Brevet FR2329936A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne les brtleurs à combustible liquide à tirage naturel connus sous le nom de brûleurs à pot et plus particulièrement les éléments catalyseurs destinés à ce genre de brûleurs Avec le renchérissement des combustibles liquides, il est devenu encore plus nécessaire maintenant, pour réduire la consommation inutile de ces çombustibles, de disposer de brûleurs dont lerendement calorifique reste très important aux allures maximales et minimales. On connatt déjà pour les brûleurs à pot des ensembles d'anneaux catalytiques superposés à l'intérieur de la cuve du brûleur, dont les régions chaudes sont des endroits qui favorisent la réaction de combustion du combustible liquide. Les anneaux remplissent successivement à partir du bas leur rible de catalyseur quand la consommation augmente. Le rapport des consommations minimale à maximale possibles peut ainsi passer de 1 à 3. Ces brûleurs de type connu présentent certains inconvénients. Ils nécessitent par exemple un tirage important. La dépression correspondante est d'environ 0,15 millibars au régime maximum (environ l,jmmde colonne d'eau). I1 s'encrassent facilement, ce qui est du au caractère souvent incomplet de la combustion réalisée. Leur souplesse de passage a des allures de chauffe différentes imposées par le débit variable du combustible est assez faible. Ces inconvénients sont en grande partie dus au fait que le volume occupé par la flamme à l'intérieur du brûleur est très important. La présente invention a donc pour objet un ensemble catalyseur destiné à hêtre monté 8 àl'intérieur d'un brûleur de type à pot, et permettant de réduire le volume de la flamme à toutes les allures, ce qui entrain une combustion plus complète et une souplesse de marche plus importante. L'ensemble catalyseur pour brûleur à combustible liquide de type à pot et à tirage naturel, objet de la présente invention, est constitué d'une première partie centrale formant tambour catalyseur à poser au fond du pot du brûleur, et d'une deuxième partie annulaire à centrer sur le tambour et à disposer à distance du fond du pot, formant plusieurs anneaux catalytiques superposés. Le tambour catalyseur est avantageusement formé d'une ou plusieurs parois métalliques latérales coaxiales ajourées fixées sur un couvercle supérieur métallique fermé Ces parois métalliques ajourées du tambour catalyseur sont avantageusement à maille losange ou carrée disposée diagonalement suivant l'axe du tambour. I1 est préférable que le matériau constitutif de ces parois métalliques latérales soit une tôle poinçonnée, plutôt qu'un métal déployé qui pourrait se déformer sous l'action de variations de température répétées. Les anneaux catalytiques superposés formant la deuxième partie annulaire de l'ensemble catalyseur objet dela présente invention présentent avantageusement un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du tambour catalytique et sont percés de trous disposés régulièrement à leur périphérie, les trous des anneaux consécutifs étant décalés les uns par rapport aux autres. Ces anneaux qui peuvent entre prévus légèrement coniques vers le haut sont avantageusement en tOle poinçonnée. Suivant un premier mode de réalisation de la présente invention, un anneau est fixé sur la paroi du pot du brGleur pour servir de support à la partie annulaire de l'ensemble catalyseur. Suivant un deuxième mode de réalisation de la présente invention, un étrier de support est prévu pour positionner en hauteur la partie annulaire de l'ensemble catalyseur en appui sur le tambour catalyseur. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en decrire à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple et représenté surle dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'un brûleur de type à pot et à paroi simple muni d'un ensemble catalyseur suivant la présente invention - la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble catalyseur extrait du brûleur de la figure 1. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un ensemble catalyseur monté à l'intérieur d'un brûleur à pot à paroi simple 2. L'ensemble catalyseur 1, visible également sur la figure 2, est constitué d'un tambour catalytique 3 et d'une partie annulaire 4 Le tambour 3 comporte deux parois métalliques ajourées, l'une extérieure 5 et l'autre intérieure 6, cylindriques et coaxiales soudées à l'intérieur d'un couvercle métallique 7 légèrement bombé vers le haut. Ces parois 5 et 6 sont en tôle poinçonnée- cintrée à maille carrée disposée diagonalement dans le sens axial du tambour 3. La partie annulaire 4 est formée de deux anneaux métalliques en tale 8 identiques séparés par six entretoises 9. La forme extérieure de ces anneaux 8 est obtenue par poinçonnage d'une feuille de métal. Ils comportent une série de trous 10 régulièrement disposés à leur périphérie. Ces anneaux ne sont pas plans, mais sont emboutis pour les rendre légèrement coniques, comme on peut le voir sur la figure 1. Un anneau 11 est soudé intérieurement sur la paroi latérale 12 du brûleur 2 en vue de soutenir la partie annulaire 4 de l'ensemble catalyseur 1. Des pattes métalliques non représentées sont soudées sur le tambour 3, s'étendant vers l'extérieur de la paroi extérieure 5, et viennent porter contre l'un au moins des anneaux 8,en vue de centrer le tambour 3 dans le brûleur 2. L'ensemble catalyseur 1 est ici monté dans un brûleur à pot 2 à paroi simple gracie à l'anneau 11. Sa paroi latérale 12 est réalisée en tôle cintrée et soudée percée de plusieurs séries horizontales de trous 13 pour l'admission de l'air à l'intérieur du brûleur. Un embout 14, établissant une communication entre l'intérieur du brûleur et l'extérieur, est soudé obliquement sur la paroi 12 du brûleur 2 et sert au passage d'un dispositif d'allumage non représenté. Le brflleur 2 possède un fond 15 légèrement bombé vers l'extérieur, soudé sur la paroi latérale 12, et qui comporte une amenée de combustible liquide 16. I1 est avantageux de réaliser l'ensemble catalyseur 1 en ttle d'acier inoxydable qui est un catalyseur convenable et dont la résistance mécanique et thermique est importante. Le fonctionnement du brûleur 2 est amélioré par la présence de l'ensem- ble catalyseur 1 . La mise en service du brûleur 2 est conventionnelle au moyen par exemple d'un allumeur à préchauffage. Au fur et à mesure que le combustible liquide introduit par l'amenée 16 s'écoule sur le fond 15, il s'échauffe et se vaporise en grande partie au niveau de la paroi métallique extérieure 5 du tambour 3, qui sert de catalyseur è la réaction de combustion vive (flamme) entre le combustible vaporisé et l'air pénétrant dans le brûleur 2 par les trous 13.Suivant le plus ou moins grand débit de combustible admis au fond du pot, la flamme de combustion s'accroche à une hauteur plus ou moins éloignée du fond du pot sur l'ensemble catalyseur 1 Pour tous les régimes de marche, les deux parois métalliques extérieure 5 et intérieure 6 du tambour 3 jouent toujours le meme rôle. La paroi extérieure 5 joue le rôle de catalyseur et la paroi intérieure 6 sert à la rétention et à la limitation vers le haut de la flamme. Le couvercle 7 du tambour 3 limite également l'extension vers le haut de la flamme obtenue dans le brûleur 2. Pour les régimes utilisant peu de combustible, la paroi extérieure 5 du tambour 3 rougit seule. Avec l'augmentation du débit de combustible admis, la zone rougie se déplace vers le haut le long de cette paroi. Le rougeoiement successivement obtenu des anneaux bas et haut 8 de la partie annulaire 4 indique l'entrée en action de ceux-ci comme catalyseurs delaréaction de comb ustion. Les gaz brillés sortent du brûleur soit en traversant les-trous 10 de la partie annulaire 4, soit en passant dans l'intervalle compris entre les anneaux 8 et le couvercle 7 du tambour 3. Les moyens décrits permettent de confiner la flamme obtenue à l'intérieur du brûleur dans un volume réduit, et ceci à toutes les allures possibles du brûleur. Le rapport des consommations minimale et maximale possible peut ainsi passer de 1 à 10. Le tirage nécessaire au fonctionnement du brûleur 2 est réduit, la dépression correspondante est alors d'environ 0,05 millibars au régime maximum (environ 0,5 mm de colonne d'eau ). L'indice de fumosité est nul à toutes les allures, et l'on n'obtient pratiquement aucun encrassage de l'intérieur du brûleur 2. Celui-ci ne présente par ailleurs aucune difficulté pour le nettoyage, 1' ensemble catalyseur 1 pouvant Btre sorti du brûleur et l'anneau 11 restant étant de faible encombrement. L'application de cet ensemble catalyseur en deux parties ne se limite pas aux seuls~brûleurs à combustible du type à pot et à paroi simple. On peut en effet envisager de l'installer dans un brdleur à pot à double paroi, comme on en connait déjà de nombreux exemples, cette double paroi permettant de réchauffer l'air comburant dans la chambre annulaire ménagée entre les deux parois en vue de favoriser encore la réaction de combustion. REVENDICATIONS 1. Ensemble catalyseur pour brûleur à combustible liquide d type à pot et à tirage naturel, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une première partie centrale formant tambour catalyseur à poser au fond du pot du brûleur et d'une deuxième partie annulaire à centrer sur le tambour et à disposer à distance du fond du pot, formant plusieurs anneaux catalyseurs superposés. 2. Ensemble catalyseur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le tambour catalyseur es-t formé d'une ou plusieurs parois métalliques latérales coaxiales ajourées fixées sur un couvercle supérieur métallique fermé. 3. Ensemble catalyseur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les parois métalliques ajourées du tambour catalyseur sont, d'une manière connue en soi, à maille losange ou carrée-disposée diagonalement suivant l'axe du tambour. 4. Ensemble catalyseur suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le matériau constitutif des parois métalliques latérales du tambour catalyseur est une tôle poinçonnée. 5. Ensemble catalyseur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les anneaux catalyseurs superposés sont rendus solidaires les uns des autres par des entretoises. 6. Ensemble catalyseur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les anneaux catalyseurs superposés présentent, d'une manière connue en soi, un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du tambour catalyseur et sont percés de trous disposés régulièrement à leur périphérie, les trous des anneaux consécutifs étant décalés les uns par rapport aux autres. 7. Ensemble catalyseur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les anneaux précités sont en tôle poinçonnée. 8. Ensemble catalyseur suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les anneaux précités sont, d'une manière connue en soi, légèrement coniques vers le haut. 9. Ensemble catalyseur suivant la revendication 8, caractérisé par le fait qu'un anneau à fixer sur la paroi du pot du brûleur est prévu pour supporter la partie annulaire de l'ensemble catalyseur. 10. Ensemble catalyseur suivant la revendication 8, caractérisé par le fait qu'un étrier de support est prévu pour positionner en hauteur la partie annulaire de l'ensemble catalyseur par appui sur le tambour catalyseur. 11. Brûleur à combustible liquide de type à pot et à tirage naturel, caractérisé par le fait qu'il comporte un ensemble catalyseur suivant l'une quelconque des reveùdications précédentes.