Brevet FR2591316A1 — publié le 19870612

On sait que dans les appareils à combustion catalytique, il est necessaire de préchauffer la masse perméable d'éléments imprégnés de catalyseurs avant d'envoyer le mélange gaz combustible-air comburant dans ladite masse en vue de faire démarrer la réaction d'oxydation. La masse précitée peut être tout support réfractaire constitué par exemple par un matelas de fibres d'alumine, de silice, de silice-alumine, etc... La température à laquelle l'ensemble doit être élevé avant le démarrage de la réaction se situe à environ 3000 pour du méthane et 250 pour du propane. I1 est bien entendu que le support catalytique doit être porté à une température un peu supérieure à celle-ci pour assurer la sécurité voulue. Si cette température n'est pas atteinte et que le gaz soit envoyé dans le support catalytique, la réaction d'oxydation ne peut avoir lieu, de telle sorte que le gaz se répand dans l'atmosphère du local dans lequel se situe l'appareil. I1 est donc nécessaire de contrôler le bon déroulement de la mise en température de manière à prévenir tout danger. En dehors de la température trop basse, celle-ci peut être également trop élevée, d'où risque de détérioration du catalyseur. D'une manière générale, on noie une résistance électrique dans le tamis ou support réfractaire catalytique et grâce à une minuterie ou à une bilame, on coupe l'alimentation électrique lorsque la température desirée se trouve supposée atteinte. On peut, en vue d'une plus grande précision, utiliser un thermocouple noyé dans le support ou tamis catalytique et relie à un appareil de mesure de la température, mais cette solution est onéreuse. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'un dispositif de préchauffage et de contrôle qui soit précis et de réalisation économique. A cet effet, le dispositif suivant l'invention comprend tout d'abord une résistance montée en série avec un thermocouple, puis un temporisateur inverseur propre à alimenter l'ensemble résistancethermocouple et à transmettre après coupure de l'alimentation la tension émise par le thermocouple, et enfin un comparateur destine à permettre l'alimentation en gaz de l'appareil si la tension émise par le thermocouple est suffisante. Dans un mode d'exécution prefere de la disposition qui précède, la resistance est montée en se rie avec un fil métallique constituant le thermocouple, ce dernier et la résistance étant réalisés en deux metaux ou alliages metalliques differents. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est un schéma électrique du dispositif suivant l'invention représenté lors de l'alimentation en courant électrique de l'ensemble resistance-thermocouple. Fig. 2 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais montrant comment le temporisateur-inverseur permet la lecture de la tension émise par le thermocouple sous l'effet de la température du tamis ou support catalytique. Sur les dessins, la référence 1 est relative à un appareil à combustion catalytique réalisé sous la forme d'un bottier 2 dans lequel est contenu un support catalytique 3 en soi connu. Le boiter 2 est pourvu d'une arrivée de gaz 4 formant Venturi et dans lequel est disposé un injecteur de gaz 5. Dans le support catalytique 3 est disposée une résistance 6 montée à la suite d'un conducteur 8 de même nature mais de section plus importante. L'autre extrémité de la résistance 6 est reliée par une soudure 7 formant thermocouple à un second conducteur 9 de nature différente du conducteur 8 et de la résistance 6, et de section semblable à celle de ce dernier.Dans une forme de réalisation avantageuse, la résistance peut être enroulée autour d'un barreau réfractaire du fait que le diamètre du fil qui la constitue est très fin, de l'ordre par exemple de 0,3 millimètre. On pourrait aussi concevoir que le barreau soit réalisé sous la forme d'un cordon réfractaire par exemple de silice imprégné d'un catalyseur. Le fil 9, qui présente un diamètre de l'ordre de 2 millimètres, n'a pas besoin d'être soutenu. Dans ces conditions, les conducteurs 8 et 9 présentent une section dont le diamètre est de l'ordre de 2 millimètres. Les conducteurs 8 et 9 aboutissent à deux bornes 10 et 11 d'un inverseur-temporisateur 12 pourvu d'une minuterie 13 branchée aux bornes d'un électro-aimant 14 dont l'équipage mobile est réuni à deux barrettes 14a, 14b basculant autour des bornes 10 et 11 comme on ltexpliquera mieux plus loin. L'appareil 12 comporte encore quatre bornes référencées 15 à 18 et avec lesquelles les barrettes 14a, 14b peuvent être en contact suivant l'actionnement de l'électro-aimant 14. La minuterie 13 est alimentée par deux fils provenant de deux phases du secteur indiquées O et 220. La phase 0 est branchée à la borne 18 de l'appareil 12, tandis que celle 16 est réunie à la phase 220. Le dispositif suivant l'invention comprend encore un comparateur 19 alimenté à partir des phases O et 220, Ce comparateur est branche par des fils 20, 21 aux bornes respectivement 17 et 15 du temporisateur-inverseur 12. Le comparateur 19 est associé à un électro-aimant 22 dont ltequipage mobile peut cooperer avec deux bornes 23, 24. Celle 24 est réunie à la phase 220, tandis que celle 23 est branchée par un fil 25 à l'une des bornes d'une électro-vanne 26 dont l'autre borne est branchée à la phase O par un conducteur 27. L'electro-vanne 26 est inserée dans la tuyauterie 28 d'alimentation de l'injecteur 5 à partir d'une réserve de gaz 29 ou d'une canalisation d'amenée. Dans la position des équipages mobiles des électro-aimants 14 et 22 illustrée en fig. 1, l'ensemble résistant 6 est alimenté de telle sorte que le support catalytique 3 stéchauffe. La minuterie 13 a été declenchee à l'origine par I'opérateur de manière qu'au bout d'un temps pre-determine, par exemple deux minutes, ltélectro-aimant 14 est excité afin qu'il fasse basculer les barrettes 14a, 14b vers la position de fig. 2. A ce moment, c'est l'émission de tension électrique du fil 7 qui est envoyée dans le comparateur 19. Bien entendu, cette tension est treks faible, mais elle peut être élevée par tous moyens connus.Puis la tension émise est comparée avec une tension de référence, calculez en fonction de la température désirée du support catalytique 3. Si la tension émise par le fil 7 atteint la tension de référence 11electro-aimant 22 reste dans la position illustrée en fig. 1, de telle sorte que l'électro-vanne 26 est commandée vers l'ouverture afin que le gaz arrive dans le boltier 2 de l'appareil 1. I1 existe bien entendu un allumage automatique qui permet le démarrage de la reaction d'oxydation catalytique. Si au contraire la tension émise par le fil 7 est inférieure au seuil predéterminé, l'electro-aimant 22 est excité et les bornes 23 et 24 n'étant plus reunies, il n'existe pas d'alimentation de l'électro-vanne 26 qui reste donc fermée. L'allumage-ne peut pas se produire. Il est evident que i'appareil 19 pourrait comprendre un système propre à réenclencher la minuterie 13 dans le cas où l'allumage n'a pas Pu avoir lieu de façon à chauffer davantage le support catalytique 3. En fin de second comptage du temps, la tension emise par le fil 7 serait bien superieure à la tension de réference de manière à engager le processus de reactior. dans le support catalytique 3. Etant donne que la tension émise par le fil 7 est continuellement rPceptionnee dans le comparateur 19, celui- ci pourrait comprendre un second étage de comparaison avec une tension maximale que l'émission du fil 7 ne devrait pas dépasser. On Éviterait ainsi toute surchauffe du support catalytique 3 car en cas de dépassement du seuil supérieur de la tension de référence, ltélectro-vanne 26 pourrait être fermée. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne-limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'execution décrits par tous autres equivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif de préchauffage et de contrôle du fonctionnement d'un appareil à combustion catalytique (1) comprenant un boîtier (2) dans lequel se trouve un tamis ou support catalytique (3) situé en vis-à-vis d'une face ouverte (2a) dudit bottier (2), ce dernier étant alimenté en gaz combustible, tandis qu'une résistance électrique (6) est prévue pour échauffer le support au moment de l'allumage, caracterisé en ce que la résistance (6)est montée en série avec un thermocouple (7) et en ce qu'il comprend d'une part un temporisateur-inverseur (12) propre à alimenter l'ensemble résistance-thermocouple (6-7) et transmettre après coupure de l'alimentation la tension émise par ce thermocouple (7), et d'autre part un comparateur (19) destiné à permettre l'alimentation en gaz de l'appareil si la tension émise par le thermocouple (7) est suffisante. 2. Dispositif de préchauffage suivant la revendication i, caractérisé en ce que le thermocouple (7) est constitué par une soudure entre un fil (9) de métal ou d'alliage metallique assemblé par un de ses bouts à une extrémité de la résistance (6) réalisée en un métal ou en un alliage métallique différent de celui du fil (9). 3. Dispositif de préchauffage suivant la revendication 2, caractérise en ce que le fil de métal (9) aboutissant au thermocouple (7) est du platine, la résistance (6) étant constituée par un alliage platine-rhodium. 4. Dispositif de préchauffage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le fil de métal (9) aboutissant au thermocouple (7) est un alliage de nickel et de chrome, pour une résistance (6) réalisée en un alliage chrome-nickel-aluminium. 5. Dispositif de préchauffage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le comparateur (19) comporte des moyens de réenclencher le temporisateur (12) si la température du support catalytique n'est pas suffisante pour l'amorçage de la réaction d'oxydation. 6. Dispositif de préchauffage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le comparateur (19) comporte des moyens de couper l'alimentation en gaz si la température du support (3) dépasse un seuil prédéterminé.