec un décalage vers le bas d’au moins 2 cm, ledit premier niveau (12) est constitué d’un maillage d’ouvertures longitudinales (24) distribuées de manière régulière sur l’ensemble de la surface du plan (12) de la grille, et un deuxième niveau (13) plus bas, constitué par un maillage d’ouverture de tailles petites (25) par rapport au premier niveau et ayant une distribution plus dense. Les pellets partiellement brûlés dans le niveau (12) de la grille passent ensuite via les ouvertures (25) sur le deuxième niveau (13) de la grille pour permettre une continuité de leur combustion.

Cette disposition présente un avantage majeur pour réguler le flux des pellets sur la grille d’un coté, et pour maximiser le rendement énergétique en prolongeant le temps de combustion des pellets au niveau de la grille.

Un autre paramètre essentiel pour le bon fonctionnement du dispositif est la dimension et la disposition du canal (2). En effet, le canal (2) a une longueur (d) d’environ 10 cm à 15 cm et une section de 90 cm x120 cm ² et un angle d’inclinaison d’environ 30 à 45 degré, de préférence 30° par rapport au plan horizontal de la base (26). Ces paramètres permettent d’aboutir à une durée approximative de chauffage de l’ordre de 8 heures pour environ 12 à 15 kg de pellets.

Le montage de la grille est illustré à la figure 5. La grille (8) dispose de moyens (9, 9’) pour se fixer au niveau de la base à la sortie du canal (2) grâce à deux changement de niveau pour recevoir les prolongements (9,9’) de la surface du premier niveau de combustion (12). La position de la grille à la sortie du canal (2) est faite de manière à avoir un décalage (D) d’au moins 2 cm pour permettre d’isoler les pellets qui arrivent sur la grille de ceux qui sont encore dans le canal (2). La grille (8) est montée dans le dispositif de manière à avoir le plan du premier niveau de combustion (12) parallèle au plan (16) du canal (2). La grille coopère d’un coté avec un canal d’admission de l’air frais (11), situé au niveau de la base (26) et de l’autre coté avec une cheminée (4) pour permettre l’évacuation de la chaleur vers l’extérieur.

Dans un mode particulier, la cheminée est conçue pour provoquer un effet vortex grâce à un changement de section (7) à la sortie de la cheminée (4) tel qu’illustré à la figure 3.

Pour l’orientation de la chaleur vers l’air ambiante des cultures, la cheminée a été équipée par un chapeau (14) situé à sa sortie. La hauteur de la cheminée est telle qu’elle ne dépasse pas la hauteur de la trémie (1) La figure 6 illustre l’agencement des différentes composantes du système de commande. Il comporte un réservoir de matière inflammable (17). Ledit réservoir coopère avec une pompe (18) reliée à une buse (19) pour orienter le jet sur la matière combustible (3) se trouvant sur la grille (8). La commande de la pompe se fait par le biais d’un capteur (20) de la température ambiante et d’une carte électronique de contrôle (21) contenant une consigne pour déclencher le feu au niveau de la grille.

Dans un mode particulier, la pompe est remplacée par une vanne avec l’utilisation de l’effet de la gravité pour créer le jet du liquide inflammable (ex. fuel).

L’ensemble des composants du système de commande est logé dans un boîtier (23) dont l’emplacement est illustré à la figure 7.

Selon un aspect particulier de l’invention, le système de commande est alimenté par une batterie (22), de préférence une batterie longue durée de type lithium-ion. Selon un autre aspect, la matière combustible (3) est constituée par des pellets de bois ou des copeaux de bois séchés.

Selon un autre aspect de l’invention, la matière inflammable est soit de l’essence, soit de l’éthanol, ou toute autre matière inflammable du même type. Selon un autre aspect, le corps du dispositif, composé des différentes partie (1 , 4, 26), est fait d’un matériau argileux de type réfractaire (argile blanche) permettant une meilleure isolation thermique et une bonne résistance à la chaleur et à toute agression climatique. Le corps peut être conçu en une seule pièce ou en plusieurs parties selon les procédés usuels tels qu’illustré à la figure 8. Selon un autre aspect, la surface interne de la trémie (1) et du canal (2) comporte un revêtement du type maillage céramique pour réduire le frottement.

Il est clair que l’usage du dispositif, peut s’étendre à d’autres applications de chauffage résidentiel ou industriel.