Brevet FR2296143A1 — publié le 19760723

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux appareils à combustion catalytique. Les appareils du genre en question comprennent généralement une enveloppe à l'intérieur de laquelle on envoie un gaz qui traverse une couche de matière poreuse réfractaire pour venir en contact avec l'oxygène de l'air sur une paroi extérieure convenablement imprégnée de catalyseurs, le phénomène d'oxydation catalytique démarrant dès que la couche et la paroi précitées ont été portées à une certaine température au moyen d'un accessoire de préchauffage. Suivant l'invention, l'on dispose un écran poreux imprégné de catalyseurs.appropriés devant la paroi catalytique précitée. Gracie à cette disposition, on élimine tous les imbrAlés ayant pu sortir de 11 appareil à catalyse du fait que l'écran poreux les oxyde. C'est ainsi qu'au moyen d'appareils à catalyse comportant les perfectionnements suivant l'invention, on est arrivé à utiliser le propylène comme gaz combustible. L'appareil réalisé fonctionne en plus à la manière d'une lampe "DAVY", il oxyde aussi les gaz corps bustibles éventuellement en suspension dans l'atmosphère dans laque le il se trouve. Suivant une autre disposition, on prévoit d'amener dans l'en- veloppe de l'appareil un mélange de gaz combustible et d'air comburant par l'intermédiaire d'un injecteur mélangeur usuel. On obtient ainsi au niveau du support catalytique de cet appareil une température bien supérieure à celle à laquelle on arrive avec un appareil classique'à catalyse. On rappellera que dans ce dernier, seul le gaz combustible est envoyé sous pression à travers la couche réfractaire, l'oxydation s'effectuant sur la face extérieure de la paroi catalytique du fait de la présence d'air à ce niveau. La réaction catalytique s'effectue dans le cas suivant l'invention à la limite de la micro-flamme, mais reste malgré tout dans le domaine de la catalyse. La température de la couche réfractaire et de la paroi correspondante se situe, pour fixer les idées, à au moins 8000C si bien qu'il peut apparaître de oxyde de carbone comme résidu de la combustion. L'écran poreux suivant l'invention permet l'oxydation de oxyde de carbone dégagé, de sorte qu'on réalise-ainsi un appareil de chauffage dont la puissance thermique est très importante, et qui peut & re utilisé dans un local à atmosphère explosive, tout en constituant aussi épurateur. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques quelle présente et les avantages quelle est susceptible de procurer. Fig. 1 est une coupe d'un appareil comportant application des perfectionnements suivant l'invention. Fig. 2 en est une variante. Fig. 3 montre un autre mode de réalisation de l'appareil suivant I I'inventon. L'appareil de chauffage représenté en figw 1 comprend un corps creux 1 affectant la forme d'une cuvette circulaire réalisée préférablement par emboutissage d'un flan de tale. La périphérie du corps 1 comporte une bride annulaire 2 qui supporte un disque 3 pourvu d'une ouverture centrale 3a. Un embout tubulaire 4 rendu solidaire du centre du corps 1 au moyen d'un écrou 5, porte à son extrémité libre un injecteur 6 relié à une source de gaz sous pression, tel que le propane. Ce gaz en passant dans l'injecteur 6, réalisé sous la forme d'un venturi, aspire l'air comburant à travers les ouvertures radiales 6a, si bien qu'un mélange air-gaz pénètre sous pression dans le corps 1. On peut régler à volonté la pression du gaz et la forme du venturi peut varier afin dtobtenir la proportion désirée de gaz et d'air dans le mélange qui arrive dans le corps. Un déflecteur 7 est placé en vis-à-vis du débouché de l'embout 4, au-delà de l'ouverture 3a par rapport au disque 3, c't-à-dire qutil se trouve décalé par rapport à ce dernier en direction de l'zn- térieur de l'appareil pour constituer une chambre de détente C. Le déflecteur 7 est relié au disque précité au moyen, par exemple, de bras radiaux 7a. La répàrtition du gaz est assurée part ce déflecteur.On place sur la bride 2 une collerette annulaire renvoyée 8 sur laquelle repose la paroi catalytique realisée sous la forme d'un support réfractaire 9 imprégné de catalyseurs, ltespace compris entre le disque 3 et ce support étant préférablement rempli d'ouate de fibre d'amiante, de laine de roche ou analogue pour constituer une espèce de matelas fibreux réfractaire 10. La collerette 8 supporte aussi un écran poreux 11 réalisé par exemple au moyen d'un grillage à mailles fines présentant une forme identique à celle du support 9, mais qui se trouve à une certaine distance de celui-ci. L'ensemble collerette 8, support 9 et écran Il est enfin assemblé au corps 1 au moyen d'une agrafe annulaire 12 qui est sertie en-dessous de la bride 2.Le support 9 est imprégné d'un ou plusieurs catalyseurs susceptibles de ne pas se détériorer à très haute température, c'est-à-dire au-dessus de 8000C. En vue d'amener la température du support 9 à une valeur suffisante pour que le phénomène d'oxydation catalytique du mélange gaz-air comburant s'amorce, on prévoit d'incorporer dans ce support des moyens de pré chauffage tels qu'unie résistance blindée, non représentée, convenablement branchée à une source de courant électrique. Dès que la température précitée est atteinte, le pré-chauf- fage est arreté. Le support 9 ou éventuellement l'ensemble support 9-matelas 10 s'échauffe rapidement pour atteindre une température élevée -soit au moins 8000C. Sa chaleur est transmise par rayonnement à écran 11, qui est imprégné de catalyseurs prévus éventuellement moins riches que ceux utilisés pour lrimprégnation du support 9. La température de écran s'élève et devient suffisante pour qutune réaction catalytique s'amorce sur ses fils au contact des imbrûlés ou de l'oxyde de carbone produit au niveau du support 9 et qui sont oxydés au niveau de l'écran 11. Ce dernier oxyde également les gaz combustibles éventuellement contenus dans l'atmosphère dans laquelle se trouve appareil suivant l'invention, si bien que cette atmosphère peut etre explosive sans aucun inconvénient. On peut par exemple placer de tels appareils de chauffage dans des cabines de peinture ou autres locaux dans l'atmosphere desquels flottent des vapeurs inflammables. Suivant le mode d'exécution de fig. 2, le support 9 est remplacé par un tissu 13 relativement épais constituant la paroi catalytique sus-mentionnée et qui est convenablement imprégné d'un ou plusieurs catalyseurs. Ce tissu est pincé entre la collerette 8 et ltagrafe 12. L'écran 11 peut être réalisé sous la forme soit d'un grillage à mailles fines, soit d'une toile métallique, ou eAtre établi en une matière poreuse réfractaire quelconque. On a représenté en fig. 3, un appareil semblable à celui de fig. 2, mais dont l'écran 14 est maintenu à une certaine distance du tissu 13 au moyen dtune entretoise tubulaire 15 dont la face inférieure emprisonne ce tissu contre la collerette 8 grâce à un sertissage approprié 16. L'entretoise 15 est associée à au moins un embout 17 dont l'alésage intérieur débouche dans l'espace con- pris entre le tissu 13 et l'écran 14. Comme on l'a décrit plus haut, l'appareil suivant l'invention, qui est fondamentalement un appareil de chauffage perfectionné, peut en outre constituer un épurateur du fait que ltoxydation des imbrfllés de la combustion catalytique qui s'effectue au niveau du support 9 ou du tissu 13, se produit lorsque ceux-ci atteignent écran 11. Cette épuration de l'oxyde de carbone et des gaz imbrA- lés peut également s'effectuer pour toutes autres impuretés en suspension dans l'air comburant pénétrant par les ouvertures 6a de l'injecteur 6. Des produits qu'on désire détruire et qui sont en suspension dans une atmosphère déterminée peuvent aussi dextre aspirés puis envoyés sous pression par embout 17 entre le tissu 13 et écran 14. Dès leur contact avec ce dernier, ils sont oxydés, si bien que l'air contenant lesdits produits est parfaitement épuré à la sortie de l'appareil suivant l'i-nvention. On conçoit qu'on pourrait placer un autre écran 14' au-dessus de celui 14 au moyen d'une entretoise 15' semblable à celle 15 et comportant un embout 17' par lequel l'air contenant les produits à détruire pourrait eAtre envoyé sous pression de manière à les oxyder, ces éléments étant représentés en traits mixtes en fig. 3. On obtiendrait ainsi une véritable colonne d'épuration, qui pourrait comporter un nombre quelconque d'écrans maintenus à températures d'oxydation suffisantes pour les épuration à effectuer. Si appareil suivant l'invention est utilisé seulement pour le chauffage, sa surface spécifique de chauffage est largement augmentée si bien qu'il présente un bien meilleur rendement qu'un appareil usuel de chauffage par catalyse. L'injection d'air comburant au niveau de l'arrivée de gaz sous pression permet encore tre de manière sensible le rendement de l'appareil. I1 doit d'ailleurs etre entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'sellé ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Appareil à combustion catalytique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un écran poreux imprégné de catalyseurs appropriés situé devant la paroi d'oxydation catalytique usuelle dudit appareil et en direction de ltextérieur. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est alimenté au moyen d'un mélange de gaz combustible sous pression et d'air comburant de manière à provoquer un échauffement important de la paroi d'oxydation usuelle. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi est imprégnée d'un ou de plusieurs catalyseurs susceptibles de ne pas se détériorer à des températures élevées. 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'en fonctionnement la température de la paroi catalytique atteint au moins 8000C. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le mélange gaz combustible-air comburant s'effectue au moyen d'un injecteur comportant un venturi. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la pression d'arrivée du gaz combustible est réglable. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on peut modifier les proportions du mélange gaz combustible-air comburant en faisant varier la forme du venturi de ltinjecteur. 8. Epurateur, caractérisé en ce qutil est établi au moyen d'un appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on fait passer le produit à épurer entre la surface d'oxydation usuelle et ltécran poreux. 9-. Epurateur suivant la revendication 8, comportant plusieurs écrans poreux placés en vis-à-vis maintenus aux températures d'oxydation nécessaires, et entre lesquels passe le produit à épurer. 10. Epurateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins une partie du produit à épurer est mélangée à l'air comburant.