FR2639093A1 - Appareil chauffant avec bruleur catalytique - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un appareil chauffant incorporant un brûleur catalytique à air induit. Selon l'invention, des moyens d'accrochage 22 d'une flamme d'amorçage de la combustion catalytique sont disposés dans la zone aval 10a du corps de chauffe 10, mais à distance de la face de sortie 8b de la structure catalytique 8; moyennant quoi, au démarrage de l'appareil, on obtient automatiquement et successivement un régime de combustion à flamme, puis un régime de combustion catalytique. L'invention s'applique à toutes sortes d'appareil chauffant à usage ménager ou domestique, nécessitant une puissance calorifique limitée.

Description

APPAREIL CHAUFFANT AVEC BRULEUR CATALYTIQUE

La présente invention-concerne de manière générale un appareil chauffant avec brûleur catalytique à air induit. De manière particulière, un tel appareil peut recevoir différentes applications, selon l'utilisation de la chaleur développée par le brûleur catalytique, par exemple comme fer à friser portatif, comme fer à souder, etc... Selon la demande de brevet français 87 14747 du Octobre 1987 au nom de la Demanderesse, on a décrit

et proposé un appareil chauffant portatif, et plus pré-

cisément un fer à souder à gaz, comprenant:

- un organe de controle d'un courant de gaz combus-

tible, par exemple du butane, sous pression, obtenu à partir d'une cartouche interchangeable, par exemple une cartouche à valve aérosol; par des moyens appropriés

réversibles, cette cartouche peut être accouplée à l'ap-

pareil, c'est-à-dire tout à la fois solidarisée à ce dernier, et mise en communication interne et étanche avec ledit appareil; cet organe de controle n'est pas strictement nécessaire;

- un injecteur éjectant un jet gazeux du gaz com-

bustible, à partir dudit courant; - un moyen d'admixtion d'air primaire au jet gazeux, par exemple du type venturi, pour obtenir un

flux de mélange combustible;.

- une structure catalytique de combustion, per-

méable au flux de mélange combustible, dont la face d'entrée reçoit ledit mélange, et dont la face de sortie émet en fonctionnement les fumées de combustion; cette structure consiste en un noyau réfractaire perméable, traversé par une pluralité de canaux s'étendant selon la direction de circulation du mélange à brûler, de la face d'entrée à la face de sortie du noyau;

- un corps de chauffe, en métal, disposé à l'ex-

térieur et autour de la structure catalytique de combus-

tion, s'étendant selon la direction de circulation des gaz d'une zone aval, située en aval de la face de sortie de la structure catalytique, à une zone amont, située en amont de la face d'entrée de la structure catalytique; ce corps de chauffe reçoit une partie de la chaleur de

combustion, et la dissipe vers l'extérieur de l'appa-

reil, par exemple vers une panne à souder; - un tube de liaison continue et étanche, sauf au niveau du moyen d'admixtion d'air primaire, en relation

du côté amont avec la sortie de l'injecteur, et communi-

quant du côté aval avec la face d'entrée de la structure catalytique.

Pour un appareil chauffant tel que défini précédem-

ment, et pour certaines applications, notamment domesti-

ques comme un fer à friser, le brûleur catalytique à air

induit doit répondre en pratique à deux exigences an-

tagonistes.

La première consiste à limiter la puissance calori-

fique du brûleur, pour abaisser la température de fonc-

tionnement de l'appareil chauffant à une valeur rela-

tivement faible, par exemple de l'ordre de 100 à 150 C,

identique ou voisine de la température visée pour l'uti-

lisation de l'appareil, ou compatible avec la sécurité d'un usage domestique. Or les brûleurs catalytiques à

air induit se caractérisent par une puissance calori-

fique spécifique relativement importante, et donc des températures de fonctionnement relativement élevées. Si la puissance calorifique produite n'est pas consommée par l'utilisation effective de l'appareil, par exemple cas d'un thermo-plongeur fonctionnant dans un récipient

sans liquide à chauffer, alors l'appareil est suscep-

tible de se détériorer, voire de s'auto-détruire, en mettant dans certains cas la sécurité de l'usager en

défaut.

La seconde consiste à amener rapidement l'appareil

chauffant à la température d'amorçage du brûleur cataly-

tique, en particulier pour permettre un usage répété du

même appareil. Toute mise en régime rapide de l'appa-

reil, et en particulier tout échauffement accéléré du.

corps de chauffe à partir de la température ambiante, passent par un brûleur catalytique pouvant développer une puissance calorifique relativement importante, au

moins pendant la période de démarrage.

Au moment de la conception ou construction d'un appareil chauffant tel que défini précédemment, il peut donc y avoir contradiction entre le besoin d'un brûleur

à faible puissance pour l'application visée, et le be-

soin néanmoins d'un brûleur à forte puissance pour un

démarrage rapide de l'appareil.

La pratique a déjà proposé de résoudre un tel dilemme par la mise en oeuvre de moyens de régulation du brûleur catalytique, ces moyens consistant de manière générale à régler le débit du courant d'alimentation en gaz combustible, en fonction de la température du corps

de chauffe. Cette solution nécessite de recourir à di-

vers mécanismes, relativement précis, et intégrant de nombreuses pièces, pour obtenir une régulation fine, par

exemple par "tout ou rien".

La pratique a aussi proposé d'autres solutions, consistant à prévoir plusieurs brûleurs dans un même appareil, fonctionnant ensemble au moment du démarrage, mais dont un seul fonctionne une fois la température nominale de fonctionnement atteinte. Une telle solution complique la construction et donc le coût de l'appareil chauffant; et cette complexité est souvent incompatible

avec une bonne fiabilité.

La présente invention se propose de remédier aux inconvénients explicités précédemment, pour un appareil chauffant tel que défini ci-dessus, et donc présentant

un brûleur catalytique à air induit.

L'invention a pour objet un appareil chauffant dont le brûleur catalytique peut être amorcé ou mis en régime rapidement, mais dont le régime catalytique développe une puissance calorifique nominale auto- limitée à une

valeur relativement faible.

Selon une première caractéristique de l'invention,

on dispose des moyens d'accrochage d'une flamme d'amor-

çage de la combustion catalytique, dans la zone aval du corps de chauffe, mais à distance de la face de sortie de la structure catalytique. Cette flamme d'amorçage

sert à la mise en régime au corps de chauffe.

Selon une seconde caractéristique de l'invention, le régime de fonctionnement nominal catalytique, atteint

après l'amorçage de la combustion en catalytique (éven-

tuellement selon le processus de la première caractéris-

tique), correspond à une combustion dégradée mais con-

trôlée, et à cette fin, d'une part on choisit comme

paramètre de contrôle au moins un paramètre de construc-

tion du brûleur dont la valeur affecte la proportion en

volume de gaz imbrûlés dans les gaz de combustion cata-

lytique, et d'autre part on fixe par construction le

paramètre de contrôle à une valeur plaçant ladite pro-

portion au-dessus de la proportion minimum obtenue pour une combustion stoechiométrique avec le même brûleur catalytique.

Selon cette caractéristique, on dégrade donc volon-

tairement la combustion catalytique, mais tout en con-

servant une combustion hygiénique, c'est-à-dire exempte de gaz de combustion toxiques. Et les moyens à mettre en oeuvre consistent en un dimensionnement particulier de

tel ou tel paramètre du brûleur ou de l'appareil chauf-

fant, sans modifier l'essentiel de son organisation ou

de sa structure de base.

La forte proportion de gaz imbrûlés présente dans

les gaz de combustion catalytique, par exemple au-des-

sus de 50 %, diminue le rendement de la combustion, donc

la puissance calorifique développée, et partant la tem-

pérature nominale de fonctionnement de l'appareil chauf-

fant.

Si de plus le catalyseur retenu pour le brûleur catalytique présente une température d'amorçage de la

combustion, identique ou voisine de la température nomi-

nale de fonctionnement, alors on. est assuré de maintenir cette dernière pendant l'utilisation de l'appareil chauffant, sans réglage ou régulation particulier, et

donc sans complication supplémentaire de construction.

Un appareil conforme en combinaison aux deux carac-

téristiques principales de l'invention permet d'avoir un

démarrage rapide, mais auto-contrôlé, du brûleur cataly-

tique selon le processus suivant:

a) à l'ouverture du gaz combustible, il est pos-

sible d'allumer une flamme à la sortie du brûleur cata-

lytique, mais à distance de la structure catalytique; cette flamme développe une puissance calorifique bien

supérieure à la puissance calorifique nominale du brû-

leur catalytique, dégradée par construction et selon

l'invention; cette flamme ne peut pas échauffer direc-

tement la structure catalytique, puisqu'elle n'est pas au contact de cette dernière;

b) cette flamme confinée dans la zone aval du corps.

de chauffe va échauffer progressivement ce dernier jusqu'à une température égale ou légèrement supérieure à la température nominale de fonctionnement de l'appareil chauffant; c) en même temps, les calories reçues par la zone aval du corps de chauffe vont être en partie transmises vers la structure catalytique, d'une part à partir de la

zone médiane dudit corps, et d'autre part par réchauf-

fage du mélange combustible dans la zone amont dudit corps, et passage du mélange réchauffé dans la structure catalytique; et cette dernière va également atteindre la température nominale de fonctionnement, mais après le corps de chauffe, puisque comme indiqué précédemment la structure catalytique ne reçoit de la chaleur que par l'intermédiaire dudit corps; d) si la température d'amorçage de la combustion du brûleur catalytique choisi est égale ou voisine de la température nominale de fonctionnement, la combustion catalytique est alors amorcée; cette combustion, même incomplète, place le mélange gazeux à la sortie du brû-

leur catalytique, en dessous de sa limite d'inflammabi-

lité; et par conséquent la flamme d'amorçage s'éteint; e) la combustion catalytique se poursuit, avec une puissance calorifique relativement faible, suffisante pour maintenir la température nominale de fonctionnement

à une valeur relativement faible.

Les deux caractéristiques selon l'invention permet-

tent donc de porter rapidement l'appareil chauffant à

sa température nominale de fonctionnement, mais pas au-

delà, compte tenu des deux régimes de combustion succes-

sifs, mais jamais concomittants obtenus, à savoir un régime à flamme nue puis un régime catalytique, et ce sans intervention de l'opérateur ou d'un mécanisme ou

automatisme approprié.

La première caractéristique selon l'invention per-

met en soi d'être assuré de la mise en route du brûleur

catalytique, une fois la température nominale de fonc-

tionnement atteinte, et non avant, puisque le brûleur, pendant le régime à flamme, ne reçoit des calories que du corps de chauffe, lequel constitue la partie utile de l'appareil. La seconde caractéristique selon l'invention permet en soi d'obtenir un brûleur catalytique à puissance calorifique auto-limitée, donc présentant une grande

sécurité d'utilisation.

La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente de manière schématique, en coupe axiale, un appareil chauffant conforme à l'inven- tion, et plus particulièrement un fer à friser à gaz; - la figure 2 représente une vue agrandie, toujours en coupe axiale, du brûleur catalytique faisant partie de l'appareil représenté à la figure 1; - les figures 3 et 4 représentent l'évolution de la proportion en volume de gaz imbrûlés dans les fumées de combustion catalytique, exprimée en %, en fonction de la hauteur de la structure catalytique utilisée exprimée en mm, en l'occurrence du type "nid d'abeille", pour deux

puissances spécifiques différentes, à savoir respective-

ment 52 W/cm2 et 75 W/cm2, le gaz combustible utilisé étant de l'isobutane;

- la figure 5 représente l'évolution de la propor-

tion en volume de gaz imbrûlés dans les fumées de com-

bustion catalytique, exprimée en %, pour une structure catalytique du type "nid d'abeille", en fonction du nombre de canaux ou cellules par centimètres carrés, la puissance spécifique du brûleur catalytique étant de 75

W/cm2, et le gaz combustible étant toujours de l'isobu-

tane; - la figure 6 représente l'évolution théorique de la proportion en volume de gaz imbrûlés dans les fumées de combustion catalytique exprimée en %, pour un brûleur catalytique donné, en fonction du taux d'aération,

c'est-à-dire du rapport de la proportion de gaz combus-

tible dans l'air comburant, à la même proportion cor-

respondant à la stoechiométrie; - la figure 7 représente vue de face l'un des écrans perforés faisant partie d'un brûleur catalytique selon l'invention; - la figure 8 représente l'évolution dans le temps (exprimé en minutes) de la température de fonctionnement de l'appareil, et plus précisément de celle du corps de

chauffe, à partir de l'allumage du brûleur dudit appa-

reil. La présente invention est maintenant décrite par référence aux figures 1 et 2, dans le cadre d'un fer à friser portatif et autonome, fonctionnant au moyen d'une cartouche de butane interchangeable. Mais il doit être

entendu que cette description particulière ne saurait

limiter la généralité de la présenté invention, exprimée.

et définie dans les revendications.

De manière générale, l'appareil présente une symé-

trie de révolution autour de l'axe (1). Il présente es-

sentiellement les organes ou composants suivants: - un corps (2), comportant du côté amont des moyens (3) d'accouplement avec une cartouche (4), représentée

schématiquement, et du côté aval un injecteur (5) éjec-

tant un jet gazeux du gaz combustible, à partir du cou-

rant d'alimentation sortant de la cartouche ou source (4) de gaz combustible sous pression; - un moyen (6) d'admixtion d'air primaire au jet gazeux sortant de l'injecteur (5), pour obtenir un flux de mélange combustible;

- un brûleur catalytique (7), comprenant une struc-

ture catalytique (8) de combustion, perméable au flux du mélange combustible issu du moyen (6) d'admixtion d'air primaire; comme montré par la figure 2, la face d'entrée (8a) reçoit le mélange combustible, et la face (8b) émet les fumées de combustion; - un tube (9) de liaison continue et étanche, sauf au niveau du moyen (6) d'admixtion d'air primaire, en relation du côté amont avec la sortie de l'injecteur (5), et communiquant du côté aval, de manière étanche, avec la face d'entrée (8a) de la structure catalytique (8); - un corps de chauffe (10), en métal, disposé à

l'extérieur et autour de la structure catalytique (8).

de combustion, s'étendant selon la direction de circula-

tion des gaz, d'une zone aval (0la) située en aval de la face de sortie (8b) de la structure catalytique (8), à

une zone amont (O10c), située en amont de la face d'en-

trée (8a) de la structure (8), en passant par une zone

médiane (lob), située au niveau de la structure cataly-

tique (8); ce corps de chauffe reçoit une partie de la chaleur de combustion et la dissipe vers l'extérieur de l'appareil; - un capuchon (11) s'emboîtant sur le corps de

chauffe (10), séparé de ce dernier par une grille trans-

versale (12), et comportant un orifice (11a) d'évacua-

tion des fumées à l'extérieur de l'appareil; - un tube (13) à ailettes radiales, jouant le rôle de peigne, emboîté sur le corps de chauffe (10) et le capuchon (11); - un système piézo-électrique d'allumage, associant

d'une part, une électrode (14) dont l'extrémité d'étin-

celage est située dans la zone aval (10la) du corps de chauffe (10), et dont la tige est isolée électriquement du corps de chauffe (10) par une gaine (15), et d'autre part un mécanisme piézo-électrique (16) fixé sur le corps (2), générant une tension électrique sous l'effet

d'un poussoir (16a).

Les moyens d'accouplement (3) permettent de manière

réversible, d'une part de fixer et solidariser la car-

touche (4) sur l'appareil, et d'autre part d'ouvrir cette dernière tout en assurant une liaison étanche avec l'appareil.

La cartouche (4) contient un gaz combustible sous.

pression, par exemple du butane ou de l'isobutane, et

est du type décrit dans le brevet français FR-A-

2 580 376, au nom de la Demanderesse; cette cartouche

comporte donc une valve du type aérosol.

Les moyens d'accouplement comprennent plus précisé-

ment: - un pot (17) susceptible de contenir la cartouche, vissable sur le corps (2) de l'appareil, et permettant d'appliquer la tête de la valve aérosol contre le joint d'étanchéité (18); - une canule (19) de prélèvement, fixée de manière étanche sur le corps (2) de l'appareil, pénétrant dans la valve aérosol de la cartouche (4), comme représenté de manière schématique à la figure 1, et permettant d'ouvrir cette dernière; la tête de cette valve aérosol est par ailleurs guidée par un épaulement cylindrique et intérieur (2a) du corps (2); - le manchon d'étanchéité (18) , serré entre un

épaulement du corps (2) et un autre épaulement appar-

tenant à la canule (19); ce manchon (18) comporte une

lèvre d'étanchéité annulaire, pour un contact correspon-

dant avec la périphérie de la valve aérosol; - un ressort (20), en appui entre le corps (2) et

la face frontale de la cartouche (4), comprimé, et per-

mettant de repousser la cartouche précitée à l'extérieur

du corps (2) lorsqu'on dévisse le pot (17).

Le moyen d'admixtion d'air primaire associe, d'une part l'injecteur (5), et d'autre part une pièce (21) en forme de venturi logée à l'intérieur de l'extrémité amont du tube de liaison (9). Un espace est ménagé entre

cette extrémité amont du tube (9) et l'injecteur (5),.

pour permettre l'arrivée d'air primaire, lequel est

entrainé sous l'effet du jet émis par l'injecteur (5).

Conformément à la figure 2, le brûleur catalytique

(7) présente les caractéristiques suivantes.

Le corps de chauffe (10) présente en section trans-

versale une forme généralement en H, ce qui veut dire qu'on peut distinguer de l'amont vers l'aval: - une zone amont (10c) ayant la forme d'un manchon tubulaire de faible épaisseur; - une zone médiane (10b) présentant une dimension transversale moyenne, c'est-à-dire de l'intérieur vers

l'extérieur de l'appareil, plus importante que l'épais-

seur dans les zones aval (O10a) et amont (10c); cette zone médiane comprend un logement cylindrique axial pour la structure catalytique (8), présentant de part et d'autre deux épaulements pour le logement des écrans

perforés (22) et (23) respectivement, dont il sera ques-

tion ci-après; - une zone aval (O10a), se présentant comme la zone amont (10c), à la manière d'un manchon tubulaire de

faible épaisseur.

La structure catalytique est du type "nid d'abeil-

le", c'est-à-dire qu'elle consiste en un noyau réfrac-

taire perméable, traversé par un pluralité de canaux (8c) s'étendant selon la direction de circulation du mélange à brler, de la face d'entrée (8a) à la face de sortie (8b) du même noyau. La surface interne de chacun de ces canaux est revêtue ou imprégnée par un catalyseur

approprié de combustion. Par construction, et en par-

ticulier par le choix du catalyseur de combustion, cette structure catalytique possède une température d'amorçage de la combustion catalytique, donnée par le fabricant ou

pouvant être établie aisément par l'homme du métier.

Comme indiqué plus haut, la structure catalytique rete-

nue selon l'invention présente une température d'amor-

çage identique ou voisine de la température nominale

visée pour le fonctionnement de l'appareil.

Les deux écrans perforés (22) et (23) consistent chacun, comme représentés à la figure 7, en une rondelle comportant une partie centrale ou axiale perforée, (23a) par exemple, une pluralité de découpes périphériques, (23b) par exemple, ayant chacune en profil la forme d'un V, et une partie pleine, par exemple (23c), entre la perforation centrale et les découpes. Si on néglige les parties pleines présentes entre les découpes, la partie pleine, par exemple (23c), peut être assimilée à une

couronne.

Chacune de ces rondelles (22), (23) est disposée transversalement dans un épaulement décrit ci-dessus du

corps de chauffe (10).

La rondelle ou écran perforé (22) forme moyen d'ac-

crochage de la flamme d'amorçage de la combustion cata-

lytique, et ceci à distance et en regard de la face de

sortie (8b) de la structure catalytique (8).

Quant à la rondelle ou écran perforé (23), elle forme moyen de réchauffage de la structure catalytique (8) jusqu'à la température d'amorçage de la combustion catalytique. En effet, cette rondelle (23) est disposée transversalement en regard de la face d'entrée (8a) de la structure catalytique (8), et elle est en conséquence traversée par le flux du mélange combustible à brûler, lequel une fois échauffé va réchauffer à son tour la

structure catalytique (8).

Comme l'indique la description précédente, les

écrans perforés (22) et (23) sont donc disposés respec-

tivement dans la zone aval (O10a) et la zone amont (10c)

du corps de chauffe (10).

Par ailleurs, l'extrémité aval du tube de liaison (9) communique de manière étanche avec la face d'entrée (8a) de la structure catalytique (8) , compte tenu de l'étanchéité existant entre cette extrémité et le corps

de chauffe (10).

Selon l'invention, le régime de fonctionnement catalytique nominal du brûleur catalytique (7) décrit précédemment correspond par conception et construction à une combustion dégradée mais contrôlée. Pour ce faire, d'une part on choisit comme paramètre de contrôle au moins un paramètre de construction du brûleur (7) dont

la valeur affecte la proportion en volume de gaz imbrû-

lés dans les gaz de combustion catalytique, appelée dans la pratique taux d'imbrûlés, et d'autre part on fixe toujours par construction ce paramètre de contrôle à une

valeur plaçant ladite proportion ou taux d'imbrûlés, au-

dessus de la proportion ou taux minimum obtenu pour une

combustion catalytique stoechiométrique.

L'homme de l'art ou technicien compétent est à même d'isoler différents paramètres de construction du

brûleur catalytique, affectant le taux d'imbrûlés pen-

dant la combustion catalytique; et pour le paramètre retenu, il peut établir rapidement des courbes comme représentées aux figures 3 à 6, lui montrant l'évolution

de ce taux d'imbrûlés en fonction de la valeur du para-.

mètre de contrôle choisi. Ainsi, pour une structure catalytique du type "nid d'abeille", conformément aux

figures 3 et 4, c'est-à-dire pour deux puissances calo-

rifiques spécifiques différentes, *le technicien peut observer et constater l'évolution quantitative du taux

d'imbrûlés, en fonction de la hauteur des noyaux réfrac-

taires, c'est-à-dire de la dimension de ce dernier selon la direction de circulation du mélange combustible & brûler. Ce faisant, il pourra par exemple retenir une

hauteur de 4 millimètres, plaçant la combustion cataly-

tique à un taux d'imbrûlés voisin de 50 %.

De la même manière, par référence à la figure 5, en

choisissant la densité de canaux dans la structure cata-

lytique, comme paramètre de contrôle, et en observant l'évolution du taux d'imbrûlés, en fonction du nombre de canaux par unité de surface de la section droite du noyau réfractaire, ce même technicien peut retenir une densité de 15,5 cellules/cm2, pour placer la combustion catalytique à un taux d'imbrûlés voisin de 60 % par

exemple.

Toujours de la même manière, ce même technicien peut retenir le taux d'aération de la combustion cataly- tique comme paramètre de contrôle, et dresser pour un

brûleur catalytique donné une courbe montrant l'évolu-

tion du taux d'imbrûlés en fonction du taux d'aération.

Là encore, à partir de cette courbe, en choisissant un taux d'aération de 0,4, il peut placer la combustion catalytique à un taux d'imbrûlés voisin de 60 % par

exemple.

Par conséquent, l'homme de métier sait et peut

constater qu'un très grand nombre de paramètres, notam-

ment géométrie, dimensions du brûleur catalytique, mais.

aussi du moyen d'admixtion d'air primaire, ont une in-

fluence sur le taux d'imbrûlés de la combustion cataly-

tique. Il peut donc isoler tel ou tel paramètre, ob-

server quantitativement l'évolution du taux d'imbrûlés en fonction de celle du paramètre de contrôle retenu, et fixer par conception ou construction la valeur de ce paramètre, pour obtenir le taux d'imbrûlés désiré. Ce faisant, il fixe en conséquence les caractéristiques de construction du brûleur catalytique, et/ou du moyen

d'admixtion d'air primaire. Et il obtient ainsi un brû-

leur à combustion catalytique dégradée mais contrôlée, dont la température d'amorçage est en général choisie

proche ou égale à la température de fonctionnement nomi-

*nale de l'appareil chauffant;

Il faut par ailleurs observer que le taux d'imbrû-

lés obtenu selon l'invention concerne uniquement le régime catalytique du brûleur (7), et n'affecte pas son

régime à flamme nue d'amorçage, décrit ci-après.

Le fonctionnement d'un brûleur catalytique, et donc de l'appareil chauffant selon l'invention, est le suivant. En plaçant une cartouche (4) dans le pot (17), et

en vissant ce dernier sur le corps (2), les moyens d'ac-

couplement (3) provoquent une ouverture de la valve aérosol de la cartouche (4), et donc une alimentation étanche en gaz combustible de l'appareil chauffant. Si l'on veut arrêter l'appareil, il faut procéder en sens inverse, c'est-à-dire dévisser le pot (17) par rapport au corps (2), pour désaccoupler la cartouche (4), et

refermer la valve aérosol de cette dernière.

A partir du gaz d'alimentation, le moyen d'admix-

tion (6), à la sortie de l'injecteur (5), permet d'ob-.

tenir dans le tube de liaison (9) un mélange combustible combinant le gaz combustible et l'air comburant. Ce

mélange s'homogénéise au fur et à mesure de sa circula-

tion dans le conduit (9). Le mélange passe ensuite au

travers de l'écran perforé (23), de la structure cataly-

tique (8), de l'écran perforé (22), pour aboutir dans la

chambre aval du corps de chauffe (10).

En appuyant sur le mécanisme piézo-électrique (16), par le poussoir (16a), on provoque à l'extrémité libre (14) de l'électrode une étincelle allumant une flamme à

la sortie de la rondelle (22).

Cette flamme est confinée dans la zone aval (10a) du corps de chauffe, mais n'a aucun contact thermique direct avec la structure catalytique (8) en "nid

d'abeille", compte tenu de son accrochage sur la ron-

delle (22), la séparant de la face de sortie (8b) de la

structure (8). Comme représenté à la figure 8, cette flamme va

donc échauffer progressivement le corps de chauffe (10),.

les calories transférées à partir de la zone (10a) étant

distribuées vers les zones médiane (10b) et amont (10c).

Le corps de chauffe (10) va donc se trouver rapidement échauffé à la température nominale de fonctionnement de l'appareil, par exemple de l'ordre de 160 C, et même un

peu au-delà.

En même temps, les calories reçues par le corps de

chauffe (10) sont restituées pour partie vers la struc-

ture catalytique (8), et ce de deux manières: d'une part, il existe un transfert thermique par conduction ou convection entre la zone médiane (10b) et la structure (8), et d'autre part l'écran perforé ou rondelle (23),

au contact thermique de la zone amont (10c), permet de.

réchauffer le mélange combustible à brûler, avant son introduction dans les canaux (8c>, ce mélange réchauffé

échauffant à son tour la structure catalytique (8).

Tout ceci a pour conséquence que rapidement égale-

ment la structure catalytique (8) est portée à la tempé-

rature nominale de fonctionnement de l'appareil, c'est-

à-dire à la température d'amorçage de la combustion catalytique, puisque par construction le catalyseur choisi présente une température d'amorçage voisine ou

identique de cette température nominale de fonctionne-

ment. Mais cette température n'est atteinte par la structure (8) qu'après le corps de chauffe (10), compte

tenu des modes de transfert thermique décrits précédem-

ment. Dès que la température d'amorçage de la combustion catalytique est atteinte, par exemple au bout de cinq minutes selon la figure 8, cette dernière se développe, en consommant une partie du gaz combustible présent dans

le mélange circulant dans le conduit (9). Par construc-

tion, la combustion catalytique étant dégradée, son rendement est médiocre, et les fumées de combustion évacuées par la face de sortie (8b) présentent un taux d'imbrûlés relativement important. Ce dernier demeure néanmoins inférieur à celui qui permettrait d'entretenir

et-maintenir la flamme d'amorçage de la combustion cata-

lytique. En conséquence, cette flamme s'éteint.

La combustion catalytique peut alors se poursuivre

avec une température de fonctionnement restant par cons-

truction, et pour les raisons indiquées précédemment, au

voisinage ou identique à sa valeur nominale, comme mon-

tré par le palier représenté à la figure 8.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1/ Appareil chauffant, incorporant un brûleur cata-

lytique (7) à air induit, comprenant: - éventuellement un organe de contrôle (3) d'un courant de gaz combustible, à partir d'une source (4) de ce dernier sous pression; - un injecteur (5) éjectant un jet gazeux du gaz combustible, à partir dudit courant; - un moyen (6) d'admixtion d'air primaire au jet gazeux, pour obtenir un flux de mélange combustible; - une structure catalytique (8) de combustion, perméable au flux du mélange combustible, dont la face d'entrée (8a) reçoit ledit mélange, et dont la face de

sortie (8b) émet en fonctionnement les fumées de combus-

tion; - un tube de liaison (9) continue et étanche, sauf

au niveau du moyen d'admixtion d'air primaire, en rela-

tion du côté amont avec la sortie de l'injecteur, et communiquant du côté aval avec la face d'entrée de la structure catalytique

caractérisé en ce que-le régime de fonctionnement nomi-

nal catalytique de la structure catalytique correspond à une combustion. dégradée contrôlée, et à cette fin, d'une part on choisit comme paramètre de contrôle au moins un paramètre de construction du brûleur dont la valeur affecte la proportion en volume de gaz imbrûlés dans les gaz de combustion catalytique, et d'autre part on fixe par construction ce paramètre de contrôle à une valeur plaçant ladite proportion au-dessus de la proportion minimum obtenue pour une combustion stoechiométrique

avec le même brûleur catalytique.

2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de contrôle est fixé à une valeur

plaçant la proportion de gaz imbrûlés pendant la combus-

tion catalytique, à une valeur de l'ordre de 50 %.

3/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre de contrôle retenu est le taux d'aération du brûleur catalytique, et les moyens

d'admixtion d'air primaire sont déterminés et dimen-

sionnés en conséquence du taux d'aération retenu.

4/ Appareil selon la revendication 1, selon lequel

la structure catalytique (8) consiste en un noyau ré-

fractaire perméable, traversé par une pluralité de ca-

naux (8c), s'étendant selon la direction du mélange à brûler, de la face d'entrée (8a) à la face de sortie (8b) dudit noyau, la surface interne de chaque canal

étant revêtue par un catalyseur de combustion, carac-

térisé en ce que le paramètre de contrôle retenu est un paramètre géométrique ou de dimensionnement du noyau

réfractaire perméable. -

/ Appareil selon la revendication 1, comprenant en outre un corps de chauffe (10), en métal, disposé à l'extérieur et autour de la structure catalytique (8) de combustion, s'étendant selon la direction de circulation des gaz, d'une zone aval (10a), située en aval de la face de sortie (8b) de la structure catalytique, à une zone amont (10c), située en amont de la face d'entrée (Ba) de la structure catalytique, ledit corps de chauffe recevant une partie de la chaleur de combustion, et la dissipant vers l'extérieur de l'appareil, caractérisé en

ce que des moyens d'accrochage (22) d'une flamme d'amor-

çage de la combustion catalytique sont disposés dans la zone aval (10a) du corps de chauffe, à distance de la face de sortie (8b) de la structure catalytique (8). 6/ Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage (22) consistent en un écran perforé disposé transversalement, en regard de la

face de sortie de la structure catalytique.

7/ Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens de réchauffage (23) de la structure catalytique jusqu'à la température d'amorçage de la combustion catalytique sont disposés dans la zone amont

du corps de chauffe.

8/ Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de réchauffage consistent en un écran perforé disposé transversalement, en regard de la face d'entrée de la structure catalytique, et traversé

par le flux du mélange combustible.

9/ Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que transversalement, c'est-à-dire de l'intérieur vers l'extérieur de la structure catalytique, le corps de chauffe (10) présente une dimension moyenne plus importante dans sa zone médiane (10c), c'est-à-dire la zone au niveau de la structure (8) catalytique, que dans

ses zones aval (10a) et amont (10c).

DEPOSANT: APPLICATION DES GAZ

MANDATAIRE: Cabinet LAURENT et GUERRE