Brevet FR2579302A1 — publié le 19860926

A 2579302 Appreil de chauffage catalytique, en particulier pour habitacle de véhicules automobiles et de bateaux. La présente invention a pour objet un appareil de chauffage catalytique, en particulier pour habitacles de voitures automobiles, cabines de camions, bateaux et utilisations similaires. On connait des appareils de chauffage à gaz de type catalytique dans lesquels la combustion s'effectue en présence d'un panneau catalytique, de sorte que la combustion est complète et sans flammes. En particulier, le déposant a déjà imaginé et réalisé des appareils de chauffage, convenant tout spécialement aux cabines de véhicules automobiles, comportant pour l'essentiel une chambre de combustion contenant un panneau catalytique de type connu en soi, une conduite d'alimentation en gaz à brûler, de préférence du propane ou du gaz de pétrole liquéfiés, et un échangeur de chaleur dans lequel on fait passer, par circulation forcée l'air et/ou l'eau à réchauffer au moyen de la chaleur produite par la combustion. Dans les appareils de chauffage de ce type, il est prévu dans l'échangeur de chaleur, des petits trous pour la distribution capillaire et organisée, d'air comburant dans la chambre de combustion, en particulier sur des zones superficielles du panneau catalytique qui par ailleurs est amené à la température de fonctionnement en régime, par une résistance électrique noyée dans ce panneau. En conséquence, lors de la mise en marche, la résistance électrique amène le panneau catalytique à la température convenable et souhaitée, tandis qu'en fonctionnement au minimum ou en attente, il suffit de maintenir la combustion dans une zone restreinte et circonscrite du panneau catalytique. Jusqu'à ce jour, le fonctionnement de l'appareil précité a toujours donné satisfaction. Toutefois, dans le domaine de ces appareils de chauffage, on exige depuis toujours que les dimensions soient réduites au minimum, l'espace disponible dans la cabine des véhicules automobiles, en particulier des véhicules lourds, étant très limité. Par ailleurs, même si comme il a déjà été dit, les prestations de cet appareil sont satisfaisantes pour l'essentiel, une certaine quantité de chaleur produite par la combustion est dissipée par convexion et rayonnement à travers les parois extérieures de la chambre de combustion, ainsi qu'à travers la paroi sous-jacente au panneau catalytique. C'est précisément pour remédier à ce dernier inconvénient que dans les appareils connus, il est prévu, au-dessous de la couche catalytique qui consiste en un support sensiblement mince sur lequel est déposé le métal ou le composé catalytique, une couche d'épaisseur importante de matériau de calorifugeage tel que de la laine de roche. Ceci entraîne évidemment des dimensions moindres, non négligeables et qui peuvent encore être réduites, du panneau catalytique et partant de l'ensemble de l'appareil de chauffage. La présente invention a donc pour principal objectif de réaliser un appareil de chauffage à panneau catalytique qui, tout en conservant la même efficacité de chauffage, présente des dimensions réduites et permet de récupérer la chaleur dissipée par convexion et par rayonnement à travers les parois de la chambre de combustion. Ce but est atteint grâce à un appareil de chauffage du type comportant une chambre de combustion dont un côté ou paroi est constitué par un panneau catalytique de type connu; dans cette chambre de combustion, il est monté un échangeur de chaleur, de préférence à ailettes dont l'extérieur est immergé dans les produits de la combustion, tandis qu'à l'intérieur passe le fluide à réchauffer, en particulier de l'air sous pression, les premiers moyens d'alimentation en gaz à brûler et seconds moyens d'alimentation en air comburant, caractérisé en ce qu'au-dessous de la couche catalytique, est disposée directement la paroi qui délimite la chambre de combustion, sans qu'il y ait interposition de la couche de calorifugeage, et en ce que toute la chambre de combustion est enfermée dans une enveloppe calorifuge dans laquelle on fait passer de l'air à préchauffer sous l'effet de la chaleur irradiée par les parois de la chambre de combustion. Selon un mode de réalisation préféré de l'appareil de chauffage suivant l'invention, l'air préchauffé dans l'enveloppe de récupération de la chaleur est le même que celui qui est envoyé à l'échangeur de chaleur principal contenu dans la chambre de combustion. Selon un autre aspect de la présente invention, les fumées de combustion qui ont cessé de céder de la chaleur à l'échangeur de chaleur principal, sont acheminées vers le moteur du véhicule automobile ou du bateau, en particulier vers les parties du moteur qui nécessitent un préchauffage, afin de faciliter son démarrage à froid. Selon un autre aspect encore de la présente invention, la résistance électrique de préchauffage du panneau catalytique est remplacée par une ou plusieurs bougies à incandescence, du type bien connu pour l'allumage des moteurs diesel, ce qui raccourcit le temps nécessaire pour porter à la température d'allumage le panneau cata- lytique et donc pour activer le fonctionnement de l'appareil de chauffage. D'autres aspects et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée ci-après faite en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une vue schématique du dessus et en coupe longitudinale, de l'appareil de chauffage suivant l'invention, et La figure 2 est une vue schématique, en coupe transversale de l'appareil de la figure 1. En référence au dessin, l'appareil de chauffage selon l'invention comporte une enveloppe 10 à l'intérieur de laquelle est montée la chambre de combustion 11, dont une paroi est constituée par le panneau catalytique désigné dans son ensemble par la référence 12. Le panneau catalytique 12 est en effet de type traditionnel, par exemple comme celui produit et commercialisé sous le nom de Termcat de la société Industrie Engerbhard S.p.A., et comporte un support, par exemple en fibres de verre non tissées ou en une autre matière similaire, imprégné du métal ou du composé catalytique. Le support est à son tour monté sur un panneau de soutien qui dans ce cas spécifique forme une paroi latérale de la chambre de combustion. Contrairement à la construction traditionnelle il n'existe toutefois pas de couche calorifuge par exemple de laine de roche, entre le support du catalyseur et le panneau, ce qui fait que l'épaisseur est réduite à des valeurs de l'ordre d'un cinquième par rapport aux panneaux catalytiques traditionnels. Dans la chambre de combustion 11 est monté un échangeur de chaleur 13 comportant des ailettes extérieures 14 et un faisceau de tubes intérieurs 15 dans lequel passe l'air à réchauffer. Cet air est pulsé à l'intérieur du faisceau de tubes par un ventilateur 16 et parvient à l'extrémité en aval de l'échangeur 13 dans un collecteur de têtes 17 qui communique par une conduite 18 d'évacuation de l'air chaud dans le milieu à réchauffer, sous le contrôle d'une soupape 19. L'évacuation des fumées de combustion produites dans la chambre de combustion 11 s'effectue à travers un collecteur d'évacuation 20 dont l'extrémité en aval peut être prolongée (par exemple par un tuyau souple) jusqu'au logement du moteur, pour le préchauffage de celui-ci. Comme il ressort clairement de la figure 1, l'air entre dans l'enveloppe 10 par l'ouverture périphérique 21, en se déplaçant dans la direction des flèches 22, et lèche donc les parois extérieures de la chambre de combustion en se réchauffant grâce à la chaleur irradiée par ces parois. A l'autre extrémité de l'enveloppe 10, l'air préchauffé est aspiré par le ventilateur 16 et pulsé dans le faisceau de tubes de l'échangeur 13 o il se réchauffe jusqu'à la température souhaitée, grâce à la chaleur dégagée par la combustion. On peut toutefois imaginer, et cela est possible, d'utiliser autrement l'air préchauffé dans l'espace compris entre l'enveloppe 10 et la chambre de combustion. Par contre, en ce qui concerne les fumées de combustion qui sont évacuées à travers le collecteur , il est possible d'en augmenter la vitesse et la pression en prélevant une partie de l'air chaud et sous pression sortant de l'échangeur 13, par exemple en prévoyant un éjecteur au niveau de l'entrée du collecteur d'évacuation 20. Il est intéressant de noter que l'air qui est réchauffé se trouve toujours à une pression plus élevée que celle des fumées de combustion, et que par conséquent, il est impossible que ces dernières refluent et se mélangent à l'air chaud évacué à travers la conduite d'évacuation 18. En ce qui concerne enfin la dernière caractéris- tique sus-mentionnée, à savoir le remplacement de la résistance de préallumage du panneau catalytique par des bougies à incandescence, nous indiquerons simplement que ce remplacement s'effectue sans que de plus amples détails ni une représentation graphique détaillée soient nécessaires. L'invention a été décrite pour un mode de réalisation préféré; il n'en reste pas moins que des modifications et des variantes, équivalentes dans leur conception et leur construction, sont possibles et peuvent être envisagées sans toutefois sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de chauffage catalytique du type comportant une chambre de combustion (11) dont un côté ou paroi est constitué par un panneau catalytique (12) connu en soi, un échangeur de chaleuqr (13) à ailettes extérieures (14) monté dans ladite chambre de combustion (11) de manière à être entouré par les produits de la combustion, tandis qu'à l'intérieur passe le fluide à réchauffer, des premiers moyens d'alimentation de gaz de combustion, des seconds moyens d'alimentation d'air comburant, caractérisé en ce qu'au-dessous de la couche catalytique superficielle dudit panneau catalytique est disposée directement la paroi qui délimite la chambre de combustion, sans que soit interposée l'habituelle couche de matériau calorifuge, et en ce que toute la chambre de combustion (11) est contenue dans une enveloppe (10) calorifuge, formant un espace dans lequel on fait passer l'air qui sera préchauffé par la chaleur irradiée par les parois de la chambre de combustion. 2. Appareil de chauffage catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluide à réchauffer dans l'échangeur (13) est de l'air et en ce que dans l'enveloppe (10) est monté un ventilateur (16) d'alimentation de l'air à l'intérieur de l'échangeur, l'aspiration de ce ventilateur étant conçue de manière à aspirer l'air préchauffé dans ledit espace. 3. Appareil de chauffage catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de combustion (11) communique avec un collecteur d'évacua- tion (20) des fumées de combustion, l'extrémité en aval dudit collecteur communiquant avec le logement du moteur du véhicule ou du bateau. 4. Appareil de chauffage catalytique - selon la revendication 3, caractérisé en ce que le collecteur d'évacuation (20) des fumées de combustion communique avec la sortie d'un éjecteur alimenté par une partie de l'air chaud sortant de l'échangeur (13). 5. Appareil de chauffage catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau catalytique (12) est équipé, comme moyens de préchauf- fage du panneau lui-même, d'au moins une bougie à incan- descence alimentée électriquement.