Brevet FR2273998A1 — publié le 19760102

La présente invention a pour objet un réacteur catalytique qui comporte un rendement supérieur à celui des appareils classiques. On sait que les appareils de ce genre sont constitués par un support poreux imprégné de catalyseur et par une chambre de détente du gaz combustible sur laquelle ledit support est monté. Pour que l'oxydation catalytique ait lieu sur le support, il faut qu'il y'ait rencontre du gaz combustible, du catalyseur et de l'air comburant, ledit support étant préchauffé a une température de l'ordre de 2000C. On sait depuis longtemps amener de manière convenable un gaz combustible au contact du catalyseur. Par contre, les différents systèmes utilisés jusqu' ce jour pour permettre ltoxygénation du support catalytique ne donnent pas des résultats entièrement satisfaisants. Ces mauvais résultats sont dus à une répartition non uniforme de l'air, au refroidissement de la surface du support si ltair est amené sous un débit trop important, et enfin au stationnenent des produits de combustion (vapeur d'eau et C02) sur le support. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients å l'aide d'un réacteur catalytique qui permette - d'obtenir un débit d'air comburant identique sur toute la surface du support catalytique ; - de réaliser un contact intime entre l'oxygène de l'air et le catalyseur déposé sur le support - d'éliminer les produits de combustion tels que la vapeur d'eau et le gaz carbonique, au fur et à mesure de leur forma t ion ; o - et enfin d'obtenir une température d'axydatipn homogène sur le support cataiytique. Les deux principes fondamentaux régissant les réactions catalytiques sont d'une part que la vitesse de réaction croit exponentiellement par rapport à la température du catalyseur, et d'autre part que la capacité d'oxydation des réacteurs catalytiques est, comme indiqué plus haut, fonction du contact intime entre le catalyseur, le gaz combustible et 11 oxygène de l'air. Le réacteur catalytique suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une hélice dont les pales sont entrarnées en rotation à proximité de la face extérieure du support catalytique dudit réacteur de manière à aspirer l'air comburant et à le répartir uniformément sur toute la face précitée. Par hélice on entend un appareil constitué par au moins deux pales (ou ailes) solidaires dtun arbre. L1hélîce est avantageusetrnt réalisée au moyen de trois palettes planes dispcsées à 1200 les unes par rapport aux autres à par tir dun axe d'entraSnement et qui sont orientées de manière nor- male à la face extérieure du support catalytique. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qutelle est susceptible de procurer La figure unique de ce dessin est une coupe transversale d'un dispositif suivant l'invention. Le réacteur catalytique représenté comprend une chambre de détente 1 et un support catalytique 2. La chambre de détente 1 présente la forme générale d'un cylindre dont la base supérieure est pourvue d'une ouverture centrale 3 fermée par une plaque 4 présentant une pluralité d'ouvertures 4a. Une tubulure 5 permet l'arrivée du gaz combustible dans la chambre 1. Le support catalytique 2 est avantageusement réalisé au moyen d'un coussin réfractaire poreux dont la face inférieure repose sur la plaque 4. Ce support est maintenu par une paroi périphérique 7 solidaire de la chambre 1 et comportant une bride annulaire 8 orientée horizontalement. On notera que la plaque 4 et le support catalytique 2 présentent de manière avantageuse une forme circulaire. Le support catalytique 2 est en outre disposé autour d'un manchon axial cylindrique 9 qui traverse également la plaque 4 à laquelle il est fixé par tous moyens appropriés. L'arbre de sortie d'un moteur électrique 10 fixé à 11 extérieur de la chambre 1, traverse le manchon 9 en direction du haut et dépasse au-dessus du support catalytique 2. L'extrémité libre de l'ar- bre précité est engagée dans le moyeu central Il d'une hélice constituée par trois palettes 12, 13 et 14 orientées à 1200 les unes par rapport aux autres, et dont la longueur est inférieure au rayon de l'alésage de la bride 8. Pour fixer les idées la longueur de ces palettes est égale à environ 60 à 90 % du rayon précité. Chaque palette se présente sous la forme d'un fer plat orienté sur chant par rapport au support catalytique, c'est-à-dire que ses grandes faces se trouvent perpendiculaires à la face extérieure dudit support. L'artte inférieure de chaque palette se trouve avantageusement distante de 1 à 6 mm. de ladite face. Bien entendu, la hauteur de cha que palette varie suivant le débit d'air désiré comme on l'explique- ra mieux plus loin. Si l'on considère la couche superficielle du support catalytique elle subit un courant d'air dont le débit est pratiquement identique par unité de surface en fonction de ltélévation de température du réacteur, ctest-à-dire que ce débit d'air est proportionnel au débit du gaz combustible s'é-chappant de la chambre 1 et qui pénètre dans le support catalytique par les ouvertures 4a de la plaque 4. On peut ainsi obtenir une puissance calorifique variant de 3 à 30 millithermies par heure et par cm2 avec un rendement de presque 100 t. Dans ces conditions, on peut prévoir d'alimenter le moteur 10 de manière que sa vitesse de rotation soit proportionnelle au débit d'arrivée du gaz combustible dans la canalisation 5, en utilisant par exemple un variateur électronique. Un écran périphérique 15 présentant en profil en plan la mEme forme que celle du réacteur est placé autour de la face active de celui-ci. Il peut entre avantageusement soudé par point à la paroi 7. Sa température s'élève au contact de l'air chaud expurgé de manière centrifuge à partir dudit support, si bien que cet air se refroidit à son contact tandis que l'élévation de température précitée engendre une émission secondaire de chaleur améliorant encore le rendement-de l'appareil. L'écran 5 15 peut se présenter sous la forme dtune grille, d'une virole en t81e etc... il peut être soit orienté normalement au support 2, soit divergent en direction de Iextérieur. On notera quten vue de faire varier le débit dtair on peut agir soit sur la longueur des palettes, soit sur leur hauteur. REVENDICATIONS 1 - Réacteur catalytique, caractérisé en ce qu'il comprend une hélice dont les pales sont entraînées en rotation à proximité de la face extérieure du support catalytique dudit réacteur, de manière à aspirer l'air comburant et à le répartir uniformément sur toute la face précitée. 2 - Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pales de l'hélice sont planes et orientées de manière normale à la face extérieure du support catalytique. 3 - Réacteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'hélice est réalisée au moyen de trois palettes planes disposées à 1200 les unes par rapport aux autres à partir dtun axe nement. 4 - Réacteur suivant la revendication 3, dans lequel le support catalytique présente en profil en plan une forme circulaire, caractérisé en ce que la longueur de chaque palette est comprise entre 60 et 90 % du rayon du support considéré. 5 - Réacteur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bord inférieur de chaque palette est situé à une distance de 1 à 6 mm. du support catalytique. 6 - Réacteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe qui porte l'hélice traverse le support catalytique dans un manchon étanche et qu'il constitue l'arbre d'un moteur électrique. 7 - Réacteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse du moteur d'entrainement de hélice est commandé par un variateur de vitesse en fonction du débit du gaz combustible. 8 - Réacteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qutil comporte un écran périphérique.