Brevet FR2692906A1 — publié le 19931231

DESCRIPTIF = Utilisation d'un gaz solvant sous pression ou a froid chargé de cations colorants , pour usage cosolvant dans les hydrocarbures gazeux, dans les briquets à gaz principalement ou dispositifs voisins. Un lithium triéthyl (ou méthyl, ou butyl, etc...)borohydride Li(C2H5)3BH, soit C6H16BLi, en solution par exemple non limitatif dans Tetrahydrofuran (C4H80), brûle en produisant - sur un mèche ou tel quel, ou encore en gel - une flamme doublement colorée en Vert et Rouge. Si l'on remplace le C4H80 liquide, par un triméthylbutane C7H16 (Pentaméthyl éthane, triptane) ou un diméthyl éther (CH3)20, soit C2H60 (méthyl éther) sous pression ou à froid entrainant liquéfaction, on peut y dissoudre jusqu' saturation le Bore ou le lithium ou tout autre colorant organo-métallique. Puis on mélangera le tout à un hydrocarbure gazeux, de préférence de pression de liquéfaction identique. Puis on introduira le tout dans un briquet à gaz de commerce, ou dans tout autre dispositif similaire. On y obtiendra une flamme colorée selon le ou les métaux choisis, décolorée auparavant par le support-solvant. Les Diéthyl, butyl, propyl, etc... sont utilisables également. L'état de la technique, à ce jour, indique que les éthers et esters, comme les alcools et autres solvants, peuvent avec l'aide d'un co-solvant d' appoint, généralement un alcool supérieur, etre mis en solution (et non en émulsion), avec un hydrocarbure gazeux liquéfié. Cependant, le problème de la décoloration du jaune (CO + C02) dans la flamme d'un briquet 9 hydrocarbures gazeux (butane, propane, isobutane, gaz rares,...) reste partiellement résolu, du fait de la difficulté pour un liquide, de se vaporiser ou d'être entraîné lors de la phase de vaporisation de l'hydrocarbure gazeux, lors de l'ouverture de la valve-détendeur, desdits briquets. L'état de la technique indique, également, que l'ajout de propane au butane, par exemple, compense la pression manquante due à la présence du solvant + ses colorants. L'intérêt de la présente invention dans le domaine des briquets ou autres dispositifs allumeurs, fonctionnant avec des hydrocarbures gazeux, réside principalement dans le fait d'utiliser un solvant, lui-même co-solvant, gazeux au même titre que l'hydrocarbure, qui entrainera donc plus facilement qu'un liquide, lors de la phase de vaporisation de l'hydrocarbure, ses cations colorants, tout en décolorant par ses propres molécules, par ignition et combustion, le CO et le C02 de l'hydrocarbure simple ou combiné. Pour introduire et faire entrer en solution les sels et autres dérivés colorants tirés des organo-métalliques - bores compris -, dans, par exemple non-limitatif, on l'aura compris, le diéthyl ou diméthyl ou dibuthyl etc...-éther, on aura soin de procéder de préférence à cette opération à froid de liquéfaction desdits ou pression de liquéfaction desdits.En cas de difficulté lors de la solution, ajouter une petite proportion d'alcool peu carboné de type méthanol. Il sera également préférable de procéder au mélange dudit gaz + cations colorants, avec le ou les hydrocarbure(s) de complément, lors de la phase liquide desdits (gaz). Quant aux proportions, il est à noter que les briquets du commerce produisent, généralement, 500 à 1.000 flammes normales: Pour les colorer, il est admis que 200 à 400 flammes suffisent à satisfaire le marché. On étalonnera alors divers mélanges compris entre 5% et 95% et vice-versa, le solvant contenant de 0,01 à 10% de colorants déjà décrits. Pour une composition donnée et par analyse d'image, l'étude de l'évolution des flammes en fonction du nombre d'allumages souhaité, pour une hauteur de flamme d'environ 2 cm, avec un temps d'arrêt entre deux flammes de l'ordre de 30 à 60 secondes, permettra de définir les dosages plus appropriés. Les mêmes tests devront être pratiqués à froid (-100C) en température ambiante et à chaud (+ 45 C), puis en utilisation intermittente (par exemple 10 à 20 flammes par jour) sur, par exemple, une durée de un mois. I1 sera ensuite procédé à un test de vieillissement sur 1, 2 puis 3 mois, avec des briquets neufs (aucune flamme produite) , a la suite de quoi les tests ci-dessus seront pratiqués. Par "contrôle des flammes par analyse d'image", on entendra qu'il faut réaliser une acquisition en couleurs vraies, selon les canaux rouge - vert - bleu. Il est prférable de recommander une analyse statistique du nuage de points (picture-elements ou pixels) représentant l'image-couleur. Comme à chaque pixel d'image numérisée sont associées des 3 valeurs principales de composantes bleues, vertes et rouges, une classification dudit nuage de picture-elements en sous-populations statistiquement significatives, fera apparaître les variations d'une flamme à une autre: centres de classes et effectifs différents, variations dans les dispersions, par exemple. I1 sera alors nécessaire de réaliser un tableau à double entrée (tableau de BURT) permettant aux chimistes d'affecter des attributs à chaque type de flamme, en fonction des compositions essayées, pendant que les spécialistes de l'image extraieront, automatiquement, les caractéristiques statistiques correspondantes. Les effectifs des cases du tableau permettant de calculer les corrélations. Pour pouvoir, ensuite, voir si ces corrélations permettent d'entrer la composition chimique des flammes en partant de l'analyse de leur image. Ce travail effectué, on pourra pratiquement établir plusieurs rapports en fonction de chaque type de flamme simple ou composée (par exemple: bleue, blanche, rouge ou rouge et verte combinée, cet exemple n'étant en aucun cas limitatif, on l'aura compris). Et l'on pourra établir les doses de colorants exactes à dissoudre dans le solvant, le meilleur type de solvant dans les classes précitées, puis le rapport entre ledit solvant et le ou les hydrocarbures, pour obtenir - peut-être sans aucun hydrocarbure, les tests le diront - les meilleures flammes souhaitées - c'est-à-dire, en gros, des flammes de couleur(s) pure(s). Sans interférence de flamme jaune de carbone non-brûle. On aura soin de recommander d'éviter, dans le dispositif briquet ou voisin, le contact entre le gaz et des pièces métalliques ou corrosives, tant que le dispositif nta pas été utilisé au moins une fois. REVENDU N CATI ONS = 1) Utilisation au froid ou sous pression d'un éther gazeux liquéfié de type méthyl-éther / diméthyléther, butyl, propyl, etc..., caractérisée en ce qu'une fois liquéfié, on s'en sert comme solvant de sels ou autres éléments organo-métalliques, pour créer un liquide ou gaz, brûlant avec des flammes colorées selon le ou les organo-métalliques choisis. 2 > Choix dudit éther gazeux selon la revendication n01, caractérisé en ce qu'on l'utilisera de préférence comme co-solvant avec un hydrocarbure gazeux de type butane, propane, isobutane, etc..., pour obtenir un seul gaz stable à introduire par exemple non-limitatif, dans un briquet à gaz du commerce ou tout autre allumeur ou dispositif conçu aux mêmes fins: allumer. Ledit éther gazeux est de la classe des éthers liquéfiables à froid ou sous pression. 3) Choix de l'organo-metallique selon la revendication n01, caractérisé en ce que, bores inclus, ces molécules apportent leurs cations colorant les flammes, au mélange gazeux éther/hydrocarbure. Exemples: lithium hydroxide, chlorure, nitrate pour le rouge, strontium pour l'orange, antimoine plomb ou zinc pour le blanc, bores et cuivres pour le vert et plutôt acide borique, chlorure cuivrique et chloral hydrate ou hydrocarbures halogénés pour le bleu. 4) Choix préférentiel de l'éther gazeux selon les revendications n0l & 2, caractérisé en ce qu'un éther liquide de type Li(C2H5)3BH ou C6H16BLi en solution dans un tétrahydrofuran C4H80, va produire une flamme colorée en vert et rouge-orange, avec ou sans alcool d'appoint (méthanol surtout): Si l'on remplace lesdits solvants, par un méthyl ou diméthyl (butyl, propyl, éthyl.. )-éther, gazeux à température ou pression ambiante, et qu'on le liquéfie à froid ou sous pression, qu'on y disperse des molécules comportant des cations colorants organo-métalliques, bores compris, pour les y mettre en solution, puis qu'on mélange l'ensemble obtenu ou, de préférence, un propane principalement, la solution finale homogène, introduite dans un briquet ou dispositif similaire, à gaz, du commerce, produira des flammes colorées, selon le ou les organo-métalliques, bores compris, choisis: C'est le principe même, principal, de la présente invention. 5) Dosages des éléments selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce qu'une analyse à -100C, à +450C et à température ambiante, sur des flammes de 2 cms de haut produites toutes les minutes, 10 flammes par jour pendant 10 jours à 30 jours, puis essais identiques de vieillissement au bout de 3 mois, ces exemples étant tous illustratifs et non-limitatifs on l'aura compris, permettront par analyse d'images par exemple, de déterminer les dosages produisant dans un dispositif donné, les meilleures flammes en nombre et en qualité, y compris répétitive, sur 350 flammes, par exemple. En partant de 5% et 95% et vice-versa de diméthyl-éther et propane et 0,01% à 10% de colorants, par exemples non-limitatifs. 6) Choix des colorants selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est défini par la solubilité parfaite dans le ou les solvants, puis par la faculté de passer par les orifices microniques des détendeurs de gaz, des filtres de chambres de mélanges et les supports d'échangeurs d'ions éventuels, introduits pour compléter le chargement du gaz en cations, dans la nacelle. 7) Addition éventuelle d'un co-solvant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en cas de non décoloration complète de la flamme jaune (CO, C02) produite par l'hydrocarbure gazeux, on ajoutera au mélange un méthanol ou un éther ou ester pauvre en carbone, pour l'entrainer dans le flux causé par la détente (phase de vaporisation et de sortie du gaz de la nacelle), aux fins de décoloration du jaune pour laisser place à la couleur voulue créée par les cations introduits en solution. 8) Choix préférentiel du gaz non-hydrocarbure, pousseur et solvant des colorants, selon les revendications n01 & 2, caractérisé en ce qu'il sera choisi dans la classe des éthers possédant des propriétés de liquéfaction les plus voisines de celles du gaz hydrprture choisi pour le briquet, ou dispositif voisin, tout en ntant qüe le gäz pousseur et solvant pourrait, seul, faire fonctionner le dispositif, comme habituellement l'hydrocarbure seul ou en mélange avec d'autres, de la même classe également. 9) Pré-solution dans un alcool peu carboné, selon les revendications n01, 3 & 5, caractérisé en ce qu'en cas de difficultés pour faire entrer en solution les colorants avec l'éther choisi, on présolutionnera lesdits colorants, de préférence dans un alcool peu carboné, de type méthanol, -avant de mélanger le résultat obtenu dans l'éther liquéfié sous pression, voire a froid. Avant de mélanger le tout à l'hydrocarbure simple (ou composé ) choisi 10) Elimination, dans la conception du briquet ou dispositif similaire, selon l'une quelconque des revendications précédentes, de tous les éléments métalliques et corrosifs en contact avec le gaz, tant que le dispositif n'a pas fonctionné au moins une fois.