Brevet FR2314439A1 — publié le 19770107

L'invention a pour objet un dispositif de brûleur catalytique perfectionné propre à être utilis8 dans un appareil de chauffage. Elle a également pour objet un appareil de chauffage Fquipé d'un tel dispositif. On sait que le bon fonctionnement d'un appareil de chauffage faisant application de la combustion catalytique d'un hydrocarbure gazeux dépend principalement de la répartition homogène du gaz combustible sur la paroi catalytiquement active. Be respect de cette condition implique généralement de faire appel à des moyens complexes et, par conséquent, coûteux. C'est ainsi que la Demanderesse a déjà proposé de diviser le volume d'admission du gaz combustible en une pluralité de compartiments distincts, chacun muni d'une alimentation propre, et ceci en tant que perfectionnement aux dispositifs usuels comprenant un serpentin d'amenée du gaz, log dans une cuve fermée par un diffuseur fibreux sur lequel est rapportée la paroi catalytique preprement dite.Le dispositif à compartiments proposé par la Demanderesse, s'il donne satisfaction, grève cependant d'une manière importante le cotit d'un appareil de chauffage catalytique, en particulier en ce qui concerne l'ontillage pour sa fabrication. C'est un but de l'invention de fournir un dispositif de bleur catalytique perfectionné qui résout le problème de la répartition homogène du gaz combustible sur la paroi catalytique et cela de façon à la fois extrêmement simple et particulièrement économique. C'est, à cet égard, un but de l'invention de fournir un tel dispositif de brdleur qui ne fasse appel pour sa construction qu'à des éléments usuels et ne nécessite pas, par conséquent, d'outillage onéreux de fabrication. C'est aussi un but de l'invention de fournir un tel dispositif de brdleur qui, lorsqu'il équipe un appareil de chauffage catalytique, confère à ce dernier les caractéristiques requises par les normes nationales ou internationales en matière de sécurité (pourcentages d'imbrdlés et de gaz toxiques inférieurs aux valeurs imposées). Le dispositif de brûleur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il fait application d'un matériau résistant aux températures qui sont celles de la combustion catalytique et qui, tout en étant perméable au gaz, l'est suffisamment peu pour que, nonobstant une admission ponctuelle ou quasi ponctuelle du gaz combustible sur le fond d'une cuve ou bac sur lequel est rapportée au moins une plaque ou feuille en ledit matériau, il se crée dans le volume limité par la plaque ou feuille et la cuve une pression assurant une répartition homogène du gaz sur toute la surface du brdleur. Un exemple d'un tel matériau est du carton d'amiante ou encore du papier d'amiante. I1 a été constaté, de manière surprenante, qu'en disposant d'un tel matériau en lieu et place du diffuseur fibreux d'un brûleur usuel et en alimentant le brûleur par un seul injecteur traversant le fond de la cuve, on obtenait des résultats aussi bons que ceux fournis par des appareils comprenant à la fois un serpentin et un diffuseur fibreux. L'absence de ce dernier et du serpentin (remplacé par un injecteur unique) permet de simplifier de façon notable la fabrication et le coft des appareils de chauffage comportant un brdleur perfect-ionné selon l'invention. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la paroi catalytique est constituée par le matériau à faible per méahilité lui-même, traité à l'aide d'un produit à action catalytique et fixé sur la cuve. Dans une telle réalisation, on s'affranchit de la paroi catalytique usuelle, généralement une toile ou bourre d'amiante sur laquelle est rapporté le catalyseur. L'invention sera bien comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un dis positif de brdleur selon l'invention - la figure 2 en est une vue en coupe explosée ; - la figure 3 est une vue de détail, à plus grande échelle, montrant l'injecteur d'amenée de gaz combustible - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3 - la figure 5 est un diagramme. Un dispositif de brûleur catalytique selon l'invention, propre à équiper un appareil de chauffage alimenté en hydrocarbure gazeux, comprend une cuve en tôle 10, dont la profondeur mesurée entre sa paroi de fond 11 et un rebord périphérique 12 (figure 3) est comprise entre 5 et 30 mm. Dans un tau 13 du fond 11, en partie haute de celui-ci et sensiblement dans son plan de symétrie est monté un injecteur unique 14. La fixation sur le manchon 16 de ce dernier d'un raccord 15 d'alimentation en gaz assure le serrage d'un joint d'étanchéité 17, interposé entre le fond 11 et un épaulement que ménage l'injecteur qui est percé d'orifices rayonnants 181, 182, 183, 184 (figure 4). Selon l'invention, on rapporte sur la cuve 10 au moins une plaque ou feuille 20 en un matériau résistant aux températures qui sont celles de la combustion catalytique, de l'ordre de -300 & 5000C et qui, tout en autorisant le passage du gaz de sa face interne 20a à sa face externe 20b, présente néanmoins une perméabilité suffisamment faible pour qu' il se crée, dans le volume délimité par la cuve et ladite plaque ou feuille, une légère surpression de gaz assurant une distribution homogène de ce dernier sur la paroi catalytique qui, dans la -forme de réalisation décrite et représentée, est constituée par une toile d'amiante 21 revêtue de catalyseur. La toile 21 et la plaque ou feuille 20 sont coiffées sur leurs bords par un cadre 22, solidarisé avec le rebord 12 de la cuve 10 par des vis, rivets ou analogues traversant des trous de disposition conjuguée référencés 23 sur le cadre et 24 sur le rebord 12. Des essais ont montré que l'étanchéité périphérique au gaz combustible était satisfaisante, une sécurité accrue étant assurée, le cas échéant, par l'application d'un léger joint de colle sur une marge du cadre ou encore par de petites saillies qui, sur le retour du cadre, pincent le carton par serrage sur sa périphérie. Dans un mode d'exécution ayant fourni de bons résultats, la plaque 20 est un carton d'amiante chimiquement pur, sans liant, de deux millimètres d'épaisseur et du type de celui vendu-par la SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO sous la Référence N0 1. Pour le carton d'amiante, la perméabilité au gaz a été déterminée par la méthode décrite par G. ALIBERE dans "Perméabilité à l'air des tissus" (L'Industrie Textile NO 1018, Décembre 1972) et les résultats de mesure sont illustrés sur le diagramme de la figure 5 danslequel on a porté en abscisse l'épaisseur du carton en millimètres et en ordonnée la perte de charge ah exprimée en mm d'eau pour un débit de gaz de I litre par seconde et par mètre carré de surface. Un bradeur selon l'invention, comprenant une cuve en t81e d'une profondeur de quinze millimètres, coiffée par le carton d'amiante défini ci-dessus (épaisseur 2 mm, perte de charge 225 mm d'eau), lui-m8me recouvert d'une toile catalytique de fabrication courante est alimenté en butane détendu à 28 millibars, par l'injecteur 14. Les taux d'imbrAlés pour différents débits de gaz sont rapportés dans le tableau ci-après : ils sont tous inférieurs à 4%, c'est-à-dire satisfont les exigences de la norme de sécurité. Débit Puissance globale Puissance par Taux (grammes par heure) (mth/heure) unité de surface d'iSbrtlés en ou 220 2410 1,61 2,58 140 1530 1,02 3,19 226 2480 1,65 2,70 141 1540 1,03 3,50 D'autres matériaux ayant des caractéristiques de perméabilité analogues à celle du carton d'amiante peuvent également être mis en oeuvre dans le dispositif de bradeur selon l'invention et de bons résultats ont été obtenus avec des matériaux dont la perméabilité, mesurée par la méthode mentionnée ci-dessus, est exprimée par une perte de charge comprise entre 10 et 700 mm d'eau. Ainsi, des résultats analogues à ceux rapportés ci-dessus ont été obtenus pour un brûleur selon l'invention dans lequel la plaque 20 est constituée par trois feuilles de papier d'amiante, du type de celui vendu par la SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO sous la référence PA 26 et ayant chacune une épaisseur de 0,7 mm. L'invention n'est pas, bien entendu, limitée aux exemples de matériaux indiqués pour la constitution de la plaque ou feuille qu'elle prévoit. Sous réserve que ladite plaque ou feuille résiste aux températures qui sont celles de la combustion catalytique, elle peut être en un matériau perméable, comme un tissu de verre, traité à l'aide d'une solution de silicate de sodium ou imprégné d'une résine appropriée pour diminuer sa perméabilité aux caractéristiques requises. En variante, le matériau de départ est moins perméable que requis et est traité, par exemple par aiguilletage ou analogue, pour augmenter sa perméabilité. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du dispositif selon l'invention, le matériau à faible perméabilité qui assure la répartition homogène du gaz combustible (comme du carton d'amiante) est, en outre, utilisé en tant que paroi catalytique proprement dite. Le dispositif de brûleur est alors démuni de la toile, de la bourre d'amiante ou du mat de silice usuel imprégné de solution catalytique, celle-ci étant directement rapportée sur le matériau à faible perméabilité. Un tel bradeur, d'une constitution particulièrement simple et, partant d'un coût nettement inférieur à celui des dispositifs connus, fournit d'excellents résultats en utilisation. Des essais conduits sur un bradeur du type défini ci-dessus, mais dépourvu de paroi catalytique autonome et dans lequel un catalyseur à base de platine a été rapporté directement sur un carton d'amiante,ont conduit aux résultats ci-après, lorsque le bradeur est alimenté en butane sous une pression de 28 millibars. Débit Puissance globale Puissance par Taux d'imbrQlés g/heure (mth/heure) unité de surface 234 2560 1,71 3,12 179 1960 1,30 2,50 216 2360 1,58 1,95 173 1890 1,26 3,42 On constate que pour cette réalisation, également, la norme exigeant un taux d'imbrfllés inférieur à 4% est satisfaite. REVEND ICAT IONS 1.- Dispositif de brtleur catalytique, comprenant une cuve à laquelle est abouchée une alimentation en gaz combustible pour l'introduction dudit gaz de manière ponctuelle ou quasi-ponctuelle sur le fond de la cuve, avec au moins une plaque ou feuille en un matériau résistant aux températures qui sont celles de la combustion catalytique et qui est rapportée sur la cuve, caractérisé en ce que ladite plaque ou feuille est suffisamment peu perméable au gaz pour qu'il se crée dans le volume limité par la plaque ou feuille et la cuve une pression assurant une répartition homogène du gaz sur toute la surfacedu brûleur, 2.- Dispositif de brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perméabilité, mesurée par la méthode d'Alibert, est exprimée par une perte de charge comprise entre 10 et 700 mm d'eau. 3.- Dispositif de brtleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque ou feuille est un carton d'amiante. 4.- Dispositif de brûleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le carton d'amiante, d'une épaisseur de 2 mm et du type de celui vendu par la SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO sous la référence NO 1, a une perméabilité exprimée par une perte de charge égale à 225 mm d'eau. 5.- Dispositif de brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque ou feuille est une feuille de papier d'amiante. 6.- Dispositif de brûleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque est constituée par trois feuilles accolées de papier d'amiante, du type de celui vendu par la SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, sous la référence PA 26 et ayant chacune une épaisseur de 0,7 mm. 7.- Dispositif de brtleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque ou feuille comporte un substrat à forte perméabilité, traité pour diminuer sa perméabilité et l'abaisser à une valeur telle qu'il se crée, dans le volume que limite ladite plaque ou feuille avec le fond de la cuve, une pression assurant une répartition homogène du gaz sur toute la surface du bradeur. 8.- Dispositif de brûleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque ou feuille est en un matériau à très faible perméabilité intrinsèque, traité par aiguilletage ou analogue pour permettre sa traversée par le gaz combustible. 9.- Dispositif de brûleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi catalytique proprement dite est appliquée sur la face de sortie de la feuille ou plaque assurant la répartition homogène du gaz combustible. 10.- Dispositif de brailleur selon l'une quelconqueSdes revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi catalytique est constituée par ladite feuille ou plaque elle-meme qui est revêtue et/ou imprégnée de produit à action catalytique. 11.- Appareil de chauffage, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de brtleur catalytique selon l'une quelconque des revendications précédentes.