Brevet FR2420092A1 — publié le 19791012

La présente invention concerne un dispositif de postcombustion catalytique, en particulier pour fours de cuisine, cuisinières et analogues, qui comprend un support, réfractaire et perméable à l'air, contenant le catalyseur et entouré d'un élément chauffant électrique. Des dispositifs de postcombustion catalytique sont utilisés par exemple dans des fours de cuisine dits autonettoyants pour oxyder, suivant le principe de la pyrolyse,la fumée produite de façon à transformer celle-ci en gaz d'échappement sensiblement exempts d'odeur et de substances nocives ou pour supprimer, par oxydation, les effets nocifs ou gênants de vapeurs formées lors de processus de cuisson ou de rôtissage.Pour cela les catalyseurs contenus dans le support doivent être portés chaque fois à la température à laquelle ils remplissent leur rôle de façon optimale, car cette température est le plus souvent supérieure à celle de la fumée ou des vapeurs à épurer. il a déjà été proposé de réaliser ce chauffage du catalyseur au moyen d'un élément chauffant électrique constitué par un ou plusieurs fils chauffants Un tel chauffage électrique du catalyseur présente cependant des difficultés non négligeables et cela entre autres notamment du. fait qu'il s'agit de le réaliser à la fois avec un rendement optimal et en économisant le maximum de place.En outre, il faut cependant également tenir compte du fait que la fumée ou les vapeurs à épurer contiennent souvent de la graisse qui,en cas de combustion insuffisante,provoque des dépôts de carbone. Or des dépôts de carbone formés sur le support d'un fil chauffant électrique ont pour effet de réduire le pouvoir isolant du support, conduisant ainsi à des courants de fuite considérables et finalement à une détérioration prématurée du fil chauffant. Dans le brevet français n 7 517 032 est décrit un dispositif de postcombustion catalytique du genre ci-dessus dans lequel un élément chauffant-électrique constitué par un fil chauffant entoure,sous la forme d'une boucle annulaire,un support de catalyseur à travers lequel s'écoule le fluide à épurer. Un tel élément chauffant ne répond cependant pas au but pour lequel il est prévu et qui consiste à porter le catalyseur contenu dans le support à sa température de travail supérieure à 35O0C. Habi une puissance.d' tuellement il faut pour cela/environ 150 W de sorte que dans les conditions d'encombrement données il nTest pas possible, pour des raisons de dimensionnement, d'utiliser une seule boucle de fil chauffant.Or la possibilité d'utilisation d'un fil chauffant à plusieurs boucles est déjà limitée ne serait-ce que pour des raisons de fabrication. En outre, un dispositif de postcombustion équipé d'un élément chauffant de ce genre serait relativement cot- teux à fabriquer et d'une construction compliquée. De surcroit, un tel dispositif de combustion serait -relativement encombrant. La présente invention a pour ut de réaliser un dispositif de postoombus- tion catalytique du genre décrit plus haut mais qui soit insensible aux dépôts de carbone, tout en étant construit d'une manière peu compliquée et sous un volume relativement réduit et pouvant être fabriqué et monté facilement. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention pour un dispositif de postcombustion catalytique du genre mentionné consiste en ce que l'élément chauffant est un corps de chauffe tubulaire qui comporte une enveloppe métallique dans laquelle est placé un fil chauffant noyé au sein d'une matière isolante. Etant donné que le fil de l'élément chauffant n'entré pas en contact avec la fumée ou les vapeurs à épurer un tel dispositif de postcombustion est parfaitement insensible aux dépôts de carbone. Ce dispositif peut, pour une construction simple, être réalisé sous un volume relativement réduit et être facilement fabriqué et monté. Suivant une forme de réalisation préférée du dispositif de postcombustion conformeS l'invention,le corps de chauffe tubulaire entoure le support de catalyseur hélicoidalement avec au moins deux spires, ce qui facilite sa fabrication. Etant donné que le corps de chauffe tubulaire ne présente pas de danger lorsqu'on le touche par inadvertance, il ne nécessite pas de support céramique spécial de sorte que la hauteur de construction de l'ensem- ble du dispositif de postcombustion est particulièrement réduite. Même si, dans le cas de l'exemple de réalisation préféré du dispositif de postcombustion suivant l'invention, le corps de chauffe tubulaire entoure sensiblement toute la surface périphérique extérieure du support de catalyseur hélicoidalement, la hauteur totale du dispositif de postcombustion n'a pas besoin de dépasser la hauteur de construction du support de catalyseur. Afin d'éviter des pertes de chaleur le corps de chauffe tubulaire est de préférence disposé entre le support de catalyseur et une gaine isolante, laquelle est à son tour de préférence entourée d'une enveloppe qui s'étend autour de la gaine isolante, du corps de chauffe tubulaire et de parties marginales du support. Ladite enveloppe,de préférence en métal,est avantageusement réalisée en deux parties. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation préféré illustré au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue latérale schématique, partiellement en coupe, d'un dispositif de postcombustion suivant l'invention, et la figure 2 est une vue de dessus schématique d'un dispositif de postcombustion suivant l'invention. Le dispositif de postcombustion suivant l'invention comporte une enveloppe annulaire 1 composée de deux parties identiques qui sont reliées entre elles par vissage, rivetage ou soudage. Dans cette enveloppe 1 se trouve-une gaine isolante 2, de préférence en matière fibreuse céramique, prenant appui contre la paroi de l'enveloppe. La gaine isolante 2 enferme un corps de chauffe tubulaire 3 qui entoure avec quatre spires hélicoidalement un support de catalyseur 4 sensiblement cylindrique. Le support de catalyseur 4 est perméable à l'air de sorte qu'il peut être parcouru par de la fumée ou des vapeurs à épurer. A cette fin le support de catalyseur présente de nombreux canaux axiaux minces 5 dont quelques-uns seulement sont représentés schématiquement à la figure 2. Les deux extrémités isolées 6 et 7 du corps de chauffe tubulaire 3 font saillie latéralement à travers des ouvertures prévues à cette fin dans la gaine isolante 2 et l'enveloppe 1. L'enveloppe 1 entoure la gaine isolante 2, le corps de chauffe tubulaire 3 et des parties marginales du support de catalyseur 4. Les faces annulaires supérieure et inférieure de l'enveloppe 1 présentent des tiges filetées 8 au moyen desquelles le dispositif de postcombustion peut être relié à d'autres éléments, notamment à la paroi arrière du moufle et au canal d'échappement d'air. Le corps de chauffe tubulaire 3 présente un diamètre de 3 à 5 mm, notamment de 4 à 4,5 mm, et est de préférence flexible. Ses différentes spires entourent de préférence sensiblement toute la surface périphérique extérieure du support de catalyseur 4. Le fil chauffant noyé dans le corps de chauffe tubulaire 3 peut être très mince de sorte que des longueurs relativement importantes de fil chauffant peuvent y être logées, permettant ainsi même dans le cas de tensions de secteur élevées d'utiliser des puissances réduites et, par conséquent, d'économiser du courant. Le corps de chauffe tubulaire mince et flexible 3 entoure le support de catalyseur 4 en étant en contact thermique avec celui-ci et peut facilement s'adapter à des dilatations thermiques de sorte que les surfaces de chauffe ne sont soumises qu'à de faibles contraintes et le support de catalyseur 4 se trouve chauffé uniformément. Le transfert de chaleur du corps de chauffe tubulaire 3 au support de catalyseur 4 peut encore être favorisé en utilisant un corps de chauffe tubulaire présentant en coupe une autre forme que celle représentée, par exemple un corps de chauffe tubulaire aplati d'un côté ou à section triangulaire. Le dispositif de postcombustion suivant l'invention peut avoir une hauteur de construction très réduite. Ainsi par exemple un support de catalyseur pour four de cuisine peut avoir une hauteur de 20 à 25 mm seulement. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de postcombustion catalytique, en particulier pour fours de cuisine, cuisinières et analogues, qui comprend un support, réfractaire et perméable à l'air, contenant le catalyseur et entouré d'un élément chauffant électrique, caractérisé en ce que ltélément chauffant est un corps de chauffe tubulairettlqui comporte une enveloppe métallique dans laquelle est placé un fil chauffant noyé au sein d'une matière isolante. 2 - Dispositif de postcombustion catalytique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de chauffe tubulaire (3)entoure le support de catalysearE45avec au moins deux spires hélicoldalement. 3 - Dispositif de postcombustion catalytique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de chauffe tubulaire (3) entoure sensiblement toute la surface périphérique extérieure du support de catalyseurt4)hélicoldalement. 4 - Dispositif de postcombustion catalytique suivants l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de chauffe tubulairet3test disposé entre le support de catalyseur(4)et une gaine isolante (21 5 - Dispositif de postcombustion catalytique suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une enveloppe ex térieure (1)entourant la gaine isolante(2), le corps de chauffe tu bulaire (3)et des parties marginales du support de catalyseur C43 6 - Dispositif de postcombustion catalytique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieurelllae compose de deux parties. 7 - Dispositif de postcombustion catalytique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps de chauffe tubulaire (3)est flexible et présente un petit diamètre de 3 à 5 mm (de préférence de 4 à 4,5 mm). 8 - Dispositif de postcombustion catalytique suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les spires du corps de chauffe tubulaire sont jointives.