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Procédé permettant de modifier la proportion de l'un des constitu- ants d'un mélange gazeux et applications du procédé.
L*invention a pour premier objet un procédé permettant de modifier-par exemple augmenter-par voie physico-mécanique, la proportion de l'un des constituants d'un mélange gazeux.
Le procédé de l'invention permet donc, en partant de l'air atmosphérique, soit l'enrichissement en oxygène, soit l'en- richissement en azote, soit simultanément la séparation directe de l'oxygène et de l'azote.
Le domaine d'application de l'invention est extrêmement vaste.
Appliqué à l'enrichissement en oxygène de l'air atmosphé- rique, le procédé de l'invention permettra de suralimenter, en oxygène, les foyers, ceux de gazogènes par exemple, ainsi que des appareils divers, sans accroissement de la vitesse de circu- lation de l'air.
Quand, par les prooédés usuels, on cherche à accroître le pokds d'oxygène contenu dans la cylindrée d'un moteur, il faut . suralimenter en air, en augmentant la pression d'admission et, par suite, toutes les pressions du cycle thermodynamique.
Selon l'invention, au contraire, on pourra suralimenter en oxygène les moteurs à combustion interne, tout en conservant une même pression à l'admission.
Plus généralement, le prooédé de l'invention pourra être employé dans tous les cas.ou l'on utilise l'air.
Les applications de! procédé s'étendront même au domaine médical, l'air enrichi en oxygène pouvant être utilisé dans divers oas.
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Le procédé de l'invention est basé sur le fait que lorsqu'un mélange sec de plusieurs gaz se diffuse, à travers une paroi poreuse, on se trouve en présence d'un phénomène moléou- laire, sélectif, et le débit en volume, dans l'unité de temps? est, pour chaque gaz du mélange :
I Directement proportionnel à la différence des pressions partielles du gaz, de part et d'autre de la paroi poreuse.
2 Inversement porportionnel à la racine carrée de la densité du gaz considéré.
La composition volumétrique du mélange non diffusé se modifie donc, à mesure que se produit la diffusion.
Pour réaliser l'invention, on produit un écoulement continu d'air atmosphérique, ou d'un autre mélange gazeux, à l'intérieur d'un tube de substance diffusante.
Entre une double enveloppe, non diffusante,et le tube diffuseur, est ménagée, autour de celui-ci, une capacité dans laquelle se produit l'aspiration évacuant le mélange diffusé et maintenant, entre l'intérieur et l'extérieur du tube diffuseur, la différence de pression partielle nécessaire pour produire la diffusion.
Un appareil diffuseur se colposere d'un certain nombre de tubes, utilisés en parallèle, et diffusant dans une capacité commune.
Pour maintenir intérieurement, d'un bout à loutre des tubes diffuseurs, une pression assez constante, ce qui implique une vitesse de circulation peu variable, il faut tenir compte que, par suite de la diffusion, le volume du gaz diminue de plus en plus. Il faut donc réduire progressivement la section de passage. On y parviendra, de façon approchée, en divisant, en plusieurs parties, la longueur totale de diffusion, et en réduisant, d'une partie à la suivante, soit le nombre des tubes diffuseurs, soit le diamètre de ceux-ci, soit en combinant ces deux moyens.
Pour obtenir une valeur un peu importante de l'aooroissement de la proportion de l'un des gaz du mélange,par exemple du rapport entre l'oxygène et l'azote, dans le cas de l'air, il faudra réduire considérablement le volume restant.
Le tube diffuseur formant filtre à poussières, la totalité de celles de l'air introduit se retrouvera dans le volume réduit finalement obtenu ou sur les parois.
Il-apparaît que, pour la plupart des applications, la diffusion simple ne peut se prêter qu'à de très faibles enrichissements en oxygène.
Pour échapper aux objections faites, et présenter un caractère pratique certain, l'invention constate et utilise le fait suivant :
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Comme le'mélange non diffusé, s'enrichit en oxygène, il est évident que le mélange diffusé s'appauvrit. Cependant à mssura de la diffusion, et par suite de 1'enrichissement eontinu du mélange restante qui progresse dans le tube diffuseur, il arrive un moment ou le mélange qui traverse le diffuseur devient aussi riche (par exemple en oxygène) que le mélange initial, puis plus riche que lui .
Selon l'invention, au lieu d'introduire dans l'appareil diffuseur seulement de l'air atmosphérique, on mêlera à celui- ci le gaz diffusé, récupéré à partir du moment où sa teneur moyenne en oxygène, entre ce moment et la fin de la diffusion, est égale où supérieure à celle de l'air normal.
La séparation du mélange diffusé, devant être récupéré, peut s'obtenir en,divisant la capacité intérieure par une simple cloison, ou en utilisant, en série, deux appareils successifs, le Se@ diffusé, à travers les tubes du second, étan ramené à l'admission du premier.
Pour un même enrichissement en oxygène, on réduit fortement le rapport entre le volume d'air à admettre et le volume restant.
De nouvelles caractéristiques de l'invention permettent d'autres progrès.
En prélevant, sur le volume total d'air diffusé, une certaine fraction, dont la composition moyenne est égale à celle de l'air normal, on appauvrit la fraction restante, laquelle apparaît donc définitivement inutilisable.
Selon linvention, cette fraction ne sera pas -rejetée,* mais enrichie par diffusion. On pourra obtenir même richesse finale que dans l'appareil principal. On pourra,également, - arrêter l'enrichissement au moment où'la teneur en oxygène sera redevenue celle de l'air atmosphérique. Un nouveau volume se trouvera ainsi rendu récupérable aux dépens du reliquat, appau- vri davantage.
Mais ce reste peut, à son tour, être enrichi par diffusion.
L'opération peut être répétée plusieurs fois dans des appareils successifs de récupération, de dimensions rapidement décroissantes.
En passant d'un récupérateur au suivant, l'air rejeté par chaque appareil s'appauvri de plus en plus en oxygène.
0'est en poussant assez loin cet appauvrissement que l'on peut n'utiliser qu'un volume limité d'air total pour enrichir en oxygène un volume déterminé.
En utilisant un nombre suffisant de récupérateurs,il est possible d'obtenir, pour le gaz rejeté, une très forte teneur en azote. Pour certaines applications, le gaz ainsi séparé pourra devenir'du gaz spécialement produit pour être utilisé.
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Il est évident que le procédé est applicable non seule- ment à l'air,mais à tous les mélanges gazeux. Dans le cas de mélanges d'azote et d'anhydride oarbonique, gaz d'échappement, fumées, etc...,il sera facile d'accroître la teneur en anhydride carbonique. Le mélange enrichi pourra servir à de très intéres- santes utilisations,
Par exemple, un moteur étant alimenté par un gazogène, on prélève sur les gaz d'échappement de ce moteur, et dessèche, s'il y a lieu, une fraction, pouvant être variable. On accroft, selon l'invention, la teneur en anhydride carbonique de cette fraction laquelle est alors introduite dans la zone de réaction du gazogène.
Après dissociation de l'anhydride carbonique, au oon- tact du carbone incandescent, on obtient un gaz beaucoup plus riche que si la dissociation avait eu lieu sans enrichissement préalable en anhydride carbonique.
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Le dessin annexé représente schématiquementà titre d'exemple, nullement limitatif, une forme possible d'exécution d'un appareil selon l'invention.
Dans un premier corps d'appareil , sont placées des cloisons b1-b2 qui limitent entr'elles une capacité c traversée par un faisceau de tubes d en matière diffusante, placés en parallèle, et qui débouchent au-delà des cloisons b1-b2 dans les fonds extrêmes e1-e2.
A la suite du premier corps a, sont situés un ou plu- sieurs autres corps d'appareil f, semblablement constitués mais dont les tubes diffuseurs présentent une section totale de plus en plus réduite.
Le mélange à enrichir -air par exemple - admis par la pipe h, arrive à la base du premier corps a tandis que le mélange enrichi (par exemple en oxygène) est recueilli en i à l'issue du dernier corps f.
Les différents corps pourraient, du reste, être réunis en un seul et même appareil pourvu de cloisonnements appropriés pour délimiter les cellules successives ooulues. '
La richesse moyenne du mélange qui, à travers la paroi des premiers tubes d diffuse dans la capacité o, est inférieure à celle du mélange Initial, et il est aspiré latéralement en k, cette aspiration maintenant, de part et d'autre de la paroi des tubes d, la différence de pression partielle nécessaire à la diffusion.
Par contre, le mélange non'diffusé qui chemine dans les tubes d-g s'enrichit progressivement.
La richesse moyenne du mélange qui, à travers les tubes g diffuse dans la capacité c1, tout on étant inférieure à ceble du mélange non diffusé restant dans les tubes & est égale ou supérieure à oelle du mélange initial (admis en h).
Recueilli latéralement par la tubulure 1 et aspiré par un ventilateur m, le mélange diffusé est ramené à l'admission où il remplace un égal volume de mélange initial. On utilise, d'autre part, le ventilateur m pour refouler sous une certaine vitesse, dans un'éjecteur n le mélange récupéré lequel, formant
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masse propulsante, entrafne le mélange initial introduit par la pipe h.
Le mélange appauvri recueilli en k, hors du premier corps diffuseur a, peut avantageusement, au lieu d'être rejeté à l'atmosphère, etre admis dans un récupérateur auxiliaire 2 pourvu de tubes diffuseurs q, dans lesquels une fraction du mélange appauvri se trouve ramenée à la richesse du mélange initial et recueillie en r à la sortie du récupérateur auxiliaire p, peut être introduite dans le circuit général de récupération 1-m-n.
Seul le mélange diffusé dans la capacité c2, à travers les tubes diffuseurs de ce récupérateur auxiliaire et aspiré par ventilateur s, sera définitivement rejeté 1'atmosphère.
Le cas échéant, on pourra faire usage de plusieurs récupérateurs auxiliaires successifs placés en série, pour ne rejeter finalement à l'atmosphère qu'un volume relativement très réduit de mélange très appauvri,
Selon l'application envisagée et le degré d'enrichisse- ment, on pourra évidemment varier les dispositions de détail, ainsi que l'agencement des circuits principaux et de récupération.
REVENDICATIONS
I ) Procédé permettant de modifier, par voie physico- mécaniques, la proportion de l'un des constituants d'un mélange gezeix : oxygène ou azote par exemple, pour l'air atmosphérique, principalement caractérisé en ce qu'on produit un écoulement continu du mélange à traiter à l'intérieur de tubes diffusants à travers la paroi desquels à lieu une diffusion sélective des gaz du mélange, une capacité à patois non diffusantes étant ménagée autour desdits tubes, dans laquelle se produit l'aspiration qui évacue le mélange diffusé et qui maintient, pour les gaz, une certaine différence de pression partielle, entre l'intérieur et l'extérieur des tubes diffusants, dans lesquels le mélange non diffusé, à mesure qu'il avance,
s'enrichit progressivement tandis que, sur une certaine longueur de la partie arrière des tubes diffusants, le mélange diffusé, dont la richesse moyenne est alors égale ou supérieure à celle du mélange initial,est récupéré, et ramené à l'entrée de l'appareil diffuseur, où il remplace un même volume du mélange initial ;
la séparation du mélange diffusé, devant être récupéré, pouvant s'obtenir en divisant la capacité intérieure par une simple cloison ou,en utilisant, en série, deux appareils successifs, le gaz diffusé à travers les tubes du second étant ramené à l'admission du premier
2 ) Procédé selon 1, dans lequel la longueur totale de diffusion est divisée en plusieurs parties pour lesquelles on réduit progressivement, soit le nombre des tubes diffuseurs,soit le diamètre de ceux-ci, soit les deux.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.