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APPAREIL D~: CllAVF`FAGE A CATALYSE Pt:)UR COMBUSTIBLE GAZEUX
La pr~sente invention se rapporte ~ un appareil de chauf-
fage à catalyse pour combustible gazeux comprenant une cellule
de combustion présentant une paroi arriere travers~e par un
conduit d'alimentation en gaz combustible et dans laquelle est
enchass~e une paroi avant formée par un substat r~fractaire
poreux imprégn~ d'un catalyseur d'oxydation, un réflecteur
s'étendant au devant de cette paroi avant et une buse an-
nulaire reliée ~ une source d'alimentation en air entourant sa
périphérie.
L'avantage de ce type d'appareil sur les appareils chauf-
fant uniquement par rayonnement est de réduire la stratifiea-
tion des couches d'air en raison du mélange forcé des produits
de combustion avec l'air ambiant. Ce m~lange est rendu possi-
ble du fait que la température de combustion ~ catalyse est de
l'ordre de 600C et se situe donc au-dessous du seuil à partir
duquel il y a production de monoxyde de carbone et de N0x, de
sorte que les gaz de combustion ne doivent pas ~tre évacués
dans la mesure où ils ne comportent pas de produits toxiques.
Toutefois, la combinaison du chauffage par convexion avec ce
type de br~leur ~ catalyse nécessite l'utilisation d'un venti-
lateur, de canaux et de buses-de distribution d'air frais pour
le mélanger avec les gaz chauds de combustion. L'appareil qui
en résulte est de construction forcémen.t plus compliquée et
donc plus co~teux à produire.
Le but de la pré~ente invention est pr~cis~ment d'appor-
ter une solution qui permette de diminuer les couts d'usinage
des composants de l'appareil aussi bien que ceux de son mon-
tage.
A cet effet, la présente invention a pour ob~et un appa-
reil de chauffage ~ catalyse pour combustible gazeux selon la
revendication 1.
Le nombre de piaces ~ assembler ~ ~t~ r~duit ~ un minimum
de même que le no~bre de pièces de fixation. Par ailleurs, le
plus grand nombre possible de pièces est realisé ~ partir de
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profiles necessitant, de ce fait, un minimum d~op~rations
d'usinage. Par cons~quent, 1 'appareil de chauffage ~ catalyse,
objet de l'invention, peut ~tre produit ~ un prix tout ~ fait
compétitif, ~algré le coût ~levé de la cellule de combustion à
catalyse dont le substrat réfractaire poreux est imprégné de
platine.
La figure unique du dessin annexé illustre, schématique-
ment et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil
de chauffage ~ catalyse selon la présente invention.
Cet appareil de chauffage comporte une cellule de com-
bustion 1 comprenant une paroi arrière circulaire 2 en t~le
d'aluminium emboutie, munie d'une colonne centrale tubulaire
3. Un substr3t réfractaire poreux 4 par exemple une couche de
fibres céramique imprégnées de la substance jouant le r81e de
catalyseur d'oxydation, ici du platine, est disposé autour de
la colonne centrale tubulaire 3 et repose sur un grillage de
support retenu par une bague 5 chassée sur cette colonne. La
périphérie de ce substrat 4 qui forme un cône, appuie contre
une portée annulaire 2a ménagée sur la paroi arrière 2. Ce
~; substrat est appliqué contre cette portée 2a par une bague
fendue 6 insérée entre le bord recourbé de la paroi 2 et le
gr$11age de support. La paroi arrière 2 est encore traversée
'1 par un conduit 7 relié par un injecteur et une électrovanne 8
i à une source de gaz combustible (non représentée), tel que du
ii propane
Cette cellule est montée par l'intermédiaire d'entre-
toises d'écartement 9 entre deux pi~ces semi-circulaires
3 form~es par deux profilés cintrés 10 en aluminium. Les entre-
toises 9 présentent chacune un ergot de positionnement 9a qui
est chassé dans une ouverture du profilé 10. Comme on le voit,
ces pro~ilés forment d'une part un réflecteur 11 s'étendant
dev~nt la paroi avant de la cellule de combustion 1 formée par
le substrat réfractaire 4 imprégné du catalyseur et, d'autre
part, le bord de ce réflecteur 11 qui est adjacent au reste du
profilé 10 forme avec le bord recourbé de la paroi arrière 2
de la cellule 1 une buse annulaire 12 dont la dimension est
d~finie par les entretoises 9. A cet effet, l'~paisseur de ces
entretoises va en diminuant vers la buse annulaire 12 pour
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accro~tre la vitesse de l'écoulement.
Le bord libre du profilé 10 forme un si~ge pour une
cloison circulaire 13 dont le centre comporte une ouverture 14
entouree de tubes filet~s 15 pour la fixation d~un ventilateur
16.
Un autre profilé 17, en forme d'anneau fendu, présente un
bord en forme de rainure annulaire 1~ ouverte vers l'intérieur
qui reçoit ~ la fois le bord libre des profilés 10 et celui de
la cloison 13. Les deux extrémités de l'anneau fendu du profi-
lé 17 sont maintenues jointives par des rivets de fixation 19
formant une sorte de bride qui maintient ensemble les profilés
10 et la cloison 13 ainsi que la cellule 1, grace aux entre-
toises d'espacement 9.
Une fois ces pièces assemblées, un canal ferm~ 20 relie
la buse annulaire 12 à la sortie du ventilateur 16. Comme on
le remarque, la section de ce canal diminue progressivement du
centre à la p~riphérie afin d'augmenter la vitesse de l'air.
Une vis 21 est fixée par un écrou 22 à travers la cloison 13.
Cette vis porte un support 23 du circuit électronique de
commande 24 de l'appareil. Etant donné que la r~gulation de
l'appareil sort du cadre de la présente invention, il n'est
pas utile ~ sa compréhension que ce circuit électronique soit
représent~ et décrit ici.
L'appareil, tel qu'il se compose dans la description qui
en a été faite jusqù'ici, pourrait fonctionner. Toutefois, au-
dessus du compartiment d'alimentation et de r~gulation disposé
l'int~rieur du profilé 17, un compartiment de filtrage d'air
a eté prévu, à titre d'option, en vue de protéger le ventila-
teur et la régulation de la poussière.
A cet effet, le bord du profilé 17 opposé ~ celui qui
sert de bride de fixation grace à sa rainure annulaire lB
présente un sièye périphérique 25 s'étendant vers l'extérieur
et entouré par un rebord 26. Un filtre est disposé dans ce
compartiment et est form~ de deux couches filtrantes an-
nulaires 27, 2~ réunies par leurs bords internes respectifs.
Leurs bords externes sont sépar~s par une bague d'écartement
29 percée d'ouvertures 30 pour le passage de l'air. Une grille
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circulaire 31a est disposée sur le siège annulaire 25 et le
bord externe de la couche filtrante 27 est pris entre le bord
inférieur de la bague d'écartement 29 et cette grille 31a. Le
bord externe de l'autre couche filtrante 28 est pris entre le
bord supérieur de la bague d'~cartement et une autre grille
circulaire 31b logée dans un couvercle 32. Des clips de ser-
rage 33 servent à fixer ~lastiquement le couvercle sous le
siège 25 du profil~ 17. Cette disposition avec double couche
filtrante permet de faire passer l'air vers le haut et vers le
bas augmentant ainsi la surface de filtrage et donc la durée
de vie du filtre. L'air qui passe par la couche inférieure
sert également ~ refroidir les composants électroniques et
mécaniques situés dans le compartiment situé à l'intérieur du
profilé 17.
Le gaz combustible qui peut ou non être directement ~
mélangé avec de l'air, est introduit dans la cellule de com- `
bustion 1 par le conduit 7. Préalablement, le substrat réfrac-
taire 4, imprégné de la substance servant de catalyseur d'oxy-
dation, est amené à une température suffisante pour que la
reaction catalytique du gaz combustible se produise. A cet
effet, une r~sistance électrique, non représent~e, peut etre
incorporée dans le substrat 4 pour le chauffer. Simultanément,
de l'air frais aspiré par le ventilateur 16, est envoyé par la
buse annulaire 12 contre la surface du substrat réfractaire 4.
Cet air peut aussi servir ~ la réaction catalytique au cas o~
le ga2 combustible ne serait pas mélanqé préalablement avec de
l'air. Mais l'air sortant de la buse annulaire 12 sert princi-
palement à se mélanger avec les gaz de combustion chauds, pour
chauffer par convexion, en plus du chauffage par rayonnement
produit par le substrat réfractaire incandescent. Cet air se
chauffe déjà en circulant dans le canal 20 et sert également à
refroidir la face arrière de la cellule de combustion et à
protéger ainsi le compartiment situé ~ l'intérieur du profilé
17 et qui renferme les organes de régulation et de commande de
l'appareil de chauffaqe.
Comme on peut le remarquer, l'ensemble des éléments com-
posant l'appareil est fixé à l'aide de quatre rivets 19 main- -
tenant jointives les deux l~vres de l'anneau profilé fendu 17
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et le couvercle est retenu par quelques clips 33 repartis sur
son pourtour . Le montage de l'appareil est donc extr~mement
simple et le nombre de pièces à assembler est tres r~duit.
Hormis la paroi arri~re 2 de la cellule de combustion 1, la
cloison 13 et le couvercle 32, toutes les autres pièces sont
issues de profilés extrudés y compris les entretoises 9. A ce
sujet, il faut encore mentionner le fait que l'on découpe les
entretoises 9 à une épaisseur correspondant à la hauteur de
l'ergot de positionnement 9a de sorte que celui-ci a une
section carrée dont la diagonale est très légèrement supé-
rieure au diamètre du trou ménagé dans le profilé 10. Vn
simple coup de marteau permet de le chasser dans ce trou du
profilé 10 et de le maintenir ainsi dans la position désirée
Les seules opérations d'usinage à effectuer sont des opéra
tions de découpage, de perçage et de cintrage. On remarque
également que toute la paroi arrière 2 de la cellule de com-
bustion est ventilée par l'air frais de sorte qu'un maximum de
chaleur est ainsi récupéré et envoyé. vers l'avant de l'appa-
rell qui est g-n-ralement dlrlg- vers le kas.
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