Brevet FR2229938A1 — publié le 19741213

La présente invention se rapporte à la production d'oxygène de grande pureté et elle concerne, plus particulièrement un procédé et un appareil cryogéniques pour produire de l'oxygène de grande pureté à partir de 1 air ambiant. L'un des domaines d'application de l'invention est la production d'oxygène tu'un grand degré de pureté, nécessaire pour des utilisations médicales et certaines utilisations industrielles, bien que les principes de 1' invention soient susceptibles d'applications variées. De nombreux utilisateurs d'oxygène très pur, comme les hôpitaux, dépendent de fournisseurs commerciaux qui doivent envoyer l'oxygène à l'utilisateur à l'étant liquide froid. les h8pitaux qui se trouvent dans des régions lointaines et dans des régions où de mauvaises conditions atmosphériques peuvent interrompre le voyage pendant des périodes importantes courent le risque d'épuiser leurs provisions a toxygène. Il serait donc fort désirable de disposer d'un procédé et d' un appareil pour produire de l'oxygène très pur à partir de l'air ordinaire au lieu d'utilisation, par exemple dans un hôpital. L'appareil doit être d'un fonctionnement rentable et économique, d'une dimension permettant à l'utilisateur de le placer correctement, et d'un prix d'achat et d'entretien relativement économique. L'invention concerne un procédé et un appareil pour produire de l'oxygène gazeux très pur, dans lequel on comprime, puis on liquéfie de l'air en le faisantpasser, avec échange de la chaleur avec un bain d'oxygène liquide, au pied d'une colonne de distillation comportant une source de réfrigération cryogénique à sa têtue, On sépare dans la colonne l'air liquéfié en ses constituants oxygène et azote, et l'on recueille de l'oxygène gazeux de grande pureté. On fait échanger de la chaleur à l'oxygène gazeux avec l'air d'entrée pour refroidir préalablement cet air d'entrée avant sa liquéfaction. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe verticale, en partie schématique, d'un bolier qui contient l'appareil selon l'invention, représentant certaines parties de l'appareil en coupe et d'autres en élévation. la figure 2 est une coupe verticale du régénérateur de l'appareil de la figure 1. La figure 3 est une coupe fragmentaire agrandie d'une portion de l'appareil de la figure 2. La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2. la figure 5 est une coupe d'une variante d'échange de chaleur pouvant être incorporée dans l'appareil de la figure 1. La figure 6 est une vue en coupe fragmentaire, suivant la ligne 6-6 de la figure 5. En se référant à présent à la figure 1, dey'air ambiant provenant de l'atmosphère entourant l'appareil est acheminé par une conduite 10 à l'entrée d'un compresseur 12 dans lequel l'air est transformé en air sous haute pression disponible dans une conduite 14 reliée à la sortie du compresseur. Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, on augmente la pression de l'air à environ 14 kg/cm2, de sorte que l'air peut être liquéfié dans la suite du processus, comme on va le décrire en détail à présent.En conséquence, le compresseur d'air 12 a une gamme de 2 fonctionnement d'environ 1 à 14 kg/cm . le compresseur 12 est, de préférence, un compresseur à trois pistons, à deux étages, entraîné par un moteur à induction fonctionnant à une puissance constante de 30 ch. le compresseur 12 peut comporter un réservoir d'accumulation dans le but de faire face à des pointes de pression qui pourraient se produire dans les conduites de l'installation à cause de besoins en oxygène inhabituels. Ce réservoir comporte, de préférence, un transducteur de pression agissant en démarrant le compresseur-12 si sa pression tombe au-dessous de la pression de fonctionnement de 14 kg/cm2, et arrêtant le compresseur 12 si sa pression monte au-dessus d'environ 14,7 kg/cm2. La conduite 14 est reliée à l'entrée d'un échangeur de chaleur 16 du type à régénération. Le régénérateur 16 fonctionne en récupérant la réfrigération produite subséquemment dans l'appareil et en refroidissant préalablement l'air d'entrée qui doit entre liquéfié, et il joue en même temps le roule d'installation de filtrage pour éliminer les impuretés présentes dans l'air d'entrée. le régénérateur 16 comprend deux portions ou sections, et le courant d'air d'entrée provenant de la conduite 14 et le courant de gaz résiduel à basse température provenant du reste de l'appareil traversent alternativement chaque section du régénérateur. L'oxygène produit par l'appareil traverse également le régénérateur 16 en échangeant de la chaleur avec l'air d'entrée, et l'on va décrire à présent en détail la structure et le fonctionnement du régénérateur 16. L'air sous pression préalablement refroidi et filtré est présent dans une conduite 18 reliée à une sortie du régénérateur. Appareil comprend en outre une colonne de distillation 20 comprenant une région de plaques de rectification 22 ou l'qui valent dans la colonne entre un échangeur de chaleur 24 communiquant avec le pied ou la base de la colonne 20 et une source de réfrigération 26 située à la tête de la colonne 20. Une conduite 18 contenant l'air sous pression préalablement refroidi est reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur 24 et, en traversant l'échangeur de chaleur, il échange de la chaleur avec un bain 27 d'oxygène liquide qui est plus froid que l'air de plusieurs degrés.Le transfert d'énergie calorifique de l'air sous haute pression d'entrée ayant une température de 920K à l'oxygène liquide provoque 1 'évaporation d'une partie de l'oxygène liquide et la condensation ou la liquéfaction d'une partie de l'air. Le départ par ébullition d'oxygène gazeux pur et la condensation de l'air d'entrée ont lieu en même temps. Une conduite 28 relie la sortie de l'échangeur de chaleur 24 à une tuyère de détente 30 débouchant à l'intérieur de la colonne 20 entre la région 22 et la source de réfrigération 26. De ce fait, l'air liquéfié est projeté de la tuyère 30 dans la colonne de distillation 20 où il se sépare en ses constituants. Pour maintenir un état d'équilibre entre la pression de vapeur de l'oxygène et la pression de vapeur de l'azote dans la colonne 20, la teneur en azote de la vapeur montante doit augmenter, tandis que la teneur en oxygène du liquide descendant diminue. Au voisinage du pied de la colonne 20, l'échangeur de chaleur 24 provoque l'évaporation de l'oxygène liquide > de sorte qu'une portion de celui-ci monte dans la colonne 20 et poursuit le cycle, tandis que le reste est évacué dans l'atmosphère ou, par une conduite 32, vers le régénérateur 16. En particulier, le courant d'oxygène dans la conduite se divise par moitiés entre les deux embranchements 32a et 32b, conduites reliées à des entrées séparées du régénérateur 16, que l'on va décrire à présent en détail. Au voisinage de la tête de la colonne de distillation 20, du gaz résiduel comprenant environ 939 d'azote s'échappe par une conduite 34 reliée à une autre entrée du régénérateur 16. Les gaz oxygène et azote résiduel à température relativement basse dans les conduites 32 et 34, respectivement, sont utilisés par le régénérateur 16 pour refroidir préalablement l'air d'entrée, comme on l'a décrit précédemment. Le gaz résiduel est alors retiré du régénérateur 16 au moyen d'une conduite 36 par laquelle il peut s'échapper dans l'atmosphère extérieur à l'immeuble contenant l'appareil, ou en variante l'azote gazeux résiduel se trouvant dans la conduite 36 peut être récupéré ou utilisé autrement comme sous-produit.A ce propos, l'azote gazeux résiduel parcourant la conduite 36 a de l'énergie cinétique, de sorte qu'on peut l'utiliser pour entraîner une machine telle qu'une pompe. L'oxygène gazeux pur est retiré du régénérateur 16 par des conduites en dérivation 38a et 38b qui se raccordent en une seule conduite 38 qui fournit, à son tour, l'oxygène pur pour son utilisation visée. L'appareil est logé dans une chambre dans laquelle on a fait le vide, comprenant une isolation thermique pour toutes les régions froides de l'appareil, de sorte que les pertes thermiques éventuelles sont maintenues à un niveau très bas. En particulier, la chambre à vide comprend un bottier extérieur comportant un fond 40 et des parois verticales dont deux sont désignées par les références 41 et 42 sur la figure 1. le boîtier extérieur est creux, ouvert à l'une de ses extrémités, et il peut être de forme rectangulaire ou cylindrique. la chambre à vide comprend en outre un bottier intérieur en matière thermiquement isolante comprenant un fond 43 et des parois verticales 45. le boîtier intérieur est d'une dimension permettant de le placer dans le boitier extérieur, de telle façon qu'une région ou un intervalle 46 est délimité entre eux. Selon un mode de réalisation préféré, les extrémités supérieures des parois latérales du boîtier intérieur, vues sur la figure 1, sont formées de façon à comprendre des portions de rebord 47, 48 dirigées vers l'extérieur, de longueur suffisante pour entrer en contact avec, et reposer sur le bord supérieur des parois du boîtier extérieur, de telle sorte que le boîtier intérieur est supporté sur le bottier extérieur. le bottier intérieur comprend, de préférence, dix couches de matière super-isolante.A ce propos, chacune des parois 43 et 45 est représentée comme étant d'une structure comportant des portions de surface intérieures et extérieures entre lesquelles est interposée de la matière. De l'air est retiré de la région 46, de sorte qu'il existe un vide entre les boîtiers intérieur et extérieur, et l'on peut étanchéiser les jonctions entre les rebords du boitier intérieur et les bords du boîtier extérieur avec une matière appropriée. En variante, les boîtiers intérieur et extérieur peuvent être d'un seul tenant, avec une ouverture à obturateur (non représentée) sur la région 46 pour créer le vide.La chambre est complétée par un couvercle supérieur ou élément de recouvrement 49 qui ferme l'extrémité ouverte de la chambre et comporte des ouvertures de dimension appropriée pour maintenir le régénérateur 16 et la source de réfrigération 26 de façon qu'unie partie de chaque élément sorte du couvercle 49 et que le reste soit dans la chambre, comme le montre la figure 1. Le couvercle 49 est joint hermétiquement sur sa périphérie aux boîtiers drune façon appropriée, et il est supporté sur eux, le couvercle 49 supportant à son tour le régénérateur 16 et la source de réfrigération 26. La colonne de distillation 20, l'échangeur de chaleur 24 et le bain d'oxygène liquide 27 sont supportés dans le boltier intérieur. les figures 2 à 4 représentent une structure préférée du régénérateur 16. Un boîtier de forme générale cupuliforme comprenant une paroi inférieure 54 et une paroi 56 de forme générale annulaire verticale délimite une chambre 58 qui est reliée à la conduite 18 de l'installation de la figure 1. Un organe d'obturation ou de base 60, se présentant sous la forme d'un disque métallique ayant un diamètre extérieur supérieur au diamètre de la paroi annulaire 56 est fixé au bord de la paroi 56 de façon à fermer la chambre 58.L'organe d'obturation 60 comporte des alésages ou passages séparés 62, 64 permettant à de l'air de passer entre la chambre 58 et d'autres portions du régénérateur 16, sous la commande d'un obturateur mobile ou rotatif 66 se présentant sous la forme d'un élément de forme générale discorde ayant un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur de la paroi 46, supporté en rotation par l'organe d'obturation 60 et pénétrant dans la chambre 58. L'obturateur 66 comprend un premier passage 68 qui, lorsque l'obturateur est dans la position représentée sur la figure 2, fait communiquer le passage 62 de l'organe d'obturation 60 et la chambre 58.En particulier, le passage 68 comprend une portion de direction générale parallèle à l'axe de l'élément 66, c'est-à-dire verticale sur la figure 2, reliant le passage 62 à la chambre 58 et une portion s'étendant le long du bord extérieur de l'élément 66 à l'écart de celui-ci sur une longueur légèrement inférieure à sa circonférence, cette portion étant disposée dans une direction générale perpendiculaire à l'axe de l'élément 66, c'est-à-dire horizontalement (sur la figure 4). L'élément ou obturateur 66 comporte un second passage 70 qui est continu, annulaire et interposé entre le passage 68 et le centre de l'obturateur 66. Le passage 70 est disposé de la même façon que le passage 68, c'est-à-dire horizontalement (sur la figure 2).Un troisième passage 71 est formé dans l'obturateur 66 , de façon à avoir une position et une forme rendant l'image dans un miroir du passage 71. Le passage 71 comporte une portion verticale (sur la figure 2) de liaison avec le passage 64. la portion horizontale du passage 71 est reliée par un passage 72 au passage annulaire 70. L'élément d'obturation 66 comporte un passage 73 qui est placé de façon à relier le passage annulaire 70 de l'obturateur 66 avec une conduite 74 de l'installation de la figure 1. le régénérateur 16 comprend deux éléments ou portions de régénérateur, respectivement un premier élément 74 et un second élément 75, tous deux de forme cylindrique et placés contre la surface de l'organe d'obturation 60 opposée à la surface comportant l'obturateur 66. Chaque régénérateur cylindrique 74, 76 est disposé de façon que son axe longitudinal soit perpendiculaire à la surface de l'organe d'obturation 60. La portion de régénérateur 74 comprend une région ou enveloppe extérieure annulaire 78 délimitée par des parois concentriques 79, 80, comme le montre la figure 3, et comportant des fils métalliques 81 qui, dans la représentation qui en est donnée, ont une largeur de 0,76 mm et une profondeur de 0,92 mm. Une région intérieure 82 du régénérateur 74 comprend une matière de remplissage 83 qui occupe environ 55 du volume intérieur total. la paroi 80 séparant des régions 78 et 82 est en une matière thermiquement conductrice comme le cuivre, tandis que l'enveloppe ou paroi extérieure 79 est en acier inoxydable ou en un conducteur thermique médiocre semblable. La matière de remplissage 83 consiste de préférence en grillage métallique de bronze de 0,085 mm d'ouverture de mailles.L'intérieur de la portion 74 du régénérateur comporte également des plaques ou grilles perforées 84 disposées perpendiculairement à son axe longitudinal et placées à intervalles axiaux réguliers. melon un mode d'exécution préféré, les plaques 84 consistent en des disques de cuivre perforés ayant chacun une épaisseur de 0,50 mm et un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la paroi 80, deux disques 84 par centimètre étant présents le long du régénérateur 74. la portion de régénérateur 76 a une structure et une matière identiques à celles du régénérateur 74 , et elle comprend une enveloppe ou région extérieure 86 délimitée par des parois concentriques 87, 88 et comprenant des fils 89 et une région intérieure 90 comportant un joint 91 et une série de plaques perforées ou disques perforés 92. Les régénérateurs 74 et 76 sont placés contre l'organe a t obturation ou de base 60 de manière que ses régions intérieures 82 et 90 soient en communication avec les passages 62 et 64, respectivement. Le régénérateur 16 comprend en outre un second organe d'obturation supérieur ou couvercle 94 se présentant sous la forme d'un disque métallique ayant un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de l'organe d'obturation 60 et placé contre les régénérateurs 74 et 76. l'organe d'obturation 94 comprend un premier passage 96 et un second passage 97 communiquant avec les régions intérieures 82 et 90 des régénérateurs 74 et 76, respectivement. L'organe d'obturation 94 comprend également un passage 98 relié à la conduite 36 de l'installation de la figure 3. En outre, l'organe d'obturation 94 comporte des passages 100 et 101 reliés à des conduites 38a et 38b de l'installation de la figure 1. Des passages 100 et 101 communiquent à leu tour respectivement avec les régions 81 et 86 des régénérateurs. De meme, l'organe d'obturation 60 comprend des passages 102 et 103 reliés aux conduites 32a et 32b, passages qui communiquent également respectivement avec les régions 81 et 86 des régénérateurs. Un obturateur mobile ou rotatif t04 de structure identique à l'obturateur 66 est monté rotatif sur l'organe d'obturation 94. En particulier, l'obturateur 104 comporte un premier passage 106 identique au passage 68 de l'obturateur 66, comportant une portion verticale communiquant avec le passage 96 de l'organe 94, dans la position de l'organe 94 réprésentée sur la figure 2, et une portion horizontale s'étendant sur un peu moins de la moitié de la circonférence de l'obturateur 104. Un second passage 107 est annulaire et placé entre le passage 106 et le centre de l'obturateur 104, de meme que le passage 70 de l'obturateur 66. le passage 107 communique avec le passage 98 de organe d'obturation supérieur 94. Un troisième passage 108, image dans un miroir du passage 106, est relié par un passage 109 au passage 107. Le passage 108 est en communication avec le passage 97 de l'organe d'obturation 94 dans sa position représentée sur la figure 2. Le régénérateur 16 est complété par un second boîtier de forme générale cupuliforme comprenant une paroi supérieure 144 et une paroi 115 de forme générale annulaire verticale fixée à l'organe d'obturation 94, en délimitant ainsi une chambre 117. la chambre 117 est reliée à la conduite 114 de l'installation de la figure 1. Un moteur électrique 120 est placé dans la chambre 117, fixé à la paroi supérieure 114, et l'arbre d'entraînement 121 du moteur 120 est fixé à l'obturateur 104, de sorte qu'en fonctionnant, le moteur fait tourner l'obturateur 104. le moteur 120 peut être de différents types que l'on trouve dans le commerce, par exemple un moteur à 30 tours/minute, et il peut comporter un circuit d'alimentation classique et une commande marche-arrêt (non représentée), d'une façon évidente pour les spécialistes. L'obturateur 104 est fixé, quant à lui, à l'une des extrémités d'un raccord dont l'autre extrémité est fixée à l'obturateur 66, de sorte que celui-ci se déplace ou tourne en correspondance ou en synchronisme avec l'obturateur 104.En particulier, l'obturateur 104 est fixé à un élément 124 qui est monté ou reçu rotatif dans l'organe d'obturation 94 et est fixé à l'une des extrémités d'un arbre 126 supporté en rotation dans des ouvertures correspondantes formées dans les organes 94 et 60, et placé entre les régénérateurs 74 et 76. L'autre extrémité de l'arbre 126 est fixée à un élément 128 reçu ou monté rotatif dans organe d'obturation ou de base 60 et fixé à l'obturateur 66. les éléments 124 et 128 ont, dans le cas présent, une forme hexagonale, sont ajustés étroitement ou fixés dans les obturateurs respectifs 104 et 66, et s'emboîtent en rotation dans des ouvertures circulaires de diamètre approprié des organes d'obturation respectifs 94 et 60. L'échangeur de chaleur 24 représenté sur la figure 1 est placé dans un boîtier, de préférence en acier inoxydable, et pouvant avoir différentes formes, comportant dans le cas présent une paroi inférieure 130 qui a, de préférence, la forme d'un disque, une paroi latérale annulaire 132 montant verticalement à partir de la paroi inférieure 130 et une portion de paroi supérieure 134 disposée dans un plan de direction générale perpendiculaire au plan de la paroi latérale 132. La paroi inférieure 130 est supportée par la paroi inférieure 43 du boîtier et peut en être écartée par des moyens d'écartement appropriés (non représentés). La paroi supérieure 134 comporte une ouverture devant être en correspondance avec la base de la colonne de distillation 20. La paroi verticale de la colonne 20 rencontre des portions de la paroi latérale 152 et de la paroi supérieure 194, en leur étant raccordée ou formée d'un sel tenant avec elles.L'échangeur de chaleur 24 comprend une longueur de tube continue reliée à l'une de ses extrémités à la conduite 18 et à son autre extrémité à la- conduite 28 de l'installation de la figure 1. les conduites 18 et 32 traversent des ouvertures appropriées formées dans la paroi supérieure 134, une jonction étanche aux gaz existant entre la paroi supérieure 134 et chaque conduite. le tube 24 est enroulé en serpentin ou disposé en une série de rangées séparées verticalement comprenant chacune plusieurs spires de tube, de sorte que le boîtier peut recevoir la longueur de tube nécessaire pour chasser par ébullition la quantité d'oxygène correcte, selon le procédé conforme à l'invention. A titre d'exemple, le tube 24 comprend un tube de cuivre de 6,35 mm de diamètre extérieur ayant une longueur de 60 m. L'extrémité de la conduite 32 est reliée à une ouverture de la paroi supérieure 134 pour transmettre de l'oxygène pur de la colonne 20 et du boîtier au régénérateur 16. Un joint étanche aux gaz est interposé entre la conduite 32 et la paroi 134. Dans certains cas, il sera désirable de prévoir un tube de trop-plein (non représenté) disposé verticalement dans le boîtier (sur la figure 1), le haut du tube étant à la distance appropriée au-dessus de la rangée supérieure de tube d'échangeur de chaleur 24, et son autre extrémité étant à l'extérieur de l'appareil. les figures 5 et 6 représentent une variante d'échangeur de chaleur pouvant être utilisée dans l'appareil selon l'invention, sous la forme d'un tube garni intérieurement comportant des ailettes extérieures. En particulier, un tube cylindrique 140 comporte une garniture intérieure 142 consistant en grillage de cuivre de 0,76mm d'ouverture de mailles qui y est tassé de façon serrée. De la surface extérieure du tube creux 140 partent plusieurs ailettes 146 qui sont dirigées radialement vers l'extérieur à partir du centre commun du tube 140 et qui s'étendent sur toute la longueur axiale du tube. A titre d'exemple, le tube 140 a un diamètre intérieur d'environ 0,9 mm, et un diamètre extérieur d'environ 9,5 mm, et chaque ailette 146 a une largeur de 6,35 mm et une épaisseur de 0,76 mm.Les ailettes 146 sont séparées par des intervalles de 0,76 mm sur la circonférence du tube 140, de sorte qu'il y a 39 ailettes au total. La longueur axiale de tube 140 nécessaire pour chasser par ébullition la quantité d'oxygène équivalente à celle qui est chassée par ébullition par le tube 124 est de 2 m. La source de réfrigération 26 située à la tette de la colonne de distillation 20 comprend un réfrigérateur cryogénique, par exemple un réfrigérateur "Gifford-Nciahon Cycle" que lton trouve dans le commerce chez Cryomech Inc. of Syracuse, New York. Un réfrigérateur de ce type, capable de produire des basses températures voisines de 1000K et inférieures à cette valeur à une puissance nominale de 200 watts, s'est avéré donner des résultats satisfaisants dans le système selon l'invention, où la température de fonctionnement moyenne est -1680C. Pour avoir une description détaillée de la structure et du fonctionnement d'un réfrigérateur "Gifford-McMahon Cycle", on se reportera aux brevets des Etats Unis d'Amérique nO 2 906 101 et 3 119 237. Lorsque les obturateurs 104 et 66 du régénérateur 16 sont dans les positions représentées sur la figure 2, l'air d'entrée sous pression provenant de la conduite 14 pénètre dans la chambre 117 et part par le passage 106 de ltobturateur 104, comme l'indique la flèche de la figure 2, et il parcourt le passage 96 de l'organe 94, l'air entrant alors dans la région 82 du régénérateur 74.Lorsque l'air parcourt la région 82, les grilles 87 ont pour rôle de recueillir ou d'éliminer par filtration les particules d'impuretés provenant de 11 air. En même temps, l'air est refroidi en échangeant de la chaleur avec l'oxygène gazeux à température relativement basse provenant de la conduite 32a qui s'écoule à travers l'enveloppe ou région annulaire 78 du régénérateur 74, puis part par la conduite 38a. le transfert de chaleur est favorisé par les plaques de cuivre perforées 84 se trouvant dans la région 82 qui sont en contact avec la paroi 80. L'air préalablement refroidi et purifié quitte la région 82 par le passage 62 de l'élément de base 60 et passe, par le passage 68 de l'obturateur 66, dans la chambre 58 dans un sens indiqué par la flèche de la figure 2.L'air quitte le régénérateur 16 par la conduite 18 et, selon un mode d'exécution préféré de l'invention, la température de cet air est d'environ -162,50C. Alors que la portion de régénérateur 74 refroidit préalablement et purifie l'air entrant, l'autre moitié du produit gazeux oxygéné à basse température et de l'azote résiduel traversent séparément la portion 76 du régénérateur. En particulier, l'azote résiduel part de la conduite 34, traverse le passage 73 de l'élément de base 60 et pénètre dans le passage 70 de ltobturateur 66, puis parcourt les passages 72 et 71, et l'azote résiduel parcourt alors les passages 62 de l'élément de base 60 pour pénétrer dans la région 90 du régénérateur 76. En traversant la région 90, l'azote gazeux à basse température évacue de la chaleur du régénérateur 16, ce qui favorise le prérefroidissement de l'air effectué par la portion de régénérateur 74 et améliore le rendement de fonctionnement.L'azote gazeux résiduel entraine également de la matière en particules précédemment recueillie sur les grilles 91 lorsque le régénérateur 76 était utilisé précédemment pour refroidir préalablement l'air entrant sous la commande des obturateurs 66 et 104. L'oxygène gazeux part de la conduite 32b, traverse l'enveloppe extérieure ou région annulaire 86, puis part par la conduite 38b et se réunit alors au courant d'oxygène gazeux dans la conduite 38a. L'oxygène gazeux à basse température évacue également de la chaleur du régénérateur 16, ce qui améliore son rendement. Lorsqu'on désire inverser le fonctionnement du régénérateur de façon qu'il soit opposé à celui représenté sur la figure 2, on actionne le moteur 120 de façon qu'il fasse tourner simultanément les obturateurs 104 et 66 de 1800. Le passage 106 de l'obturateur 104 et le passage 68 de l'obturateur 66 communiquent alors avec la région 90 du régénérateur 76 en y faisant passer de l'air ambiant. le passage 70, étant annulaire, et les passages 72 et 71 de l'obturateur 66 relient la conduite 34 et le passage 73 au passage 62 et à l'intérieur 82 du régénérateur 74, ce qui permet à de l'azote résiduel d'y passer. De façon analogue, le passage annulaire 107 et les passages 109 et 108 de l'obturateur 104 relient le passage 96 et l'intérieur 82 du régénérateur 74 avec le passage 98 et la conduite 36 pour évacuer l'azote résiduel. Le courant d'oxygène gazeux produit provenant des conduites 32a et 32b se divise entre les régions 78 et 86, comme précédemment. En actionnant le moteur 120 pour qu'il fasse tourner les obturateurs 66 et 104 de 180 de plus, on peut ramener le fonctionnement du régénérateur 16 dans la position représentée sur la figure 2.En d'autres termes, l'ensemble de soupape comprenant les obturateurs 66 et 1-04 permet une commande sélective de l'air d'entrée et de l'azote gazeux résiduel entre les régions 82 et 90 des portions de régénéra teur respectives 74 et 76. Le régénérateur 16 peut être avantageusement de faible dimension, de façon appropriée d'un diamètre total de 30,5 cm et de hauteur totale de 15,2 cm. Le diamètre équivalent du remplissage des portions de régénérateur 74 et 76 est relativement faible, de l'ordre de 0,0635 à 0,190 mm. Le nombre de filets parallèles 81 et 89 des régions annulaires 78 et 86 respectivement est d'environ 25. En utilisant des formules empiriques s'appliquant à l'écoulement turbulent à travers les régénérateurs on a déterminé que la déperdition des régions intérieures 82, 90 n'était que d'environ , , avec une température incrémentale totale d'environ 1,1 O, et que la déperdition des enveloppes extérieures 78 et 86 n'était que d'environ 5,18, avec une température incrémentale d'environ 9,60C. On a déterminé à partir de ces résultats, que la perte de réfrigération totale dans le régénérateur 16 doit être comprise dans des limites acceptables désirées pour le système, déterminées par des facteurs tels que la dimensions et la puissance nominale désirées du réfrigérateur 26. On a choisi la gamme du compresseur 12 dans l'intervalle 2 de 1 à 14 kg/cm2 du fait que la température de la région inférieure de la colonne de distillation 20 est d'environ 920K et que c'est dans cette région, en particulier dans la région contenant l1échan- geur de chaleur 24 et le bain d'oxygène liquide 27, que l'air comprimé doit entre liquéfié. En outre, l'oxygène liquide se trouvant dans la colonne de distillation 20 doit être évaporé. La température de l'air comprimé entrant dans la conduite 18 doit être légèrement supérieure ou sensiblement égale à 960K . L'air est refroidi à cette température par l'action du régénérateur 16 décrite précédemment. On peut voir, à partir d'une courbe de pression de vapeur relative à l'air, qu'à une température de 960K, l'air se liquéfiera sous une pression d'environ 5,3kg/cm2. la teneur en oxygène de l'air liquide provenant de la tuyère 30 augmente en descendant à travers la région 22 ou la grille de limaille métallique fine se trouvant dans la colonne 26. Pour maintenir un équilibre selon les phénomènes physiques de la pression de vapeur d'oxygène et d'azote, la teneur en azote de la vapeur qui monte dans la colonne 20 doit augmenter, tandis que la teneur en oxygène du liquide qui descend dans la colonne 20 diminue.Dans la région située au pied de la colonne 20, la pression de l'échangeur de chaleur 24 contenant de l'air plus chaud de plusieurs degrés que l'oxygène liquide provoque l'évaporation du liquide. Une partie- de oxygène gazeux monte dans la colonne 20 pour poursuivre le cycle, et le reste est évacué, par la conduite 32, vers le régénérateur 16. La vapeur se trouvant au voisinage du pied de la colonne 20 contient environ 995 d'oxygène, le liquide et la vapeur se trouvant au voisinage de la section de colonne comprise entre la tuyère 30 et les plaques 22 contient environ 10% d'oxygène, et le gaz résiduel évacué de la tête de la colonne 20 contient environ 93ff% d'azote.Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, l'azote gazeux quittant la colonne 20 a une température d'environ 1090K. On peut mettre la colonne 20 à la pression de refoulement voulue pour l'oxygène gazeux produit. La réfrigération produite par le réfrigérateur 26 provoque la condensation d'une partie de l'air épuisé au voisinage de la tête de la colonne 20, et un agencement de plateaux, de grilles ou d'autres collecteurs peut entre prévu pour recueillir cette condensation, ainsi que pour produire une distillation de liquide plus uniforme sur l'étendue de la colonne. L'utilisation de l'oxygène gazeux à basse température produit pour refroidir préalablement l'air entrant dans l'installation selon l'invention économise avantageusement 1.756 watts environ de réfrigération, par rapport à une instalation demandant que l'oxygène soit transporté à l'état liquide froid. La chambre à vide, en combinaison avec la matière super-isolante qui loge ou contient l'appareil, maintient les pertes thermiques à un très faible niveau. En raison de la dimension relativement faible du régénérateur 16 et du réfrigérateur 26, de l'état pressurisé de la colonne 20 et du bon isolement thermique, la dimension globale de l'appareil peut entre très faible. il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. RiVENDICATIOIiS 1. Installation pour liquéfier de l'air, séparer l'oxygène et l'azote, constituants de l'air-liquéfié, et fournir de l'oxygène gazeux de grande pureté, caractérisée en ce qu'elle comprend une colonne de distillation comportant une région active, une source de réfrigération au-dessus de cette région et des moyens d'échange de chaleur au-dessous de cette région, lesdits moyens d'échange de chaleur étant dans un bain d'oxygène liquide pendant le fonctionnement de l'installation, un ensemble de conduites d'entrée relié aux moyens d'échange de chaleur pour fournir l'air d'entrée à liquéfier, des moyens reliant les moyens d'échange de chaleur à la région active de la colonne de distillation pour faire passer l'air liquéfié dans ladite région afin de le séparer en l'oxygène et l'azote qui le constituent, un ensemble de conduites de sortie relié à la colonne de distillation pour retirer de ladite colonne de l'oxygène gazeux de grande pureté, des moyens reliés fonctionnellement aux conduites d'entrée et de sortie pour échanger de la chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air à liquéfier, de façon que ledit air soit refroidi préalablement avant de pénétrer dans les moyens d'échange de chaleur se trouvant dans la colonne de distillation, et des moyens accouplés à l'ensemble de conduites d'entrée pour pressuriser ledit air d'entrée avant son refroidissement préalable et pour pressuriser ladite colonne de distillation nettement au-dessus de la pression atmosphérique. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de conduites relié à la colonne de distillation et aux moyens d'échange de chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air, pour évacuer l'azote gazeux résiduel de ladite colonne et faire passer ledit gaz à travers les moyens d'échange de chaleur. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source de réfrigération comprend des moyens de réfrigération cryogéniques. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'échange de la chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air comprennent des moyens de régénération comportant une première région reliée à l'ensemble de conduites d'entrée et une seconde région entourant cette première région, échangeant de la chaleur avec elle et reliée audit ensemble de conduites de sortie. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière de remplissage dans ladite première région des moyens de régénération, pour éliminer la matière en particules de l'air, et plusieurs éléments filiformes dans la seconde région. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs plaques perforées en matière thermiquement conductrice dans la première région et reliées fonctionnellement à la seconde région pour assurer le transfert de chaleur entre ces régions. 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'échange de la chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air comprennent des moyens de régénération comprenant deux sections de régénérateur identiques comportant chacune une première région et une seconde région échangeant de la chaleur avec eux, des moyens reliant l'ensemble de conduites de sortie aux secondes régions des sections de régénérateur, de façon que le courant d'oxygène gazeux se divise de façon pratiquement égale entre lesdites secondes régions, et des moyens à soupape reliés fonctionnellement audit ensemble de conduites d'entrée et aux premières régions des sections du régénérateur pour régler sélectivement le courant d'air d'entrée à travers chacune desdites premières régions. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce quelle comprend un ensemble de conduites relié à la colonne de distillation et auxdits moyens d'échange de chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air, ledit ensemble de conduites évacuant l'azote gazeux résiduel de ladite colonne, lesdits moyens à soupape étant reliés fonctionnellement audit ensemble de conduites de façon que, lorsque l'air entrant traverse la première région de l'une des sections de régénérateur, l'azote gazeux résiduel traverse la première région de la seconde section de régénérateur. 9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'échange de chaleur se trouvant dans le bain d'oxygène liquide comprennent une longueur continue de tube de matière de transfert de la chaleur. 10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'échange de chaleur se trouvant dans le bain d'oxygène liquide comprennent une longueur continue de tube comportant plusieurs ailettes partant radialement vers ltextérieur de ce tube et s'étendant axialement le long de celui-ci. 11. Procédé de production d'oxygène gazeux de grande pureté à partir d'air, caractérisé en ce que l'on fait échanger à de l'air d'entrée de la chaleur avec un bain d'oxygène liquide pour liquéfier cet air, on distille l'air liquéfié pour le séparer en l'oxygène et l'azote qui le constituent, on recueille de l'oxygène gazeux de grande pureté produit par évaporation de l'oxygène liquide dudit bain, et l'on provoque un échange de chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air d'entrée avant que ledit air d'entrée échange de chaleur avec ledit bain d'oxygène liquide, de façon à refroidir préalablement l'air d'entrée avant sa liquéfaction. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on pressurise l'air d'entrée avant de le refroidir préalablement. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'air d'entrée a une température d'environ 980K et une pression d'environ 5,3 kg/cm2 lorsqu'il échange de la chaleur avec le bain d'oxygène liquide, ledit bain ayant une température d'environ 1960il, 14. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on effectue le stade de distillation à une température très basse créée par des moyens de réfrigération cryogéniques. 15. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on effectue l'échange de chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air d'entrée dans un régénérateur comportant deux sections identiques, le courant d'oxygène gazeux se divisant à peu près également entre ces sections, et le courant d'air d'entrée étant réparti sélectivement et alternativement entre lesdites sections. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'on recueille l'azote résiduel provenant du stade de distillation, et l'on fait passer le gaz résiduel à travers la portion dudit régénérateur par laquelle ledit air ne passe pas. 17. Installation de traitement de gaz dans laquelle un gaz doit échanger de la chaleur avec au moins un autre gaz ayant une température différente, caractérisée par l'utilisation d'un régénérateur qui comprend deux sections de régénérateur séparées identiques comportant chacune une première région et une seconde région échangeant de la chaleur avec eux, un ensemble de conduites reliant lesdites secondes régions des deux sections de régénérateur à une source d'un premier gaz, de façon que le courant gazeux, soit divisé pratiquement également entre les secondes régions, et un ensemble de conduites destiné à relier une source d'un autre gaz à une température différente au régénérateur, ledit ensemble de conduites comprenant des moyens à soupape pour commander sélectivement le courant du second gaz à travers l'une ou l'autre desdites premières régions des sections de régénérateur. 18. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que le régénérateur utilisé comprend un ensemble de conduites pour relier une source d'un troisième gaz audit régénérateur, ledit troisième gaz ayant une température différente de celle du gaz qui s'écoule dans la première desdites premières régions des sections de régénérateur, les moyens à soupape étant reliés fonctionnellement à l'ensemble de conduites de façon que, lorsque le premier gaz traverse la première région de l'une des sections de régénérateur, le troisième gaz traverse la première région de la seconde section de régénérateur. 19. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que la seconde région du régénérateur entoure la première région de chacune des sections de régénérateur, la seconde région contenant plusieurs éléments filiformes et la première région contenant de la matière de remplissage pour éliminer la matière en particules du gaz qui la traverse. 20. Installation selon la revendication 17, caractérisée en ce que la seconde région du régénérateur entoure la première région dans chacune des sections de régénérateur, la première région comprenant plusieurs plaques perforées en matière thermiquement conductrice et reliées fonctionnellement à la seconde région pour provoquer le transfert de chaleur entre ces régions. 21. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est contenue dans un boîtier en matière isolante comportant des moyens pour y délimiter une chambre à vide. 22. Installation pour liquéfier de l'air, séparer l'air liquéfié en l'oxygène et l'azote, constituants de l'air liquéfié et fournir un oxygène gazeux de grande pureté, selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source de réfrigération consiste en des moyens de réfrigération cryogéniques au-dessus de la région active de la colonne de distillation, et en ce que les moyens d'échange de chaleur comprennent deux sections de régénérateur comportant chacune une première région et une seconde région échangeant de la chaleur avec lesdits moyens, des moyens reliant l'ensemble de conduits de sortie à la seconde région des sections de régénérateur, de façon que le courant d'oxygène gazeux se divise sensiblement également entre lesdites secondes régions, et des moyens à soupape reliés fonctionnellement à l'ensemble de conduites d'entrée et aux premières régions des sections de régénérateur pour commander sélectivement l'écoulement d'air d'entrée à travers l'une ou l'autre desdites premières régions, de façon que de la chaleur soit échangée entre l'oxygène gazeux et l'air à liquéfier, pour refroidir préalablement cet air avant qu'il ne pénètre dans les moyens d'échange de chaleur se trouvant dans ladite colonne de distillation. 23. Installation selon la revendication 22, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de conduites relié à la colonne de distillation et aux moyens d'échange de chaleur entre l'oxygène gazeux et l'air, ledit ensemble de conduites retirant de l'azote gazeux résiduel de ladite colonne, lesdits moyens à soupape étant reliés fonctionnellement audit ensemble de conduites de sorte que, lorsque l'air d'entrée traverse la première région de l'une des sections du régénérateur, l'azote gazeux résiduel traverse la première région de la seconde section de régénérateur.