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"Perfectionnement aux appareils de chauffage par catalyse
Les appareils de chauffage par catalyse convenable- ment établis ont un fonctionnement parfait et durable avec . les essences pures obtenues par distillation directe des bruts de pétrole mais, dans la plupart des pays, à ces essences pures soumises à de sévères spécifications de pureté, se sont substitués des produits plus particulière-
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ment appropriés à l'emploi dans les moteurs à explosion et pour lesquels on recherche un pouvoir indétonant assuré par un indice d'octane élevé.
Aux essences pures de distillation directe sont donc ajoutés des produits de cracking obtenus par des méthodes qui permettent de tirer des bruts de pétrole une proportion plus importante de produits classés comme essences. Il y est fait aussi fréquemment addition de produits dits " nationaux " tels que : alcool éthylique, benzol, etc... qui augmentent le pouvoir indétonant et permettent en outre à de nombreux pays dépourvus de gisements pétroliers de s'affranchir, dans une certaine proportion, des importations extérieures.
Comme on trouve maintenant partout, notamment aux pompes de distribution, des carburants pour moteurs et qu'une grande partie du public ignore encore la diffé- rence qui existe entre la composition de ces carburants et celle des essences pures de distillation directe, il y a grand intérêt à ce que ces carburants puissent être utilisés dans les appareils de chauffage par catalyse dont l'emploi, précisément, intéresse particulièrement les usagers de ces moteurs ( automobilistes, etc..) pour le réchauffage en hiver des moteurs afin d'en faciliter le démarrage rapide.
Or, ces carburants contenant des produits assez lourds et relativement peu volatils ne conviennent pas ou mal aux appareils de chauffage par catalyse actuels qui, ayant une combustion s'opérant à une température ne dépassant guère 300 C., ne présentent à la partie supérieure
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de leur mèche d'alimentation qu'une température sensible- ment inférieure à la température de volatilisation des produits les plus lourds composant ces carburants, Ces produits montent bien tous par aseension capillaire à la partie supérieure des mèches où doit se produire le phénomène d'évaporation mais, seuls, ceux qui sont volatils à la température régnant à la partie supérieure de ces mèches, peuvent être évaporés et 'présentés à la combus- tion catalytique dans le tamis catalyseur où celle-ci s'opère,
tandis que les produits les plus lourds non volatilisés retournent au réservoir à combustible.
Il s'opère donc ainsi une sélection et les produits refusés à l'évaporation viennent peu à peu s'accu- muler dans le réservoir où, au bout d'un certain temps, il n'est plus possible d'introduire une nouvelle charge de combustible suffisamment volatil pour être évaporé et oomburé complètement, Il y a donc encrassement des appareils et arrêt progressif du fonctionnement de ceux-ci,
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et permettre ainsi l'emploi. @ dans les appareils de chauffage par catalyse,
des carbu- rants pour moteurs en usage dans les différents pays à l'exception toutefois des produits appelés "supercarbu- rants " additionnés de corps indétonants constituant un poison du catalyseur et dont d'ailleurs la toxicité pour les êtres humains en a fait réglementer l'emploi,
Elle a pour effet d'augmenter la tempéra- ture régnant à la partie supérieure des mèches où se fait l'évaporation du combustible de telle sorte que cette
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température ait une valeur supérieure à celle où se termine la courbe de distillation de l'ensemble des corps constituant le carburant, c'est-à-dire sensiblement supérieure à 20C C.
Pour cela, il est nécessaire que, parallèlement, soit élevée la température de la combustion catalytique.
A cet effet, au voisinage de la surface cata- lysante est placé un écran formant réflecteur et dont la face réfléchissante, tournée vers le tamis catalyseur, renvoie sur lui les radiations calorifiques émises.
Cette disposition implique que le tamis cata- lyseur qui, en général,présente une surface plane, ou sensiblement plane, horizontale, soit incliné suivant une pente convenable, de l'ordre en moyenne de 30 degrés, sur l'norizontale.
Cette pdnte est en effet nécessaire car, sans elle,. il y aurait, dans l'espace horizontal ainsi ménagé entre le réflecteur et le tamis, stagnation et tourbillon- nement des gaz inertes produits par la combustion cataly- tique. L'adduction de l'oxygène de l'air sur toute la surface de ce tamis s'effectuerait ainsi de façon insuffi- sante. En outre, l'appel, d'air produit par tirage naturel le long de la surface inclinée du tamis catalyseur,dans l'espace étroit inclus entre celui-ci et son réflecteur, active cette combustion qui se réalise ainsi à une tempé- rature avoisinant 500 C., par conséquent notablement supérieure à celle qui était réalisée précédemment dans les appareils de chauffage par catalyse non pourvus d'un tel dispositif.
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D'autre part, l'une au moins des dimensionsen plan d'un appareil à tamis catalyseur horizontal doit être assez limitée, afin que l'accès de l'air nécessaire à la combus- tion puisse se produire sur toute la surface oatalysante. sans que les gaz inertes ascensionnels provenant de la combustion opérée sur les autres.points de cette surfaoe viennent empêcher cet accès de l'air.
Avec la disposition précitée de tamis catalyseur à faoes inclinées qui fait, aveo l'écran réfléohissant, l'objet de la présente invention, l'on augmente très nota blement la surface du tamis catalyseur pour les mêmes dimensions de l'appareil en projection horizontale et l'appel d'air qui se produit entre ses surfaces inclinées. et les surfaces parallèles du réflecteur permet d'augmenter la surface sur laquelle se produit un bon accès de l'air nécessaire à la combustion.
0'est ainsi que le tamis catalyseur, de même que l'écran qui est situé à une faible distance de lui, de l'ordre de 15 à 20 millimètres, peuvent affecter divers profils tels que : en forme de toiture à deux pans, en forme de cône, de tronc de cône, de pyramide, de tronc de pyramide ou même de calotte sphérique.
Enfin. pour faire bénéficier la partie supé- rieure de la mèche d'évaporation de la température maxima régnant à la face interne du tamis catalyseur l'on peut lui adjoindre tout dispositif approprié bon conducteur de la chaleur captant les calories sous ledit tamis catalyseur . dans la région la plus chaude et les lui transmettant par conduction. C'est ainsi que l'on peut entourer la
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partie supérieure de la mèche d'un collier en métal bon conducteur de la chaleur, perforé toutefois de trous pour permettre l'évaporation du carburant aspiré, et pourvu de branches, également en métal bon conducteur, aboutissant à une sorte de plateforme elle-même en métal bon conducteur placée au très proche voisinage de la face inférieure du tamis catalyseur.
La chaleur rayonnée par cette face infé- rieure du tamis est donc transmise à cette plateforme et conduite par les branches au collier enserrant la mèche.
Celle-ci se trouve ainsi, au point où. s'opère l'évaporation, soumise à une température beaucoup plus élevée que précè- demment et dépassant sensiblement la température de volati- lisation des produits les plus lourds composant le carburant.
Celui-ci se trouve donc évaporé intégralement et les gaz produits sont aussi cumburés intégralement dans le tamis catalyseur.
Il convient en effet de maintenir à aussi basse température que possible la partie inférieure de la mèche, de même que le combustible contenu dans la garniture in- térieure du réservoir afin que cette sélection, par une distillation fractionnée du combustible, ne s'opère pas dans le réservoir lui-même; il faut à cet effet que ce combustible soit amené à aussi basse température que possi- ble jusque dans la partie supérieure de la mèche, c'est-à- dire en un point où la température devient subitement assez élevée pour que tous les constituants du combustible soient évaporés en même temps.
L'invention sera de toute façon bien comprise à l'aide du dessin schématique ci-annexé donné , titre
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d'exemple dans lequel :
FIG.1 est une coupe transversale d'un appareil ainsi équipé,
FIGS. 2 à 8 représentent en perspective diverses formes que peuvent avoir l'écran. donc le tamis, FIG.9 montre, à plus grande échelle,l1 système d'amenée à la partie supérieure de la mèche de la haute température règnant sous le tamis,
FIG.10 représente un écran muni d'éventa supplé- mentaires d'entrée d'air, FIG.11 est une vue en perspective d'une forme possible de réalisation de l'écran.
Suivant l'invention, au-dessus du tamis catalyseur a et à une faible distance est placé un écran métallique b formant réflecteur et dont la surfaoe réfléchissante est tournée vers ledit tamis.
Ce dernier, de même que l'écran, ont une pente convenable de l'ordre de 30 sur l'horizontale. Ils peuvent l'un et l'autre être soit en forme de toiture à deux pans à côtés ouverts ( figures 1 et .2) ou fermés '.
( figures 3 et 10), soit en forme de cône (fig.4), de tronc de cône (fig.5), de pyramide, hexagonale dans le cas du dessin ( fig.6), de tronc de pyramide ( fig.7)tde calotte sphérique ( firure 8) ou toute autre,
Cet écran comporte en outre en son point le plus haut un orifice formant, en combinaison avec la pente préoitée, appel d'air pour le dégagement des gaz chaudscomme par une cheminée,
La partie supérieure d1 de la mèche! située
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dans la chamore d'évaporation e et plongeant par son autre extrémité dans le réservoir à carburant f, est munie d'un collier métallique ± pourvu de perforations h et porteur de bras i soutenant une plateforme j, ces divers organes étant en métal bon conducteur de la chaleur.
Il est au surplus possible, lorsque l'air ayant pénétré en k s'est transformé en totalité en gaz inerte et si l'on désire augmenter les dimensions en plan de l'appareil, de réintroduire de nouvelles quantités d'air en pratiquant dans l'écran des ouvertures en forme de persiennes d'aspiration,
La distance entre l'écran et la face correspon- dante du tamis catalyseur est en général de l'ordre de 20 m/m.
Elle peut toutefois être augmentée ou diminuée à volonté en adjoignant un dispositif de réglage.
Une application particulièrement intéressante d'une telle conception d'appareils catalytiques peut être réalisée pour le réchauffage des moteurs d'avions où l'on éprouve certaines difficultés à faire pénétrer et loger les réchauffeurs catalytiques précèdemment employés et qui devaient trouver place à l'intérieur du capotage de l'avion, au voisinage du moteur à réchauffer.
La réchauffement, pour raison de sécurité, devait s'opérer à température relativement réduite et la transmission de chaleur s'effectuait par convection d'air rejeté sur les côtés du couvercle protecteur qui était indispensable pour garantir la surface du tamis cataly- seur contre les égouttements d'huile qui pouvaient se
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produire des différentes partiesdu moteur.
Avec le dispositif ci-dessus décrit, la tem- pétature de combustion étant sensiblement plus élevée, il est possible d'établir une gaine ( fig.ll) pourvue, à l'intérieur, de l'écran 1 ( fig.l) devant rayonner sur le tamis catalyseur a, cette gaine étant fermée à sa partie supérieure, à l'exception d'un orifice c relié à un tuyau d'évacuation des gaz chauds,ce tuyau étant de , préférence un tuyau métallique flexible qu'il sera bon d'isoler, pour éviter toute déperdition de chaleur, à l'intérieur d'une gaine souple, par exemple en tissu d'amiante. De cette façon, les gaz de la oombustion sor- tent à une température élevée ( de l'ordre de 200 ) de l'extrémité supérieure de ce tuyau qui peut être introdui- te par un orifice correspondant à la base du capotage du moteur d'avion.
Le réohauffeur catalytique et sa gaine sont placés ainsi à l'extérieur du oapotage et l'on évite donc les difficultés d'introduction et de logement aux- quelles il est fait allusion ci-dessus.
Bien que la température la plus élevée régnant dans le tamis catalyseur et, à plus forte raison, celle régnant à la sortie d'évacuation des gaz, soit notable- ment inférieure à la température de point éclair des essences, carburants ou lubrifiants employés pour les moteurs, à titre de mesure de sécurité supplémentaire, l'on peut intercaler sur le parcours d'évacuation des gaz, un grillage fin, analogue à ceux des lampes de mine ou, pour les appareils placés à l'intérieur des capote de moteurs, une gaine complète pourvue d'un tel grillage,
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pour les appareils de moyenne puissance, la . aine peut être pourvue d'un système d'accrochage permettant de la suspendre sous le capotage du moteur. Pour les appareils plus importants, ils peuvent être montés sur chariot et constituer ainsi un ensemble mobile.