FR2458312A1

FR2458312A1 - Cartouche pour generateur de gaz

Info

Publication number: FR2458312A1
Application number: FR8012947A
Authority: FR
Inventors: Otto J Adlhart
Original assignee: Engelhard Minerals and Chemicals Corp
Current assignee: Engelhard Minerals and Chemicals Corp
Priority date: 1979-06-13
Filing date: 1980-06-11
Publication date: 1981-01-02
Also published as: JPS5914252B2; IT1129006B; GB2055089A; US4261956A; FR2458312B1; JPS562840A; CA1116855A; GB2055089B; IT8048945A0; DE3019095A1; SE8004393L; AU5926480A

Abstract

CARTOUCHE POUR GENERATEUR DE GAZ DU TYPE RENFERMANT UN COMBUSTIBLE SOLIDE, TEL QU'UN HYDRURE DE METAL BASIQUE, QUI REAGIT AVEC UN LIQUIDE POUR PRODUIRE UN GAZ, TEL QUE DE L'HYDROGENE, ET UN RESIDU DE VOLUME ACCRU. LA CARTOUCHE 22 COMPORTE UN TUBE 32 QUI CONTIENT DANS SES DEUX EXTREMITES DES ORGANES DE REMPLISSAGE COMPRESSIBLES 36, 38 QUI DELIMITENT ENTRE EUX UN COMPARTIMENT 40 DONT LA PAROI COMPORTE DES PERFORATIONS 46 ET EST INTERIEUREMENT RECOUVERTE D'UN REVETEMENT 44 PERMEABLE AUX FLUIDES. UNE CHARGE 42 DE COMBUSTIBLE SOLIDE EST CONTENUE DANS LE COMPARTIMENT. APPLICATION NOTAMMENT AUX CARTOUCHES POUR UN GENERATEUR D'HYDROGENE ALIMENTANT UNE PILE A COMBUSTIBLE.

Description

245831?

La présente invention concerne les généra-

teurs de gaz et elle se rapporte plus particuliè-

rement aux générateurs de gaz du type dans lequel un combustible solide est mis en contact avec un liquide avec lequel il réagit chimiquement pour produire le

gaz désiré. De tels générateurs de gaz sont utili-

sables dans touts les cas o l'on désire disposer d'un

agencement du type cartouche, léger, facile à trans-

porter et remplaçable utilisé en tant que source de gaz pour éviter les difficultés évidentes liées au

stockage et à l'emploi d'un gaz comprimé dans un ré-

cipient sous pression.

Un type courant d'un tel générateur est un

générateur dans lequel la charge de combustible soli-

de est un hydrure de métal tel que, par exemple, un hydrure de métal basique, qui réagit vigoureusement avec de l'eau pour engendrer de l'hydrogène gazeux et laisser un résidu solide constitué par un hydroxyde

de métal basique.

Ces dispositifs sont l'objet d'un certain nombre de difficultés. Parmi ces difficultés, on doit mentionner le fait qu'à la suite de leur réaction avec

le liquide, habituellement de l'eau, de tels combus-

tibles ont tendance à augmenter de volume ou foison-

ner. Etant donné que des combustibles sont normalement

contenus à l'intérieur d'un récipient fermé, le foi-

sonnement du combustible ayant réagi tasse la matière

d'o il résulte au'il devient de plus en plus diffi-

cile au liquide réactif de pénétrer à travers la char-

ge de combustible et, par conséquent, la réaction s'arrête fréquemment alors qu'il reste encore une quantité importante de combustible solide n'ayant pas réagi. Une autre difficulté Dosée par les générateurs

de la technique antérieure est la difficulté que pré-

sente la manutention et le stockage des combustibles du fait de leur sensibilité à l'humidité. Encore une autre difficulté concerne la manière dont on peut se débarasser du combustible usé ou ayant réagi après

que la charge de la cartouche est épuisée.

Les cartouches génératrices de gaz decetpe

ranm'utilisent universellement l'eau en tant que pro-

duit liquide réactif et, par conséquent, on décrira l'invention en se référant à l'eau en tant que produit réactif bien que l'utilisation d'autres liquides

entre dans le cadre de l'invention.

Les générateurs de gaz utilisant des car-

touches du type qui fait l'objet de la présente in-

vention utilisent normalement un réservoir d'eau ou comportent une chambre dans laquelle de l'eau est introduite et mise en contact avec le combustible solide. La technique antérieure connait déjà un

certain nombre de modes de réalisation de généra-

teurs de gaz du type cartouche. Par exemple, le bre-

vet des EUA NO 2.463.863 (au nom de F. Gibadlo)

décrit une botte contenue dans un bottier extérieur.

La botte comporte une série de perforations relative-

ment grandes qui y sont formées pour admettre de l'eau en contact avec le combustible solide contenu dans la botte et permettre à l'hydroxyde de calcium produit d'être expulsé hors des trous formés dans le fond tandis que l'hydrogène s'échappe vers le haut. La

boite est un élément rigide fermé à ses deux extré-

mités opposées et contenant des perforations dans sa partie inférieure. Un autre mode de réalisation a été représenté dans le brevet des EUA NI 2. 463.862 au nom du même inventeur suivant lequel le fondde la botte comporte une partie en retrait qui est perforée. Ces

brevets reconnaissent tous deux une difficulté entrai-

née Dar l'utilisation d'un combustible, tel que l'hy-

drure de calcium, (préféré par le breve- du fait "que l'hydroxyde de calcium formé par la réaction a tendance à floculer et à s'accumuler dans la botte, recouvrant ainsi l'hydrure de calcium qui n'a pas encore réagi et retardant la génération d'hydrogène gazeux supplémentaire". (Colonne 2,

lignes 5 à 9, du brevet des EUA NO 2.463.863).

Le brevet des EUA NI 2.334.211 (au nom de C.E. M1iller) représente un générateur de gaz du type utilisant une cartouche montée télescopiquement

à l'intérieur d'un récipient extérieur qui est con-

çue de façon à pouvoir être déplacée vers l'exté-

rieur hors du récipient, ce générateur étant destiné

à être utilisé par immersion de l'ensemble du dis-

positif dans de l'eau de mer.

Le brevet des EUA NO 3.174.833 (au nom de

R.H. Blackmer) décrit une botte génératrice d'hydro-

gène conçue pour être utilisée pour fournir de l'hy-

drogène gazeux à une pile à combustible.

Le brevet des EUA NO 3.820.956 (aux noms de Titterington et autres) décrit un générateur de gaz contenant un combustible solide qui réagit en étant mis en contact avec un réactif liquide. Pour

maintenir le réactif liquide en contact avec la par-

tie du combustible solide qui n'a pas encore réagi, on utilise une plaque de pression sollicitée par un ressort et munie d'un couteau perforant, le ressort poussant la plaque de pression et le couteau dans un sens le long du tube d'arrivée de liquide de sorte

que le couteau fend le tube, d4plaçant ainsi l'ori-

fice de sortie utile du liquide réactif axialement

le long de la charge de combustible.

L'un des buts de la présente invention est de réaliser une cartouche pour un générateur de gaz du type dans lequel un réactif liquide réagit avec un combustible solide contenu dans la cartouche pour

engendrer un gaz, qui est d'une construction relati-

vement simple et résoud certains problèmes liés aux

cartouches de générateur de gaz de la technique anté-

rieure. Un autre but de la présente invention est de réaliser une cartouche pour un générateur de gaz du trpe décrit, cartouche qui comporte un compartiment

à charge de combustible solide expansible pour per-

mettre l'augmentation de volume, ou foisonnement, du combustible ayant réagi et qui fournit des moyens pour assurer une répartition plus uniforme du réactif

liquide le long de la charge de combustible solide.

D'autres buts et avantages de l'invention

apiarattront à la lecture debdescription qui va sui-

vre.

Conformément à la présente invention, il est prévu une cartouche pour un générateur de gaz qui comprend une boîte ayant un intérieur délimitant un espace clos. Des moyens de remplissage compressibles

sont disposés à l'intérieur de l'espace clos et coopé-

rent avec l'intérieur de la botte pour délimiter un

compartiment à charge de combustible conçu pour re-

cevoir une charge de combustible. Des passages d'écou-

lement de fluide sont formés dans la botte et ser-

vent à mettre le compartiment à charge de combustible

en communication fluidique avec l'extérieur de la bot-

te. Le combustible utilisé dans la botte est un com-

bustible qui, à la suite de sa mise en contact avec

un liquide approprié introduit par les passages d'é-

coulement de fluide, réagit avec le liquide pour dé-

gager un gaz et augmenter de volume, ou foisonner.

Les moyens de remplissage sont comprimés par ce foi-

sonnement de façon à agrandir le compartiment à charge de combustible afin de Permettre le foisonement de la charge de combustible d'une manière suffisante

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pour maintenir un taux préalablement choisi de péné-

tration du liquide dans la charge de combustible.

Selon un aspect de l'invention, un revêtement perméable aux fluides revêt au moins une partie de la paroi du compartiment à charge de combustible et re-

couvre les passages d'écoulement de fluide.

Selon un autre asDect de l'invention, le re-

vêtement est formé en une matière fibreuse perméable à l'eau et au gaz et les moyens de remplissage

sont formés en une matière polvmère en mousse.

Selon encore un aspect de l'invention, la car-

touche contient deux organes de remplissage espacés

l'un de l'autre et le compartiment à charge de com-

bustible solide est formé entre les deux organes de

remplissage espacés l'un de l'autre.

Selon encore un autre aspect de l'inven-

tion, la cartouche comprend, en outre, une charge de combustible solide contenue dans le compartiment à combustible solide. Le combustible solide est de préférence sous forme particulaire et il peut être choisi dans le groupe constitué par les borohydrures et shy1mnetrhr's mixtes des éléments des groupes I à III de la table périodique des éléments et par les

mélanges de ces produits.

On décrira ci-après l'invention en se ré-

férant à un mode de réalisation spécifique repré-

senté dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un générateur du type Kipp dans lequel deux cartouches

de combustible (qui constituent un mode de réalisa-

tion de la présente invention) sont contenues à l'in-

térieur d'un récipient conçu pour contenir de l'eau fournie par un réservoir d'eau; la figure 2 est une vue de côté, avec coupe

partiel'e, d'un mode de réalisation d'une cartouche se-

lon la Drésente invention avant la réaction de sa charge de combustible;

la figure 2A est une vue en bout, avec cou-

pe partielle, de la cartouche représentée sur la figure 2; et la figure 3 est une vue correspondant à

celle de la figure 2 montrant la cartouche après réac-

tion de la charge de combustible qu'elle contient.

Sur la figure 1 à laquelle on se référera maintenant, on a re'résenté une vue schématique en élévation d'un générateur Kipp qui a été désigné par la référence générale 10 et qui comprend un bottier

12 qui porte intérieurement, dans sa partie supé-

rieure, un réservoir d'eau 14. Le réservoir d'eau 14 comporte un orifice 16 de remplissage qui est muni

d'un capuchon approprié pour fournir des moyens per-

mettant de remplir commodément le réservoir d'eau, de la manière requise. Dans la partie inférieure du bottier 12, au-dessous du réservoir d'eau 14, est contenu un générateur d!hydrogène 18 qui comporte une cuve 20 de réaction de génération d'hydrogène dans laquelle sont disposées, l'une audessus de l'autre, deux cartouches 22, 22' qui constituent des modes de réalisation de la présente invention. Chaque

cartouche est disposée horizontalement et ses extré-

mités opposées respectives sont reçues à l'intérieur

d'évidements de montage 24a, 24b et 24a', 24bt for-

més respectivement dans deux tampons de montage 26a, 26b respectivement fixés aux extrémités opposées de la cuve de réaction 20. Les cartouches 22, 22' sont légèrement espacées l'une de l'autre de sorte que la surface circonférentielle extérieure de chacune des cartouches 22, 22' est exposée à l'intérieur de la

cuve de réaction 20. Un tuyau d'arrivée d'eau 28 re-

lie la partie inférieure du réservoir d'eau 14 à la partie inférieure de la cuve de réaction 20 et sert à admettre l'eau du réservoir 14 dans la cuve de réaction 20, de la manière requise. Un conduit 30

de sortie d'hydrogène gazeux Dart de la partie suDé-

rieure de la cuve de réaction 20 pour évacuer de la

cuve 20 l'hydrogène gazeux qui y est formé. Le con-

duit 30 de sortie de l'hydrogène peut aboutir dans un réceptacle approprié pour recevoir ou utiliser l'hydrogène du générateur d'hydrogène gazeux. Par

exemple, le conduit 30 de sortie de l'hydrogène ga-

zeux peut aboutir dans la tubulure d'arrivée d'hy-

drogène d'une pile à combustible qui peut avantageu-

sement être également enfermée dans le bottier 12

pour former une structure unitaire de pile à combus-

tible et de source de combustible. Lorsque le géné-

rateur est utilisé à une telle fin, un filtre à am-

moniac et un dessicateur appropriés et/ou d'autres dis-

positifs de prétraitement peuvent être montés dans le conduit 30 entre la cuve de réaction 20 et la tubulure

d'arrivée d'hydrogène de la pile à combustible.

Sur la figure 2 à laquelle on se référera

maintenant, on a représenté une vue de côté, avec cou-

pe transversale verticale, de la cartouche 22 qui, comme on le voit, a une partie de paroi 32 de forme

cylindrique approximativement circulaire et est fer-

mée à ses extrémités opposées par des parois d'extré-

mité 34, 34' dont l'un a été partiellement repré-

sentée vue en bout et en élévation sur la figure 2A.

Comme on peut le voir, la paroi circonférentielle 32

et les oarois d'extrémité 34, 34' coopèrent pour dé-

limiter un espace intérieur de la cartouche 22, es-

pace qui a une forme approximativement cylindrique. Au moins la partie centrale de la paroi circonférentielle

32 comporte un certain nombre de passages 46 d'8cou-

lement de fluide cui la traversert radialement Dour mettre le compartiment 40 à charge de combustible en communication fluidique avec l'extérieur de la cartouche 22. On peut voir que les perforations qui forment les passages 46 d'écoulement de fluide sont espacées les unes des autres circonférentiellement autour de la cartouche 22 et sont longitudinalement espacées les unes des autres le long de la partie centrale de la cartouche 22 qui forme le compartiment

à combustible, comme on le décrira ci-dessous.

Les parties d'extrémité opposées de l'in-

térieur de la cartouche 22 sont remplies par deux or-

ganes de remplissage compressibles 36, 38 de forme cylindrique, espacés l'un de l'autre. Les organes de

remplissage compressibles 36, 38 peuvent être fabri-

qués dans une matière compressible appropriée quelcon-

que. De préférence, les organes 36 et 38 sont consti-

tués par des bouchons de forme cylindrique fabriqués

dans une matière polymère synthétique en mousse com-

pressible telle que, par exemple, une mousse de poly-

uréthane ou de polystyrène. Comme on peut le voir, les organes de remplissages compressibles 36, 38 espacés l'un de l'autre coopèrent avec l'intérieur de la cartouche 22 pour délimiter, entre les organes 36 et 38, le compartiment 40 à charge de combustible de forme générale cylindrique qui est rempli de particules d'un combustible solide approprié, telles que, par exemple, des particules 42 d'hydrure de calcium. Le compartiment 40 à charge de combustible est revêtu d'un revêtement 44 perméable aux fluides qui peut être fabriqué en une matière approprié quelconque qui est perméable à la fois à un liquide, tel que de

l'eau, et à un gaz, tel que de l'hydrogène gazeux.

De préférence, le revêtement 44 est fabriqué en un papier fibreux qui absorbe l'eau et est perméable à l'eau ainsi qu'à l'hydrogène gazeux. Le revêtement 44 recouvre 1'intérieur d'au moins une partie de la

paroi circonférentielle 32 qui coopère avec les or-

ganes de remplissage 36, 38 pour former la chambre

à combustible.

Dans un mode de réalisation préféré repré- senté sur la figure 1, deux cartouches 22, 22' Dratiquement indentiques sont montées dans la cuve de réaction 20. Chacune des cartouches contient

une charge de combustible solide, tel que, par exem-

ple, de l'hydrure de calcium. Dans le sens o il est

utilisé dans la description et dans les revendica-

tions, le terme "solide" couvre aussi bien un solide monolithique qu'un solide particulaire. D'une manière générale, les solides particulaires sont préférés du fait au'ils offrent une plus grande superficie susceptible d'entrer en contact avec le liquide. Ainsi,

le terme "solide" couvre les poudres ou matières par-

ticulaires et il est utilisé dans le sens que les pro-

duits qu'il désigne diffèrent des liquides et des gaz. Il est évident qu'un combustible ou un mélange de combustibles approprié quelconque qui réagit avec un liquide pour produire le gaz désiré peut être

utilisé. Par exemple, les hydrures des métaux basi-

ques, tels que les hydrures des métaux alcalins ou les hvdrures des métaux alcalinoterreux, ainsi que les hydrures d'aluminium métal alcalin (alanates) réagisseat

tous avec l'eau pour produire de l'hydrogène gazeux.

Les borohydrures des métaux alcalins (boronates) sont

quelque peu moins réactifs mais ils peuvent être uti-

lisés pour engendrer de l'hydrogène gazeux en utili-

sant un liquide aqueux acidifié ou en ajoutant des sels de métal lourd catalytiquement actifs. D'autre part, certains des combustibles orécités sont excessivement réactifs; par exemple, l'alanate de lithium (LiAlH4)

s'allume à l'air lorsqu'il est exposé à l'humidité.

Si l'on désire éviter la nécessité d'avoir à utiliser un catalyseur ou un liquide acidifié, on n'utilise

pas les borohydrures, tels que le borohydrure de so-

dium ou de potassium, seuls. En général, on préfère utiliser des hydrures de métal alcalin ou de métal

alcalinoterreux pour produire de l'hydrogène par réac-

tion avec de l'eau. On peut utiliser d'autres combus-

tibles, de la manière connue, pour produire d'autres gaz, tels que de l'oxygène, de l'acétylène, du gaz

carbonique ou du chlore. En général, pour la produc-

tion d'hydrogène, on peut choisir les combustibles utilisables dans le groupe constitué par les hydrures

des éléments des Groupes I à III de la table périodi-

que des éléments et par les mélanges de ces hydrures.

Les hydrures des métaux alcalins ou alcalinoterreux ou des mélanges de ces hydrures sont préférés. On peut également utiliser d'autres composés, tels que les hydrures d-'aluminium-métal alcalin (alanates), et les

borohydrures de métal alcalin. Par exemple, l'hy-

drure de calcium constitue un combustible solide pré-

féré pour une telle utilisation conformément à l'invention. En service, le réservoir d'eau 14 est rempli

d'eau par l'orifice de remplissage d'eau 16. Le con-

duit 30 de sortie d'hydrogène est raccordé par des

moyens appropriés, non représentés, à un point ap-

proprié de consommation d'hydrogène par exemple à un filtre à ammoniac et dessicateur approprié puis à la tubulure d'arrivée d'hydrogène d'une pile à combustible. Lorsqu'on désire fournir de l'hydrogène au réceptacle ou dispositif qui en a besoin, on ouvre un robinet ou autre appareil de commande (non représenté monté dans la conduite 28 pour introduire de l'eau dans la cuve de réaction 20. Le niveau d'eau s'élevant dans la cuve de réaction 20, il atteint le niveau des passages d'écoulement 46 et les traverse pour venir en contact avec le revêtement 44 perméable

aux fluides. De préférence, pour assurer un mouil-

lage uniforme de la charge de combustible, le niveau d'eau s'élève suffisamment pour submerger complètement les cartouches 22, 22'. Le revêtement 44 se saturant d'eau complètement, l'eau le traverse et du fait,

en partie, de l'effet absorbant et distributeur du re-

vêtement 44 perméable aux fluides, cette eau entre en contact d'une manière plus ou moins uniforme avec la surface extérieure de la masse de particules 42 d'hydrure de calcium. L'eau réagit exothermiquement avec les particules d'hydrure de calcium, ce qui provoque la formation d'hydroxyde de calcium et d'hydrogène gazeux, l'hydrogène gazeux s'échappant

par les passages 46 d'écoulement de fluide. La réac-

tion de l'eau avec le combustible à base d'hydrure de calcium engendre une quantité importante de chaleur qui provoque une élévation de la température. Cette chaleur est absorbée par l'eau contenue dans la cuve de réaction 20. Par conséquent, une certaine humidité se mélange avec l'hydrogène gazeux produit. Si cela est nécessaire pour une application donnée, on peut utiliser des dispositifs connus et des techniques

connues pour éliminer l'humidité du courant d'hydro-

gène engendré.

A mesure que la réaction se poursuit, la charge de combustible augmente de volume, ou foisonne, étan+ donné que l'hydroxyde de calcium a

un plus grand volume que l'hydrure de calcium cor-

respondant à partir duquel il est formé. Il en ré-

sulte que la masse solide qui est maintenant cons-

tituée par un mélange d'hydrure de calcium et d'hydro-

xyde de calcium produit par la réaction augmente con-

sidérablement de volume. Etant donné que le combusti-

ble solide réagit à sa surface avec l'eau, l'hydro-

xyde de calcium forme une couche superficielle d'é-

paisseur croissante autour de la masse intérieure ou noyau restant d'hydrure de calcium. Lorsque l'hydrure est transformé par la réaction en hydro- xyde, il augmente considérablement de volume. Du fait

de cet expansion ou foisonnement, l'hydroxyde a ten-

dance à être comprimé à l'intérieur du cylindre du ré-

cipient contenant le combustible. Ceci provoque la

formation d'une couche d'hydroxyde dense, non per-

méable, qui aurait tendance à empêcher ou à retar-

-der la pénétration d'eau supplémentaire dans la partie intérieure de la masse de combustible, retardant ainsi et même arrêtant la réaction; la construction de la présente invention résoud ce problème, comme décrit cidessous. Les organes de remplissage compressibles 36 et 38 sont comprimés par la masse en expansion de particules solides contre les parois d'extrémité

34, 34' et contre les parties d'extrémité de la pa-

roi circonférentielle 32. Il en résulte que le volume utile du compartiment 40 est accru de sorte que la densité de l'hydroxyde de calcium qui est formé n'est pas accrue à un niveau o l'hydroxyde commencerait à réduire considérablement l'écoulement d'eau réactive à travers les passages 46 d'écoulement de fluide et à travers la partie superficielle d'hydroxyde de calcium Jusqu'au noyau d'hydrure de calcium n'ayant pas encore réagi. La réaction se poursuivant, la masse de matière

augmente encore de volume à l'intérieur du compar-

timent 40 et les organes de remplissage compressibles 36, 38 sont comprimés contre les parois d'extrémité 34, 34' des cartouches 22, 22' (ou contre les tampons de montage 26a, 26b dans un mode de réalisation dans

lequel les parois d'extrémité 34, 34' sont suppri-

mées). La figure 3 représente l'état de la cartouche après que la quasitotalité de l'hydrure de calcium a réagi avec l'eau. Le "gâteau" d'hydroxyde résultant 42' a augmenté de volume dans une mesure telle que les organes de remplissage compressibles 36, 38 sont com- primés et n'occupent qu'une faible fraction de leur volume d'origine. De cette manière, la densité du

gâteau d'hydroxyde qui se forme sur la surface exté-

rieure de la masse de combustible est maintenue suf-

fisamment basse pour faciliter l'entrée et la péné-

tration de l'eau, à travers le gâteau d'hydroxyde, en contact avec le combustible restant au cours

de la réaction.

Bien qu'une mousse de matière polymère synthé-

tique telle qu'une masse de polyuréthane ou de polysty-

rène soit préférée, du fait de sa légèreté, de son bas nrix et de son utilité aux fins représentées, il est évident que d'autres moyens qui fournissent la compressibilité requise pour permettre de recevoir le combustible en expansion répondent aux objectifs de l'invention. Par exemple, on peut utiliser, à la place d'une mousse de matière polymère synthétique, une autre matière compressible appropriée quelconque ou encore on peut employer un dispositif mécanique, tel qu'une plaque agencée de façon à coulisser dans la cartouche 20 comme un piston dans un cylindre, la plaque étant portée par des moyens compressibles, tels qu'un ressort ou un agencement à soufflet. Il

est simplement nécessaire de disposer de moyens com-

pressibles pour coopérer avec l'intérieur de la

botte formant la cartouche pour former un comparti-

ment à combustible avant un volume qui reut s'accrot-

tre lors de l'augmentation de volume de la charge de combustible qui se Droduit lorsqu'elle réagit avec l'eau afin de recevoir le volume accru de la matière

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résultante de sorte que la matière résultante n'est pas tassée dans une mesure telle que l'écoulement de l'eau dans cette matière et à travers cette matière, suffisant pour maintenir le taux désiré de réaction, soit entravé.

Un mode de réalisation d'un générateur d'hy-

drogène utilisant une cartouche selon la présente invention est construit de la manière suivante. Le réservoir d'eau 14 est constitué par un réservoir

en aluminium qui mesure 12,5 x 28 x 3,9 cm (dimen-

sions intérieures) et qui a une capacité de 1,33 1.

Le générateur d'hydrogène 18 a la même configuration et les mêmes dimensions que le réservoir d'eau 14

mais il est muni de deux tampons d'extrémité dispo-

sés face à face dans lesquels sont formés des évi-

dements de montage de cartouche. Chaque cartouche

a une forme cylindrique et est constituée par un tu-

be d'aluminium à paroi relativement mince de 25,5 cm

de long et de 3,8 cm de diamètre (dimensions extérieu-

res). La partie centrale du tube est rempli de 140 g d'hydrure de calcium sous forme particulaire, dont les particules passent au tamis ayant une ouverture de maille de 4,75 mm. Le combustible à base d'hydrure de calcium a, de préférence, une pureté d'au moins 93 ''' et ne contient pas plus de 1%b d'azote en tant qu'impureté. Les organes de remplissage compressibles constitués par des segments cylindriques en mousse

de polyuréthane sont placés dans les extrémités op-

posées de chacune des deux cartouches. Les organes de remplissage compressibles 36, 38 ont un diamètre aprroximativement égal au diamètre intérieur de la

cartouche 22 et chacun d'eux a une longueur d'envi-

ron 4 cm de sorte que la longueur du compartiment à combustible formé entre eux est d'environ 11 cm, avant

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toute compression des organes de remplissage 36, 38

par le résidu de combustible en expansion. Le compar-

timent à combustible est revêtu d'un papier fibreux

44 qui est perméable à l'hydrogène gazeux et à l'eau.

Le papier 44 sert à favoriser une distribution égale de l'eau autour de la surface circonférentielle

de la charge de combustible.

Une série de vingt-quatre perforations 46

sont formées dans la paroi en aluminium de la car-

touche 20, chacune de ces perforations étant consti-

tuée par un trou s'étendant radialement à travers la paroi en aluminium et ayant un diamètre d'environ 1 mm. Les perforations sont régulièrement réparties autour de la circonférence de la cartouche, chaque

perforation étant circonférentiellement espacée d'en-

viron 2 cm des perforations immédiatement adjacentes et les perforations étant espacées d'environ 2 cm les unes des autres dans le sens de la longueur de

la cartouche, dans la partie centrale de la cartouche.

La partie centrale perforée de la cartouche s'étend

sur environ 10 cm.

En service, P'eau est introduite d'une ma-

nière dosée dans la cuve de réaction 20 et entre en contact avec la charge d'hydrure métallique quiest, par exemple, de l'hydrure de calcium,produisant, de ce fait, de l'hydrogène gazeux et laissant un résidu

en expansion d'hydroxyde de calcium. L'hydrogène ga-

zeux s'écoule hors des cartouches dans la cuve de réaction 20 et, de là, il s'écoule dans la conduite de sortie 30. A mesure que la réaction se poursuit,

le résidu du combustible augmente de volume et cha-

cun des organes de remplissage compressibles 36, 38

est comprimé contre l'extrémité respective de la car-

touche 22 ou 22'.

Bien ciue l'on ait décrit l'invention en se

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référant spécifiquement à un mode de réalisation particulier préféré, il apparaltra clairement aux

spécialistes de la technique que de nombreux change-

ments et modifications peuvent y être apportés sans sortir pour cela du cadre ni s'écarter de l'esprit de l'invention. Par exemple, bien qu'il puisse être commode pour l'expédition et la manutention de munir les cartouches de parois d'extrémité, comme décrit ci-dessus, il est également évident que les cartouches

peuvent être formées par des segments de tube en alu-

minium (ou en une autre matière appropriée) ouverts aux deux extrémités, étant donné que les extrémités des tampons de montage d'extrémité peuvent servir

alors à maintenir les organes de remplissage compres-

sibles en place à l'intérieur des extrémités des tu-

bes. Dans un tel cas, l'espace à l'intérieur du tube à extrémités ouvertes délimite l'espace clos dans

lequel les moyens de remplissage compressibles sont -

disposés. Pour l'expédition et la manutention, les extrémités des segments de tube peuvent être munies de capuchons provisoires, tels que des capuchons en matière plastique du type à enclenchement brusque sur

le tube. D'une manière générale, on préfère une cons-

truction du type à paroi relativement mince, par rap-

port au volume de la cartouche et, pour des raisons d'économie, la matière préférée et appropriée pour

cette construction est le tube d'aluminium. Cepen-

dant, il est évident que l'on peut utiliser toute

autre matière appropriée quelconque.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Une cartouche nour un générateur de gaz, caractérisée en ce qu'elle comprend: une botte (22, 34, 34') avant un intérieur délimitant un espace clos; des moyens de remplissage compressibles (36, 38) disposés à l'intérieur de cet espace clos et coopérant avec l'intérieur de la botte pour délimiter un compartiment (40) à charge de combustible conçu pour recevoir un combustible solide (42) qui, à la suite de sa mise en contact avec un liquide approprié, dégage un gaz et augmente de volume pour comprimer les moyens de remplissage et accrottre, de ce fait, le volume du compartiment à charge de combustible, des passages (46) d'écoulement du fluide formée dans

la botte mettant le compartiment à charge de combus-

tible en communication fluidiaue avec l'extérieur de

la botte.

2 - Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un revêtement (44) perméable aux fluides revêtant la paroi du compartiment (40) à charge de combustible et recouvrant les passages (46) d'écoulement de fluide. 3 - Cartouche selon la revendication 2, caractérisée en ce que le revêtement (44) est formé en une matière fibreuse perméable à l'eau et aux gaz et en ce que les moyens de remplissage (36, 38) sont

formés en une matière polymère en mousse.

4 - Cartouche selon la revendication 1,

caractérisée en ce qu'elle comporte une charge de com-

bustible solide (42) disposée dans le compartiment (40) à charge de combustible, ce combustible étant du type qui., à la suite de sa mise en contact avec un !, ,> liquide approprié, réagit avec lui pour dégager un

J-r gaz et augmenter le volume.

iiZ:z 5 - Cartouche selon la revendication 4, caractérisée en ce que le combustible est choisi

i,5 dans le groupe constitué par les hydrures et les bo-

rohydrures des métaux alcalins, des métaux alcalino-

terreux et d'aluminium-métal alcalin et par les mé-

langes de ces produits.

" 6 - Cartouche selon la revendication 4, caractérisée en ce que le combustible solide est choisi dans le groupe constitué par les borohydrures Ai: et hvdrures des éléments des groupes I à III de la ' table périodiaue des éléments et par les mélanges de

ces produits.

7 - Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'intérieur de la botte est - délimité par une partie intermédiaire allongée (32)

fermée à ses deux extrémités de telle sorte que l'es-

pace clos s'étend longitudinalement et en ce que les movens de remplissage compressibles sont disposés de

, façon à occuper au moins un segment s'étendant lon-

gitudinalement de l'espace clos de telle sorte que

1; l'espace clos non occupé par les moyens de remplis-

sage constitue le compartiment (40) à charge de

t: " 25 combustible.

8 - Cartouche selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un revêtement perméable (44) revêtant la paroi du compartiment

(40) à charge de combustible.

9 - Cartouche selon la revendication 8,

caractérisée en ce que les moyens de remplissage com-

pressibles sont constitués par deux organes de rem-

plissage compressibles (36, 38) espacés l'un de l'au-

tre et délimitant entre eux le compartiment (40)

à charge de combustible.

]E. n - Cartouche selon la revendication 9,

caractérisée en ce que les passages (46) d'écoule-

ment de fluide sont constitués par une série de trous formés dans la région de la partie intermédiaire qui coopère avec les moyens de remplissage pour délimi-

ter le compartiment (40) à charge de combustible.

11 - Une cartouche pour un générateur de gaz caractérisée en ce qu'elle comprend: une boite (32, 34, 34') ayant un intérieur qui délimite un espace clos, une série de passages (46) d'écoulement de fluide étant formées dans cette boite, laquelle est agencée comme suit: des moyens de remplissage compressibles (36, 38) disposés à l'intérieur de l'espace clos et

coopérant avec lîintérieur de la botte pour délimi-

ter un compartiment (40) à charge de combustible con-

çu pour recevoir un combustible solide (42) qui,

à la suite de sa mise en contact avec un liquide ap-

proprié, dégage uin gaz et augmente de volume de façon à comprimer les moyens de remplissage à l'intérieur de la botte et accroître, de ce fait, le volume du compartiment à charge de combustible; un revêtement (46) perméable aux fluides

revêtant la paroi du compartiment à charge de com-

bustible et recouvrant les extrémités intérieures des passages (46) d'écoulement de fluide, les extrémités intérieures des passages d'écoulement de fluide étant disposés à l'intérieur du compartiment (40) à charge de combustible et les passages d'écoulement de fluide mettant, de ce fait, le compartiment à charge de combustible, à travers le revêtement, en

communication fluidique avec l'extérieur de la botte.

12 - Cartouche selon la revendication 11,

caractérisée en ce que les moyens de remplissage com-

pressible sont constitués Dar deux organes de remplis-

sage compressibles (36, 38) espacés l'un de l'autre

et délimitant entre eux le compartiment (40) à char-

ge de combustible.

13 - Cartouche selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de remplissage compressible (36, 38) sont fabriqués en une matière

polymère synthétique en mousse.

14 - Cartouche selon la revendication 13,

caractérisée en ce que la botte a une configura-

tion approximativement tubulaire.

- Cartouche selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, une charge de combustible solide (42) disposée dans

le compartiment à charge de combustible, ce combus-

tible étant choisi dans le groupe constitué par les

hydrures et les borohydrures d'un ou de plusieurs mé-

taux alcalins, d'un ou de plusieurs métaux alcalino-

terreux et d'aluminium et d'un ou de plusieurs mé-

taux alcalins et les mélanges de ces produits.

G 16 " Cartouche selon la revendication 15, caractérisée en ce que le combustible est un hydrure

de métal alcalinoterreux.