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.APPAREIL ET PROCEDE ELECTROTHERMIQUES DE GENERATION DE GAZ . -
La présente invention se rapporte à la production d'arcsélectri- ques transitoires convenables pour la génération de gaz combustibles et, en particulier, de gaz hydrocarbures comme de l'acétylène par exemple. L'inven- tion se rapporte au procédé de génération et aux appareils générateurs.
Conformément à l'invention, un courant électrique de tension et d'intensité convenables est amené à travers une masse ou une colonne de parti- cules dans un liquide de mauvaise conductibilité. Il en résulte la formation d'arcs électriques entre les particules par suite de la grande résistansece existant entre les particules séparées. Les arcs électriques sont de courtes durées et accompagnés de production de gaz et, en fait, les différents ares paraissent se résoudre par de telle production! de gaz. Dans les conditions
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exposées, les gaz produits consistent principalement en hydrogène et en acétylène. L'invention consiste donc, sous une de ses formes, en un procédé de production d'acétylène et d'autres gaz.
Dans d'autres conditions, les gaz produits peuvent consister principalement en hydrogène et en oxyde de carbone et, sous cette forme, les appareils conduisent à un générateur de gaz pour l'éclairage et pour la combustion.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de l'invention en se référant à la description suivante et au dessin qui l'accompagne, donné simplement à titre d'exemple et qui représente, en outre des éléments essentiels de l'appareil conforme à l'invention, différents auxiliaires automatiques et différents détails de construction non essentiels.
L'appareil générateur de gaz comporte une chambre à arc 1 , laquelle est munie d'électrodes 2 et 3 séparées et qui établissent un contact avec une masse de matières conductrices 4 qui constituent l'élément-support de l'arc. Cette matière 4 consiste, de préférence, en des morceaux ou particules à base de carbone sous la forme de:coke, charbon, carbone amorphe ou graphite. Les particules de matière à base de carbone peuvent avoir des dimensions allant jusqu'à un pouce (2cm.5), les dimensions préférées étant de l'ordre du quart de pouce. Bien que le matériau 4 soit préféré sous la forme d'un carbone fractionné, il peut être employé également sous la forme de carbure, de métaux oud'autres matériaux conducteurs.
Comme liquide non conducteur, on peut employer de l'eau ou un liquide hydrocarbure tel que de l'huile minérale ou du benzol, une huile d'origine végétale ou animale telle que de la thérébentine, un acide gras ou des solutions telles que de l'eau sucrée.
Le liquide remplit les espaces entre les particules de la matière introduite entre les électrodes pendant l'opération de l'arc. Le liquide est introduit à travers les conduits 5 s'étendant dans l'électrode inférieure 2, comme représenté sur la figure. La distance entre les électrodes 2 et 3 n'est pas critique, cet espace sera de préférence de moins d'un pouce, mais on peut l'augmenter jusqu'à plusieurs pouces de longueur.
Bien que les formes de la chambre de conversion et des électrodes peuvent changer suivant la réaction recherchée, la nature des matériaux utilisés et d'autres facteurs, le récipient 1 sera constitué, de préférence, comme représentée par un métal convenable tel que du fer et sera pourvu d'un revêtement intérieur qui, dans l'appareil représenté, consiste en deux couches
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l'une intérieure 6 en une matière non conductrice telle qu'une résine phênolée durcie à la chaleur et une autre extérieure 7 en alundum.
Les électrodes 2 et 3 peuvent être constituées en graphite.
L'électrode 3 est fixée à une tige 9,en cuivre ou en un autre matériau conducteur, entouréed'une couche 10 d'alundum ou d'une autre matière isolante et réfraotaire. La tige 9 de l'électrode est isolée du récipient par une buselure 11 en matière isolante convenable telle que, par exemple, une composition de résine phénolée.
Le liquide non conducteur est introduit dans le tuyau 12 qui communique avec les conduits 5 et quitte la chambre à réaction par le filtre 13. Le liquide est alors amené par la pompe 15 à travers le tuyau 14 jusque dans le réservoir 11 où il est ramené par le tuyau 12 dans la chambre à réaction. Dans le réservoir 16 les fines particules conductrices, telles que du noir de charbon, qui pourraient être formées dans le liquide,sont enlevées.
En supposant que l'espace entre les électrodes soit rempli de granules de charbon et que l'espace entre ces granules soit rempli d'un liquide convenable tel que l'huile'minérale, un courant de l'ordre d'un ampère au moins sous une différence de potentiel de 30 volts au moins, sera fourni aux électrodes par les conducteurs 18 et 19. De préférence, la tension sera cependant beaucoup plus élevée, par exemple pour un courant alternatif à 50 périodes, cette tension sera de l'ordre de plusieurs centaines jusqu'à un millier de volts pour une distance d'électrodes d'un pouce.
Des arcs vigoureux se présentent entre les points de contact des granules, chaque arc étant accompagné d'une génération de gaz et éteint par ce gaz. Aucune résistance ballast ou de stabilisation n'est nécessaire dans le circuit des arcs. La durée de ces arcs transitoires s'évalue entre 0,00006 seconde et 0,01 seconde. les arcs de très courte durée étant les plus fréquents.
Les gaz qui sont produits dans l'arc traversent l'huile et sont recueillis par le tuyauj20. Ce gaz consiste en un mélange contenant approximativement 3 parties d'hydrogène pour 2 paroles d'acétylène avec un léger excédent d'autres hydrocarbures. Pendant la formation de l'arc, il se produit une consommation de carbone et, comme le niveau des granules de charbon tombe, la conductibilité entre les électrodes 2 et 3 diminue. Il en résulte que le courant dans le conducteur 19 est réduit, diminuant son effet sur le solénoïde du relais 21 jusqu'à ce que les contacts 22 ferment le circuit 23-24
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du moteur 25. Ce moteur est relié par un train d'engrenages 26 à la vis d'alimentation 27 se trouvant dans la chambre à combustible 28.
Par l'opération de la vis d'alimentation 27, un nombre additionnel de granules de charbon sont chargea dans la chambre à réaction de manière à combler les pertes.
Si le niveau du liquide dans la chambre à réaction tombe, par l'opération de l'arc, en-dessous d'une valeur déterminée, il peut être rétabli automatiquement. La chambre à flotteur 30 est connectée à la chambre à réaction par les conduits 31 et 31'. Si le liquide descend en-dessous d'un niveau déterminé dans la chambre à réaction, du nouveau liquide y est introduit par l'opération d'un mécanisme automatique. Le flotteur 32, qui est solidaire du contacteur 33, ferme le circuit 34-35 du moteur 36 qui est relié mécaniquement à la pompe 15. Par l'action de cette pompe, une certaine quantité de liquide additionnel est introduit dans la chambre à réaction.
Le contacteur représenté schématiquement sur le dessin, peut être de n'importe quel type convenable et en particulier tel que revendiqué dans le brevet de la demanderesse n 416.102 du 17 Juin 1936 pour : à mercure ou à liquide équivalent.
La pression gazeuse dans la chambre à réaction peut être automatiquement réglée par le relais 38 commandé par l'organe à soufflet 39. Si, par exemple, la pression du gaz s'él0ve au-delà d'une valeur déterminée, les contacts du relais 38 sont ouverts actionnant l'interrupteur 40 qui ouvre le circuit des lignes d'alimentation 18 et 19.
En utilisant de l'huile minérale ou un autre liquide hydrocarburé comme agent extincteur de l'arc dans la chambre à réaction, les gaz produits sont constitués par un mélange d'hydrogène, d'acétylène et d'une faible quaptité d'autres hydrocarbures. Le pourcentage d'acétylène varie entre 35 et 40% du volume total suivant les conditions d'opération, En général, le rendement de l'appareil croit avec les dimensions de la chambre à réaction et, dans une certaine limite, avec la pression dans cette chambre au-dessus de la pression atmosphérique. Elle croit également avec la tension de l'arc et avec la température du liquide extincteur.
Le rendement pour la production d'acétylène est environ de 0,009 KVH, par litre, bien que des rendements supérieurs ont été obtenus dans des conditions favorables. Lorsque le liquide non conducteur est de l'eau, les gaz produits consistent principalement en hydrogène et en oxyde de carbone.
La production contiendra par exemple 46% d'hydrogène environ pour 30% d'oxyde de carbone,
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Il est désirable, pour obtenir le maximum de rendement dans la production gazeuse, d'opérer de telle manière que le courant moyen entre les électrodes soit maintenu à un minimum pour un courant d'arc maximum. Le courant d'arc est mis en évidence par une succession de pulsations brèves et de grande intensité. En utilisant du courant alternatif ordinaire, l'absence d'arc sera caractérisée par la forme sinusoïdale ordinaire du courant circulant à travers l'appareil et, lorsque des arcs se produisent, des pointes se superposeront au courant sinusoïdal qui diminuera progressivement jusqu'à ce qu'il soit remplacé .par une suite d'impulsions brèves et de grande intensité lorsque la production d'ares atteindra un maximum.
Apparemment, la production des gaz aux points de formation d'arcs provoque l'écartement des contacts où se produit l'arc entre les particules détachées jusqu'à ce que l'arc soit éteint et les gaz brusquement refroidis.
La réaction 2C+H2=C2H2, qui normalement serait établie en régime à haute température, est donc accélérée vers la production d'acétylène. Bien que l'invention ne soit limitée par aucune théorie, il est vraisemblable que la production d'acétylène est due à la mormation d'arcs entre les particules libres de matériaux conducteurs créant un nombre élevé de zones localisées de réaction qui sont élevées à haute température pendant des intervalles de temps extrêmement courts et ensuite refroidies rapidement après cessation des arcs aux points Intéressés. Les gaz peuvent être séparés, filtrés ou purifiés par n'importe quel procédé physique ou chimique connu ou même dissous pour leur usage ultérieur.
- HESUME- REVENDICATIONS - 1) Un procédé de génération d'hydrogène et d'oxyde de carbone consistant à . produire une réaction électrothermique entre une matière à base de carbone et de l'eau% caractérisée par l'immersion en contact électrique de parti- cules de cette matière dans de l'eau et par la production entre ces parti- cules d'un courant électrique capable d'allumer entre elles une succession de décharges électriques de courte durée éteintes par le dégagement gazeux.
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