Brevet FR2815643A1 — publié le 20020426

La présente invention concerne. un dispositif pour utiliser l'eau comme matière première pour la fabrication par hydrolyse de gaz d'hydrogène et de gaz d'oxygène comme carburant, son utilisation par combustion par les moteurs à combustion interne ou tout autre système de motorisation (à titre non limitatif les turbines) et le recyclage partiel des matières résultantes. L'objet de cette invention est de produire un carburant pouvant réduire la pollution et l'interaction avec son environnement en général réduite au minimum par le fait de ne rejeter presque aucun gaz ou autre élément perturbateur pour la nature. Le dispositif, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il permet la fabrication des gaz d'hydrogène et d'oxygène par le phénomène d'hydrolyse ; l'utilisation du mélange de ces mêmes gaz comme-carburant combustible-et le recyclage partiel de l'eau résultant de la combustion du mélange d'hydrogène et d'oxygène (respectivement le carburant et le comburant) (fig. 1). Ce mélange a la particularité et l'avantage par rapport à un gaz d'hydrogène simple d'avoir un pouvoir détonant accru par l'apport du gaz d'oxygène et ainsi de pouvoir réduire la consommation d'électricité pour produire le même volume (en absolu) de gaz. Il comporte en effet selon une première caractéristique un réservoir (A) (appelé chambre d'hydrolyse) dont le fond est doté d'un ensemble amovible d'électrodes (B) (appelé bougie d'électrodes) ; la bougie d'électrodes est formée d'une anode et d'une cathode dont, à titre d'exemple et non limitatif, la forme plate spécifique est illustrée (fig. 3), une membrane perméable à l'eau et au courant électrique est fixée entre les électrodes afin d'éviter le mélange prématuré des gaz (fig. 3). La bougie est reliée à une source électrique de courant continu ou alternatif dont l'ampérage peut être variable afin de pouvoir moduler la production de gaz. A titre non limitatif, cette variation peut être obtenu par un variateur électronique ou un simple potentiomètre couplé avec les commandes de contrôle du régime du moteur ; à titre d'exemple non limitatif l'accélérateur ; pour obtenir une production de gaz équivalente à sa consommation et optimiser le dispositif et éviter les éventuels écarts de pressions. La bougie d'électrodes se visse par en dessous de la chambre d'hydrolyse et l'étanchéité est obtenue par un simple joint en caoutchouc. La bougie pourra ainsi être changée rapidement et simplement dès que les électrodes seront consommées (une étude technique et commerciale complémentaire complète pourra être faite ultérieurement sur la périodicité de la nécessité du changement de la bougie d'électrodes). La bougie est équipée d'un capteur magnétique, ce capteur peut être un simple aimant serti dans ou autour de l'embase de la bougie d'électrodes. Il permet d'attirer et de capturer le perchlorure de fer présent dans l'eau contenue dans le réservoir (A) résultant de l'hydrolyse entre les électrodes avant que celui-ci passe dans un filtre (F) situé dans le système de circulation d'eau en circuit fermé. Un détecteur de température ainsi qu'un détecteur de pression sont fixés dans la partie supérieure de la chambre d'électrolyse. D'un dispositif d'apport de soude sous la forme de sel permettant de faciliter le phénomène de l'hydrolyse (fig. 4) ; ce dispositif se présente sous la forme d'un tube creux adjacent à la chambre d'électrolyse dont l'embout inférieur muni d'une ouverture sous forme de grille est en contact avec l'eau arrivant dans la chambre d'électrolyse, à l'intérieur de ce tube est glissé un bâton solide de soude (S) de la longueur du tube ; un bouchon muni d'un ressort hélicoïdal referme le tube dans sa partie supérieure, le ressort faisant pression sur le bâton de soude ; ce dispositif permet la dissolution progressive du bâton de soude dans l'eau. La composition du bâton de soude sera étudiée afin que son remplacement puisse correspondre, pour des raisons pratiques, avec le remplacement de la bougie d'électrodes. Une soupape de sécurité reliée à un conduit d'évacuation vers l'extérieur peut-être fixée sur la partie supérieure de la chambre d'hydrolyse permettant ainsi l'évacuation des gaz. D'un détecteur de niveau d'eau (N) permettant de couper et de contrôler le débit d'arrivée d'eau. Le détecteur de niveau est fixé par vissage en haut de la chambre d'électrolyse comme un bouchon de bouteille ; l'étanchéité étant faite par un simple joint en caoutchouc ; permettant ainsi un facile remplacement et donnant un accès supplémentaire à l'intérieur de la chambre d'électrolyse, facilitant aussi son nettoyage. L'arrivée en eau peut être faite par une petite pompe électrique (Po) contrôlée par le détecteur de niveau, ou pour réduire la consommation en électricité, par une pompe mécanique dont l'énergie du mouvement est fourni par le moteur (par transmission mécanique) et dans ce cas une électrovanne reliée au détecteur de niveau régulera le débit d'arrivée d'eau. Cette électrovanne, quand elle est activée, déviera le flux d'eau dans un tube de retour au réservoir principal, évitant ainsi toute surpression dans la pompe mécanique. D'un dispositif de circulation d'eau en circuit fermé, pouvant être équipé d'un filtre (F), facilitant le dépôt de perchlorure de fer sur le capteur magnétique de la bougie d'électrodes et ainsi maintenir une certaine pureté de l'eau et la production régulière du mélange gazeux d'hydrogène et d'oxygène. Ce dispositif simple fonctionne grâce au raccordement du tuyau d'évacuation au tuyau d'arrivée de l'eau en amont de la pompe permet donc à l'eau présente dans la chambre d'électrolyse de se renouveler et de conserver une certaine pureté. Le mouvement circulaire de l'eau force le perchlorure de fer d'abord à se déposer sur le capteur magnétique de la bougie d'électrodes et pour les résiduels à se fixer dans le filtre amovible (F) situé dans le tube de recyclage. L'apport d'eau se fait par la partie supérieure de la chambre d'électrolyse. Un tube de recyclage est situé à la base de la chambre d'électrolyse et relié à la pompe principale. Le tube de recyclage est équipé d'un filtre (F) qui retient les particules de perchlorure de fer. Une valve anti-retour entre la pompe et le dispositif d'apport de soude (Ds) ainsi qu'entre la pompe et le filtre (F) et dans le tube d'arrivée d'eau afin de maintenir la pompe en eau. Il comporte selon une seconde caractéristique un dispositif permettant le mélange des gaz d'hydrogène et d'oxygène (M) afin de maintenir l'homogénéité de ce mélange gazeux (la densité de l'oxygène étant plus élevée que la densité de l'hydrogène) et éviter la précipitation de l'oxygène. Ce dispositif est accouplé à une pompe (Pg) qui extrait le mélange gazeux de la chambre d'électrolyse et l'expulse vers le moteur, le tout complété par un jeu de valves anti-retour. Un détecteur de température, ainsi qu'un détecteur de pression situés sur le mélangeur complètent le système de sécurité de celui-ci. Un autre détecteur de pression est placé entre les deux valves anti-retour dans le conduit d'accès entre la chambre d'électrolyse et le mélangeur. Ce dispositif mélangeur est équipé à sa sortie d'un système permettant l'apport d'air afin d'augmenter le volume gazeux combustible. Un détecteur de pression sera placé dans le système d'apport d'air. Il comporte selon une troisième caractéristique un système d'évacuation et de récupération des vapeurs résultantes de la combustion du mélange gazeux dans le moteur (fig. l). Ce système d'évacuation permet donc l'évacuation des vapeurs d'eau vers un système de refroidissement par air (Rad), similaire à un radiateur de voiture classique, lequel permet à la vapeur d'eau de retrouver l'état de l'eau liquide. Une soupape en haut du système d'évacuation permet l'évacuation de chaleur excessive. Cette eau est ensuite, à travers un tube, conduite vers le réservoir principal d'eau (Res) et peut ainsi être ré-utilisée. Un système de coupe circuit automatique relie les divers détecteurs de pression (p) disposés sur l'ensemble du dispositif, un dispositif équivalent relie les divers détecteurs de température (t). Que l'un de ces systèmes soit activé et la source électrique à la bougie d'électrodes est coupée. Le courant électrique est rétabli dès que les valeurs de pression et de température redeviennent normales. Les systèmes coupe circuit peuvent être reliés à un ordinateur permettant l'analyse des anomalies et d'en trouver l'origine. REVENDICATIONS Revendication 1-Dispositif pour produire et utiliser simultanément un gaz d'hydrogène et un gaz d'oxygène dans un même récipient à partir de l'énergie électrique, continue ou alternative, caractérisé en ce l'ensemble est composé d'un récipient (A), appelé chambre d'hydrolyse ; d'un ensemble amovible d'anode et catCCt (B) en son fond, appelée bougie d'électrodes ; d'un détecteur de niveau d'eau (N) en son haut ; d'un système de distribution progressive de soude et d'eau ; d'un mélangeur (M) des gaz d'hydrogène et d'oxygène accouplé à une pompe à gaz (Pg) qui envoie le mélange gazeux vers le moteur ; d'un système de récupération et recyclage des vapeurs d'échappement. Revendication 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble amovible d'électrodes (anode et cathode) est vissable sur une embase, munie d'un joint d'étanchéité, sur laquelle, dans sa partie supérieure, est serti un capteur magnétique, sur lequel les particules de perchlorure de fer présentes dans l'eau pourront se déposer ; en ce que l'anode et la cathode sont en métal ferreux de forme spécifique, en l'occurrence plates et parallèles. Revendication 3-Dispositif selon la revendication 2 en ce qu'une membrane, perméable à l'eau et au courant électrique, est fixée entre les électrodes évitant ainsi le mélange prématuré des gaz d'oxygène et d'hydrogène. Revendication 4-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un système électrique de détection de niveau d'eau (N) fixé par vissage à la partie supérieure de la chambre d'hydrolyse. Ce système est équipé d'un flotteur qui actionne un contact relié électriquement à la pompe à eau afin d'en contrôler le fonctionnement et par conséquent le débit d'eau. Revendication 5-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de distribution de soude (S) permet la dissolution progressive de soude dans l'eau afin de favoriser le phénomène d'électrolyse. Ce dispositif est relié au tuyau d'arrivée d'eau. Ce dispositif consiste en un tube creux ; avec en son fond, fixé au tube d'arrivée d'eau, une grille permettant à l'eau de pénétrer dans le tube ; en son haut, un bouchon vissable muni d'un ressort en sa partie intérieure, lui-même fixé en son haut au bouchon, et muni en son autre extrémité d'une plaque (pastille) en plastique. A l'intérieur de ce tube est glissé un bâton de soude (S) solidifié de diamètre et de longueur légèrement inférieure au tube, de manière à pouvoir être glissé facilement. Ce bâton repose en bas sur la grille, et est poussé en son haut par le ressort, de manière à être en contact avec l'eau. Revendication 6-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système pour mélanger les gaz d'hydrogène et d'oxygène (M) consiste en une chambre sphérique avec deux orifices permettant l'entrée et la sortie du mélange gazeux. Une pompe à gaz (Pg) est fixée à cette chambre permettant au gaz d'être aspiré de la chambre d'hydrolyse et d'être expulsé vers le moteur grâce à un ensemble de valves anti-retour. L'intérieur de cette chambre est muni d'un ensemble de pâles rotatives fixées sur un axe. Ce même axe est relié mécaniquement à la pompe à gaz afin de synchroniser et optimiser la production. La vitesse de rotation des pâles pourra être ralentie par démultiplication pour éviter l'échauffement et une surpression du gaz. Revendication 7-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système d'évacuation, de refroidissement et de recyclage des vapeurs d'eau résultantes de la combustion du mélange gazeux est relié à un dispositif de refroidissement de type radiateur classique de voiture (Rad) pour terminer le refroidissement total de la vapeur et sa transformation en eau liquide. Une évacuation, de type soupape, est fixée sur ce radiateur en sa partie supérieure afin de permettre l'évacuation de la chaleur excessive. Une canalisation récupère cette eau pour la déverser dans le réservoir principal (Res) afin d'être ré-utilisée.