Brevet FR3129608A1 — publié le 20230602

TITRE : STRUCTURE DE REFORMEUR Cette structure de reformeur, du type comportant une enceinte sous pression (2) dans laquelle sont prévues au moins deux zones dont l’une comporte des moyens catalytiques (3) et dont l’autre (4) comporte des moyens de chauffage (8) de ceux-ci, est caractérisée en ce qu’elle comporte en outre des moyens pilotables (5) de raccordement de la zone contenant les moyens de chauffage (8) à la zone contenant les moyens catalytiques (3), pour établir entre ces zones une recirculation naturelle afin d’optimiser le fonctionnement de cette structure notamment lors de son démarrage. Figure pour l'abrégé : Figure 1 STRUCTURE DE REFORMEUR La présente invention concerne une structure de reformeur. Un tel reformeur sert, par exemple, à transformer du carburant en mélange de gaz contenant de l’hydrogène. Une telle structure comporte, de façon générale, une enceinte sous pression dans laquelle sont prévues au moins deux zones, dont l’une comporte des moyens catalytiques et dont l’autre comporte des moyens de chauffage de ceux-ci. En effet, pour démarrer, un tel reformeur doit être porté à une température de 250°C à 400°C. En particulier, la zone catalytique doit être portée au-dessus de 350°C. Les solutions les plus classiques pour atteindre de telles températures sont une chauffe : Par apport de gaz chaud en entrée qui traverse alors la zone catalytique réactionnelle avant de ressortir en transmettre son énergie par convection ; Par utilisation de moyens de chauffe électriques, c’est-à-dire par exemple, de traceurs électriques, positionnés à l’extérieur des enceintes et qui chauffent par conduction à travers les parois métalliques, les éléments constitutifs de la zone catalytique ; Par chauffe directe de viroles des enceintes en faisant passer à l’intérieur de ces viroles un courant électrique (effet joule). La chauffe de la zone catalytique réactionnelle est ensuite assurée par conduction. Mais ces structures de l’état de la technique présentent un certain nombre d’inconvénients, notamment au niveau de leur encombrement, du temps de démarrage requis et de la consommation électrique relativement élevée des moyens de chauffage embarqués. Le but de l’invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l’invention a pour objet une structure de reformeur, du type comportant une enceinte sous pression dans laquelle sont prévues au moins deux zones dont l’une comporte des moyens catalytiques et dont l’autre comporte des moyens de chauffage de ceux-ci , caractérisée en ce qu’elle comporte en outre des moyens pilotables de raccordement de la zone contenant les moyens de chauffage à la zone contenant les moyens catalytiques, pour établir entre ces zones une recirculation naturelle afin d’optimiser le fonctionnement de cette structure notamment lors de son démarrage. Suivant d’autres caractéristiques de la structure selon l’invention, prises seules ou en combinaison : les moyens de raccordement comprennent des conduits traversant la paroi de l’enceinte sous pression et munis des moyens à vanne pilotables à l’ouverture et à la fermeture ; les moyens à vanne sont prévus sur une portion des conduits à l’extérieur de l’enceinte sous pression ; les moyens de chauffage comprennent des moyens de chauffage électrique ; les moyens de chauffage sont associés à une paroi interne de l’enceinte sous pression ; la paroi interne s’étend autour des moyens catalytiques. L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel : La représente une vue en coupe schématique d’un exemple de réalisation d’une structure de reformeur selon l’invention. Cette structure de reformeur est désignée par la référence générale 1 sur cette figure. Celle-ci comporte, de façon classique, une enceinte sous pression désignée par la référence générale 2, et dans laquelle sont prévues au moins deux zones, dont l’une comporte des moyens catalytiques désignés par la référence générale 3 sur cette figure, et dont l’autre comporte des moyens de chauffage de ceux-ci et est désignée par la référence générale 4. Comme cela est illustré, cette structure de reformeur comporte, en outre, des moyens pilotables de raccordement de la zone contenant les moyens de chauffage à la zone contenant les moyens catalytiques pour établir entre ces zones une recirculation naturelle de gaz afin d’optimiser le fonctionnement de cette structure, notamment lors de son démarrage. Ces moyens de raccordement sont désignés par la référence générale 5 sur cette figure et ceux-ci comportent notamment des conduits traversant la paroi de l’enceinte sous pression 2, l’un de ces conduits étant désigné, par exemple, par la référence générale 6 sur cette figure. Ces conduits sont munis de moyens à vanne pilotables à l’ouverture et à la fermeture pour établir ou non la recirculation. Une vanne est désignée par la référence générale 7 sur cette figure. En fait, les moyens à vanne sont, par exemple, prévus sur une portion des conduits 6 à l’extérieur de l’enceinte sous pression 2. Les moyens de chauffage comprennent quant à eux, par exemple, des moyens de chauffage électriques tels que des traceurs désignés par la référence générale 8 sur cette figure. Ces moyens de chauffage sont, par exemple, associés à une paroi interne de l’enceinte sous pression, la paroi interne étant désignée par la référence générale 9 sur cette figure. En fait, cette paroi interne 9 s’étend autour des moyens catalytiques 3 par exemple. Ainsi, on utilise un ou des traceurs électriques de chauffage positionnés sur la paroi dans l’enceinte sous pression. Une ou des vannes sont ouvertes pendant la chauffe de sorte que les gaz chauffés au contact de la paroi, elle-même chauffée à l’aide des traceurs électriques, montent dans la partie extérieure de l’enceinte et traversent les vannes afin de circuler dans la zone catalytique avec laquelle elle échange sa chaleur. Une convection naturelle est alors amorcée et cette phase de chauffe est maintenue tant que la zone catalytique et l’enceinte sont en dessous des températures mentionnées précédemment. Une fois ces températures atteintes, les vannes seront refermées et les moyens de chauffage peuvent être coupés. L’injection des réactifs débute alors et le reformeur est démarré. On conçoit alors qu’un tel système présente un certain nombre d’avantages, notamment au niveau de sa compacité et du temps de démarrage et de la consommation électrique réduits. Bien entendu, d’autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. Structure de reformeur, du type comportant une enceinte sous pression (2) dans laquelle sont prévues au moins deux zones dont l’une comporte des moyens catalytiques (3) et dont l’autre (4) comporte des moyens de chauffage (8) de ceux-ci, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre des moyens pilotables (5) de raccordement de la zone contenant les moyens de chauffage (8) à la zone contenant les moyens catalytiques (3), pour établir entre ces zones une recirculation naturelle afin d’optimiser le fonctionnement de cette structure notamment lors de son démarrage. Structure de reformeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de raccordement (5) comprennent des conduits (6) traversant la paroi de l’enceinte sous pression (2) et munis des moyens à vanne (7) pilotables à l’ouverture et à la fermeture. Structure de reformeur selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens à vanne (7) sont prévus sur une portion des conduits (6) à l’extérieur de l’enceinte sous pression (2). Structure de reformeur selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de chauffage (8) comprennent des moyens de chauffage électrique. Structure de reformeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (8) sont associés à une paroi interne (9) de l’enceinte sous pression (2). Structure de reformeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi interne (9) s’étend autour des moyens catalytiques (3).