FR2468641A1 - Composition generatrice d'oxygene gazeux et procede de fabrication - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un générateur d'oxygène. Selon l'invention, il contient une argile ayant des propriétés non hydrophiles et à un pourcentage pondéral ne dépassant pas environ 38 % du mélange, un agent oxydant à un pourcentage pondérai ne dépassant pas environ 75 % du mélange et un combustible ayant une composition de cellulose et à un pourcentage pondéral ne dépassant pas environ 20 % du mélange. L'invention s'applique notamment à l'allumage des briquettes de charbon de bois.

Description

La présente invention se rapporte à un générateur de gaz. Plus

particulièrement, elle se rapporte à un générateur de gaz disposé sous une forme solide ayant des propriétés stables jusqu'à son utilisation et ayant des propriétés de production d'un gaz, et en particulier d'oxygène, sans produire également d.es produits chimiques dangereux ou nocifs. La présente invention se rapporte également particulièrement à un générateur d'oxygène capable de produire une quantité considérablement plus importante d'oxygène par unité de volume stocké que

tout autre générateur selon l'art antérieur.

La présente invention concerne particulièrement un générateur de gaz contenant un combustible ayant une température de combustion relativement faible et ayant

une conductivité thermique relativement faible pour facili-

ter une combustion localisée et ayant une compressibilité relativement élevée pour faciliter la formation, par compression, du générateur de gaz en briquettes. La présente invention se rapporte de plus à un p7océdé de

formation du générateur de gaz sans addition d'eau.

Il est souhaitable, dans un certain nombre d'appli-

cations différentes, de produire de l'oxygène, de l'oxyde

de carbone ou du gaz carbonique. Par exemple, une alimen-

tation en oxygène est souvent souhaitable sur une base contrôlée, dans des buts de sauvetage>par exemple pour la réanimation de patients ou pour soutenir des patients ayant eu des attaques cardiaques. L'oxygène est également souhaité dans des applications industrielles comme les équipements de soudure, brasure, fonderie ou pour le traitement thermique de différents matériaux. De l'oxygène

est également souhaité pour établir, produire ou entre-

tenir la combustion de divers matériaux parmi lesquels le bois, le charbon, le coke, les produits pétrochimiques ou les produits du papier. Des gaz tels que l'oxyde de carbone ou le gaz carbonique sont de plus souhaités pour gonfler des articles tels que des radeaux ou des toboggans pour avions, des gilets de sauvetage, des

ballons et des dispositifs de gonflage sous-marins.

Bien que l'on dispose de différents types de générateurs de gaz, des générateurs ayant la forme de

bougies solides présentent certains avantages inhérents.

Ils sont assez compacts et de poids léger et produisent

des quantités importantes d'oxygène par unité de volume.

Ils ne produisent pas de fuméesnocivesou dangereusestandis qu'ils soent stockés et ils ne posent aucun problème d'instabilité pouvant les rendre explositifs pendant le stockage. Etant donné ces avantages, les générateurs

d'oxygène ayant la forme de bougies solides peuvent facile-

ment Utre transportés et stockés jusqu'à ce qu'ils soant

mis en utilisation.

Les générateurs d'oxygène actuellement utilisés sous forme wlide contiennent généralement une fibre de verre comme liant, de la poudre de fer comme combustible et un chlorate tel que du chlorate de sodium comme agent oxydant. La fibre de verre présente certains inconvénients comme liant. Elle est quelque peu hydrophile et a tendance à retenir l'humidité pendant la formation du générateur et à attirer l'humidité après cette formation. Elle a tendance à avoir une résistance relativement faible à

l'état vert quand elle est humide et à conserver le -

combustible en amas dans le générateur pluttt que de lui permettre de se disperser régulièrement dans tous ce générateur. Quand le combustible dans le générateur

br^uie pour produire de la chaleur et permettre la libéra-

tion d'oxygène par le générateur, la fibre de verre a tendance à fondre et à s'écouler, empêchat ainsi l'oxygène

de se libérer sur une base contr lée à une allure unifor-

me. Par ailleurs, quand le combustible dans le générateur brle, l'humidité dans le générateur se vaporise et

emptche ainsi la combustion. Comme on le verra à la lec-

ture de la description qui suit, l'humidité a également

tendance à réagir avec d'autres matériaux dans le générateur pour produire des produits chimiques dangereux

ou nocifs.

Les générateurs d'oxygène actuellementutilisés contiennent de la poudre de fer comme combustible. Cela

est désavantageux pour certaines raisons importantes.

Tandis que le générateur d'oxygène vieillit la poudre de fer se rouille. La poudre de fer comme combustible est avantageuse parce qu'elle peut brûler jusqu'aux formes ferreuses ou ferriques pour produire-de la chaleur et libérer ainsi l'oxygène dans le chlorate. Cependant, quand la poudre de fer se rouille, elle se convertit en forme ferrique (Fe203) et n'est plus combustible. La formation de rouille de la poudre de fer des générateurs

d'oxygène selon l'art antérieur est accélérée par l'inclu-

sion d'humidité dans le générateur, en particulier du fait que la poudre de fer et l'humidité sont incorporés en présence d'un agent oxydant fort tel que du chlorate de sodium. Par suite, les générateurs d'oxygène sous forme solide n'ont jusqu'à maintenant qu'une durée limitée de conservation. Un produit chimique est généralement incorporé dans les giérateurs d'oxygène actuellement utilisés pour empocher la production de fumésnocive& Ce catalyseur

se compose principalement de péroxyde de baryum (BaO2).

Cependant, en formant un générateur d'oxygène selon l'art antérieur, de l'eau est mélangée aux autres produits chimiques pour faciliter la formation de ce générateure L'eau réagit avec le péroxyde de baryum pour former de l'hydroxyde de baryum (Ba(OH)2)o L'hydroxyde de baryum à sun tour réagit avec des molécules supplémentaires d'eau pour former de Jhydroxyde de baryum octahydraté (Ba(OH)2.8H20)o L'eau dans l'hydroxyde de baryum octahydraté ne peut être retirée qu'à une température relativement

élevée de l'ordre de 550 C. Cette température est consi-

dérablement plus élevée que la température (environ 245 C) à laquelle le mélange du combustible (poudre de fer) et du chlorate dans le générateur d'oxygène se décompose

de façon exothermique ou, en d'autres termes, s'auto-allume.

Par suite, si une tentative doit ttre faite pour éliminer

les molécules d'eau de l'hydroxyde de baryum après forma-

tion du générateur d'oxygène, 'ce dernier se consume.

Le peroxyde de baryum est incorporé dans les généra-

teurs d'oxygène selon l'art antérieur pour réagir avec le chlore libre libéré par le chlorate de sodium pendant la combustion du combustible dans le générateur. En

réalité, à cause des molécules d'eau piégées dans l'hydroxy-

de de baryum et de la conversion du péroxyde de baryum en hydroxyde de baryum octahydraté, le péroxyde de baryum n'est pas capable de réagir chimiquement avec le chlore libre. En réalité, il y a décomposition du chlorate de sodium en chlorure de sodium (NaCl) et oxygène et fusion du chlorure de sodium (NaCl)-à une température de l'ordre de 2480C ainsi que vaporisation du chlorure de sodium à une

température de l'ordre de 14141C. La vaporisation du chlo-

rure de sodium est produite auxpointsde la combustion du combustible et de l'oxygène libéré par le chlorate même si la température moyenne dans la zone de réaction est de l'ordre de 700 à 8001C. Quand le chlorure de sodium se vaporise, il réagit avec l'eau libérée de l'hydroxyde de baryum octahydraté comme suit NaCl + H20 HCl + NaOH. (1) Comme on le sait bien, l'acide chlorhydrique (HCl) est nocif. Par ailleurs, l'acide chlorhydrique se vaporise assez facilement>,ainsi les personnes à proximité du générateur d'oxygène le respirent.Par ailleurs,dela chamlur

est absorbée dans une telle réaction, inhibant la libéra-

tion continue d'oxygène par le générateur. La chaleur absorbée est dans la déshydratation du péroxyde de baryum octahydraté pour rendre les molécules d'eau disponibles pour une réaction avec le chlorure de sodium. Comme cette chaleur est absorbée dans la zone de combustion, cela diminue la chaleur disponible pour décomposer le chlorate

de sodium.

Quand les molécules d'eau sont libérées del'hydroxyde de baryum octahydraté à une température de l'ordre de

5500C, elles ont tendance à produire une vapeur à la sur-

face du générateur d'oxygène. Cela a tendance à inhiber une plus ample combustion du combustible (poudre de fer) et de l'oxygène libéré par le chlorate de sodium. Par

ailleurs, la forte capacité thermique et la forte vapori-

sation thermique de l'eau réduisent l'enthalpie nette résultant de la chaleur libérée par la décomposition du chlorate de sodium en chlorure de sodium et oxygène

libre et la combustion du carburant avec l'oxygène libre.

Cette réduction de l'enthalpe oetb peut être suffisamment importane pour provoquer l'extinction du générateur d'oxygène ou même pour empêcher le combustible dans le

générateur de s'allumer.

De la poudre de manganèse est quelquefois utilisée comme combustible dans des générateurs d'oxygène. En

présence d'humidité telle que de l'eau ou une pulvérisa-

tion fine ou telle que de la vapeur (d'eau) ajoutée pendant le processus de mélange, le manganèse présente des propriétés dangereuses. Cela peut se voir par la réaction chimique qui suit: Mn + H20- MnO + H 2 (2) La libération d'hydrogène en présence d'oxygène atmosphérique produit quelquefois un mélange gazeux explosif. La réaction explosive de l'hydrogène et de l'oxygène est facilitée par la chaleur libérée par la

réaction exothermique du manganèse et de l'eau.

La production de générateurs d'oxygène spécifiée

ci-dessus se produit généralement en présence d'une quanti-

té sensible d'eau. Cette quantité sensible d'eau peut atteindre 5% du poids du générateur d'oxygène. Pour les raisons décrites ci-dessus, l'eau est retenue dans le générateur d'oxygène même s'il y a un désir conscient, et même une tentativede supprimer cette humidité du générateur. Le brevet U.S. No. 4 101 291 du 18 Juillet 1978 au nom du même inventeur que la présente invention, et intitulé "Oxygen Gas Generator and Method of Manufacturing

the Gas Generator", révèle un générateur d'oxygène sur-

montant les difficultés ci-dessus. Le générateur d'oxygène contient un liant qui n'est pas hydrophile et qui a les propriétés de rester sous forme solide même si le combustible dans le générateur brûle. Le liant a les propriétés de retenir le combustible qui y est dispersé plutôt que d'être groupé comme dans l'art antérieur. Le liant offre une bonne résistance même quand il est à l'état vert. Le terme "vert" signifie l'état non séché ou non durci des ingrédients fratchement pressés ou

consolidés de la bougie.

Le générateur d'oxygène du brevet U.S. No. 4 101 291 contient également un combustible qui n'est pas dangereux

et qui n'émet pas de fuméesnociveslors de sa combustion.

Le combustible a la forme de-particules relativement grandes uniformément dispersées dans le liant en relation isolée les unes par rapport aux autres. De cette façon, la combustion du combustible se produit en des positions

isolées ou localisées avec production de chaleur concen-

trée et de hautes températures en ces positions isolées ou localisées. Cela empêche une interface liquide et continue de chlorure de sodium fondu de se produire entre la zone de combustion et la bougie décomposée. Il y a toujours production de chlorure de sodium fondu dans cette invention, en des positions statistiques mais le chlorure de sodium fondu a la possibilité de se refroidir etdeoesolidifier en des positions quand le combustible

a été consumé en ces positions.

En permettant la production de la combustion du combustible a des positions isolées ou localisées, la combustion est également entretenue sur une base contrôlée

et elle peut donc être interrompue en tout moment souhaité.

Cela peut être accompli en fléchissant ou en cassant la bougie le long de la surface de combustion. Par ailleurs, la combustion se produit plus lentement dans certains modes de réalisation des générateurs selon l'invention révélés dans le brevet U.S. No. 4 101 291 que dans les générateurs selon l'art antérieur ainsi9 on peut former un générateur de poids minimum pour une réaction destinée à continuer sur une période prédéterminée de tempso La quantité de combustible que l'on utilise dans le générateur d'oxygène du brevet U.S. Noo 4 101 291 est inférieure à la quantité de combustible incorporé dans les geénérateurs d'oxygène selon l'art antérieur. Le mode de réalisation combiné de combustible, liant et catalyseur utilisé dans le générateur d'oxygène du brevet U.S. No. 4 101 291 est également plus faible que celui de l'art antérieur. De cette façon, la quantité del'agent oxydant incorporé dans le générateur selon l'invention du brevet U.S. No. 4 101 291 est sensiblement accrue0 Bien que les générateurs de gaz particulièrement révélés dans le brevet U.So Noo 4 101 291 se soient révélés être généralement satisfaisants dans tous les cas, la température de combustion du combustible se trouve quelque= fois être un peu supérieure à la température optimale

pour amorcer la combustion du combustible qui est autre-

ment dur à allumer. Par exemple9 cela est particulièrement vrai si le générateur de gaz est utilisé pour amorcer la combustion d'un combustible tel que des briquettes de charbon de boiso La présente invention procure un générateur de gaz pouvant s'allumer à une plus basse température que ceux plus particulièrement révélgs dans le brevet UoSo No. 4 101 291. De cette façon9 le générateur de gaz selon l'invention offre une température optimale pour amorcer la combustion d'un combustible tel que des briquettes de charbon de boiso Le générateur de gaz selon l'invention contient un matériau réfractaire approprié (tel que de l'argile)

comme liant et un agent oxydant approprié tel qu'un chlorate.

Le générateur contient également un combustible ayant des propriétés de combustion avec l'oxygène libéré par l'agent oxydant et ayant une construction granulaire ainsi qu'une relativement faible conductivité thermique à travers les granules pour permettre la combustion en des positions localisées dans le matériau réfractaire. Le combustible peut se composer d'un sous-produit de plantes ayant une structure cellulaire et une forte

résistance à la compression. Le combustible peut parti-

culièrement se composer de plantes séchées comme des

rafles ou épis de mais.

On utilise de préférence, comme liant dans le géné-

rateur d'oxygène de l'invention, une argile appropriée telle que la bentonite. La bentonite constitue un silicate d'aluminium hydraté que l'on trouve par exemple dans le Wyoming aux Etats Unis d'Amérique. On peut la définir

comme une argile colloïdale du groupe minéral montmorillo-

nite. Elle gonfle dans l'eau ou par addition d'eau et

contient du sodium comme ion échangeable prédominant.

On peut la classifier nominalement par Na20-CaO-6A1203-

36Si02-0,7Fe203.Le pourcentage typique pondéral des différents matériaux dans la bentonite est le suivant: Matériau Pourcentage (%) Silicate (SiO2) 69,76 Alumine (A1203) 16,84 Oxyde ferrique (Fe203) 3,51 Chaux (CaO) 1,80 -Magnésie (MgO) 0,97 Soude (Na20) 1,95 Potasse (K20) 0,20 On notera cependant que différents dépôts de bentonite auront différentes compositions par rapport à celles spécifiées ci-dessus. On peut utiliser, comme liant, dans des bougies d'oxygène, une bentonite ayant un pourcentage relativement élevé en sodium. Dans les inflammateurs de briquettes en charbon de bois, on peut utiliser soit une bentonite de sodium ou une bentonite de calcium ou un mélange de diverses bentonites pour obtenir les propriétés souhaitées de résistance à l'état

durci ou de traitement.

Une argile telle que la bentonite commence à s'amollir à environ 10370C et la' fusion se produit à 13370C pour former une matrice réfractaire. Quand la bougie d'oxygène est allumée, le liant de bentonite a tendance à perdre légèrement moins de 69'ob son poids par vaporisation de l'eau chimiquement maintenue et autres causes. Comme le liant d'argile peut représenter 7% de la formule de la bougie, l'eau maintenue chimiquement

peut représenter moins de 0,5% du pdds de la bougie.

La bentonite a une bonne conductivité thermique

lui permettant de transférer la chaleur entre les diffé-

rents points chauds localisés tandis qu'il y a combustion du combustible dans le générateur. En réalité, la bentonite a une meilleure conductivité thermique que le chlorate de sodium, qui est incorporée comme agent oxydant dans le générateur. De cette façon, l'argile telle que la bentonite a tendance à entretenir la

combustion du combustible après amorce de cette combustion.

Comme c'est essentiellement un matériau réfractaire, la bentonite ne fond pas ou ne s'écoule pas même si elle est soumise à de hautes températures comme cela se produit lors de la combustion du combustible dans le générateur. Une argile telle que la bentonite offre de plus l'avantage d'une libération régulière et facile d'eau à des températures en dessous du point d'ébullition de l'eau, avec une rétention négligeable des molécules d'eau. Il est facile de la mélanger uniformément au combustible et à l'agent oxydant pour former un mébnge homogène. De préférence, l'argile telle que la bentonite est retenue dans le mélange jusqu'à 38% en poids quand le générateur est utilisé comme inflammateur de briquettes en charbon de bois. Cependant, la bentonite peut ttre incorporée - jusqu'à 15% en poids, en particulier, si on l'utilise comme inflammateur de briquettes en charbon de-bois. Avecl'augmentation du pourcentage de la bentonite dans le générateur, la combustion du combustible est inhibée de façon correspondante car la bentonite a

tendance à isoler les différentes particules de combustible.

De la lignine peut également etre utilisée comme

liant. La lignine peut ttre utilisée seule ou en combinai-

son avec de la bentonite ou un matériau approprié tel que du carbonate de calcium ou à la fois de la bentonite et du carbonate de calcium. Quand on utilise de la lignine

en combinaison avec du carbonate de calcium, le ligno-

sulfonate de sodium (lignine) se combine avec le carbonate de calcium pour former du sulfate de calcium et du carbonate de sodium. A titre d'exemple, le mélange peut contenir comme liant,une combinaison de 5 à 10% en poids de bentonite, de l'ordre de 1 à 5% en poids de lignine

et de l'ordre de 1 à 3% en poids de carbonate de calcium.

Comme agent oxydant offrant des avantages parti-

culiers pour une utilisation dans le générateur d'oxygène selon l'invention, on peut citer un chlorate tel que le chlorate de sodium. Cet agent oxydant libère des quantités-considérables d'oxygène dans des conditions contrôlées. Il réagit également bien ave différents combustibles. Cependant, on peut également utiliser d'autres agents oxydants. Parmi eux, on peut citer d'autres chlorates. On prévoit un combustible qui a de préférence une structure cellulaire. Par exemple, on peut utiliser,

comme combustible, des épis ou rafles granulés de mais.

Un tel combustible présente certains avantages importants.

Par exemple, il permet l'allumage du générateur d'oxygène

à une température relativement faible comme environ 2020C.

L'allumage à une telle température est souhaitable parce qu'une allumette allumée peut produire une telle température. La structure cellulaire des granules et la nature cellulosique des rafles ou épis de mais forment une conductivité thermique relativement faible dans les granules. Cela force la chaleur d'une source externe d'allumage à se concentrer et à se localiser au point d'application de la chaleur. Ces facteurs se combinent pour donner une facilité exceptionnelle d'allumage à partir de la flamme d'une allumette ou autre source semblable. L'utilisation d'un combustible tel que des rafles ou épis granulés de mais est également avantageuse pour d'autres raisons. Cela constitue un combustible 2propre" et ne produit pas d'odeus néfasteslors de la combustiono De ce point de vues les rafles ou épis de mais sont avantageux par rapport au charbon qui produit une odeur bitumineuse lors de sa combustion. Par ailleurs9 cela

constitue une source naturelle annuellement renouvelable.

Par ailleurs, la renouvelabilité de la source est de plus avantageuse parce que cela donne une utilité à un matériau qui pourrait autrement devoir être jetéo Il y a d'autres avantages à l9utilisation d'un

combustible cellulaire tel que les épis ou rafles de mais.

Par exemple9 les épis ou rafles de mais ont une forte résistance à la compression qui est par exemple de l'ordre de 3585,2 b. Etant donné cela, les briquettes de charbon de bois peuvent Qtre formées en exerçant une haute pression contre le mélange du liant9 du combustible et de 1 agent oxydant o Par ailleurs9 les briquettes de charbon de bois peuvent âtre formées à partir dun mélange sec du liant, du combustible et de 19agenrt oxydant. La formation des briquettes à partir d'un mélange sec est avantageuse parce que cela permet urne économie du combustible autrement rnequis pour sécher le mélange et parce que cela a tendance a réduire la température à laquelle le combustible peut ttre

allumé et l'allumage peut être entretenu.

Bien que la bentonite nécessite une température de 1137OC pour sa fusion, il y a production de température localessupérieuresà 14000C aux positions localisées de combustion du combustible. On peut voir cela par le fait qu'un brouillard de sel (ou vapeur) de chlorure'desodium se produit à la face de générateur d'oxygène. Le chlorure de sodium se vaporise à une température supérieure à 14110C. Quand on utilise le générateur d'oxygène comme bougie d'oxygène, le brouillard de sel est retiré par filtration parce que le brouillard de sel a tendance

à donner à la flamme une couleur jaune.

En général, tout le combustible ne se consume pas dans le processus de combustion. Cela a pour raison que les rafles ou épis de mals sont dilués quelque peu par la teneur en cendres du combustible. Cela a pour autre raison que les rafles ou épis de maïs sont encapsulés *oar le liant comme la bentonite. Comme la combustion se produit sur une base localisée, tout le combustible n'est pas accessible à la combustion du fait de l'encapsulation

par l'argile.

De préférence, les particules de combustible ne doivent pas ttre petites, comme une poudre finement subdivisée. Quand on utilise une poudre finement subdivisée,

toute la zone de combustion est liquéfiée sur une profon- -

deur telle que cela provoque un écoulement du chlorate de sodium fondu. Cet écoulement a tendance à éteindre la combustion, en particulier parce q'il s'éloigne souvent de la zone de combustion. L'utilisation d'une poudre finement dispersée comme combustible est particulièrement peu souhaitable si le générateur doit ttre utilisé comme

bougie auto-stable.

La chaleur de l'inflammateur doit ttre contrtMée dans certaines limites quand on utilise le générateur comme bougie d'oxygène. Si la chaleur de l'inflammateur est trop importante, la bougie d'oxygène fond en dessous de la zone de combustion et s'écoule au loin de la zone,

provoquant ainsi l'extinction de cette zone de combustion.

Quand on utilise le générateur d'oxygène comme bougie d'oxygène, il y a isolement sauf à la surface o il y a combustion. Par exemple, la bougie d'oxygène peut être manipulée à la main en la saisissant en un position située à un ou deux centimètres de la surface de combustion. Par ailleurs, la bougie peut ttre éteinte en la plaçant sur le ctté et en coupant ou en rompant la cendre du matériau parent. Cela force la cendre à tomber au loin du restant du matériau dans la bougie et le restant du matériau à

être économisé pour une combustbn subséquente.

Quand on utilise le générateur d'oxygène pour allumer des briquettes de charbon de bois, ce générateur peut être activé en le frottant sur la bande incorporée sur les bottes d'allumettes pour allumer ces dernières. La chaleur produite parle frottement entre la bande et le générateur d'oxygène est suffisante pour allumer le combustible dans le générateur d'oxygène. Cela se produit par la réaction chimique qui suit: P + NaClO 3 P203 + NaCl (3) Comme on le notera, le phosphore dans la réaction chimique ci-dessus est obtenu par la bande de la botte d'allumettes. La chaleur produite par la réaction ci-dessus

provoque une libération d'oxygène par le chlorate de sodium.

Cet oxygène réagit à son tour avec le combustible dans le générateur pour produire une combustion et produire de la chaleur supplémentaire. En produisant de l'oxygène en excès, de la chaleur est libérée et l'oxygène est

libéré pour brûler avec les briquettes de charbon de bois.

De plus, il y a production de relativement peu de brouillard

de sel pour empêcher la combustion.

Des rafles ou épis de mals d'un poids pouvant atteindre 20% dans le mélange ont été utilisés avec un liant d'un poids pouvant atteindre environ 38% pour allumer des briquettes de charbon de bois. Dans un tel mélange, le combustible se composant principalement de carbone brtle en oxyde de carbone et hydrogène. Ces gaz combustibles subissent alors une combustion secondaire avec l'oxygène atmosphérique pour produire de l'eau et du gaz carbonique. Cette combustion amène des températures supérieurs à 1800 C. Bien que le charbon de bois ou autre combustible soit enveloppé dans une atmosphère réductrice, le transfert

de chaleur est plus qu'approprié pour élever ces combus-

tibles au-dessus de leur température d'auto-allumage.

Cela force les combustibles à s'allumer et à entretenir

la combustion avec l'oxygène atmosphérique après consomma-

tion de l'inflammateur. Cependant, du brouillard de sel a tendance à se produire. Le brouillard de sel a tendance à inhiber un contact direct de la surface du combustible avec l'oxygène atmosphérique qui est nécessaire pour

supporter l'allumage et la combustion. Par suite, l'utilisa-

tion d'un pourcentage relativement élevé du combustible dans un inflammateur pour des briquettes de charbon de bois n'est pas aussi souhaitable que pour des inflammateurs produisant une quantité réduite de combustible et produisant

de l'oxygène.

Différents pourcentages du liant, du combustible et de l'agent oxydant ont été utilisés avec succès. Par exemple, les gammes des pourcentages qui suivent se sont révélEs ttre appropriées pour l'allumage de briquettes de charbon de bois Matériau gamme de pourcentages Combustible tel que des rafles ou épis de mais 10% Liant tel que de l'argile 15% Agent oxydant tel qu'un chlorate 75% Quand on utilise un générateur d'oxygène tel que celui spécifié ci-dessus pour allumer des briquettes de charbon de bois, le générateur d'oxygène peut généralement être allumé en le frottant sur un couvercle de boite - d'allumettes parce que le pourcentage d'agent oxydant dans lemélange est relativement élevé. En général, le générateur d'oxygène peut atre allumé en le frottant sur un couvercle de boite d'allumettes quand le pourcentage del'agent oxydant qu'il contient est d'au moins 60%.Quelquefois, il est souhaitable d'empocher le générateur d'oxygène d'être allumé en le frottant sur un couvercle de boIte dtallumettes, tout en conservant

sa facilité d'allumage par la flamme dlune allumette.

Dans de tóelles circonstances, le pourcentage de l'agent oxydant dans le mélange peut être réduit à une valeur appropriée comme environ 50%. Dans de telles circonstances, le générateur d'oxygène peut avoir la composition suivante Matériau gamme de pourcentages Combustible tel que des rafles ou épis de maïs 12 à 20% Lianr tel que de 1 'argile 30 à 38% Agent oxydant tel qu'un chlorate 5/%

Quand l'agent oxydant est réduit à 50%, le pourcen-

tage du liant est accru pour former une charge suppléS mentaire afin de compenser la diminution de la quantité relative du lianto La quantité relative du combustible est

également accrue parce qu'une certaine quantité de celui-

ci a tendance à être encapsulée par le liant et en

conséquence nest pas disponible pour une oxydation.

L 9aget oxydant décrit ci-dessus présernte certains avantages en plus de ceux indiqués précédemmento Par exaemple, son pourcentage pondéral pouvant atteindre 75% est considérablement plus élevé que celui obtenu pour l'agent oxydant dans des générateurs selon l'art antérieur

aut-res que celui Ludiqué dans,.e brevet UoSo No. 4 101 291.

Par ailleurs, comme la quantité du combustible est relativemenrt faible dans le générateur de cette invention et comme la combustion du combustible est assez efficace, on dispose d'un pourcentage considérablement plus important d'oxygène dans le générateur selon cette invention pour une utilisation sybséquente que dans les-,générateurs

selon l'art antérieur.

La qualité technique du chlorate de sodium utilisé dans le générateur d'oxygène présente de préférence une pureté minimum de 99,5%. Le chlorate de sodium contient de préférence une teneur maximum de 0,12% de chlorure de sodium en poids et une teneur maximum de 0,20% d'eau en poids. On le produit de préférence par électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de sodium techniquement pur. De préférence, un générateur à utiliser comme bougie d'oxygène présente une forme cylindrique semblable à celle d'une bougie ordinaire et un générateur à utiliser comme inflammateur de briquettes en charbon de bois a la forme d'une tige cylindrique, qui peut avoir environ cm de long et peut avoir un diamètre de l'ordre de 12,7 mm. Toutes les portions de la bougie ou tige forment un mélange uniforme. Bien que l'inflammateur de briquettes en charbon de bois ait de préférence la forme d'une tige cylindrique, on peut également utiliser d'autres formes telles que des disques et sphères. Le générateur peut également avoir d'autres formes que

cylindrique si on l'utilise comme bougie d'oxygène.

Une limite pratique du combustible peut ftre la stoechiométrie pour convertir tout le carbone en gaz carbonique. Cela peut etreintéressant dans certaines applications comme un générateur de gaz chaud. La formule de production d'une telle conversion est la suivante 6C + 4NaCl05-'>4NaCl + 6C02 (4)

Quand le liant constitue environ 15% du généra-

teur et en tenant compte du résidu de cendresdans le combustible, il faut environ 10% en poids de combustible dans le générateur pour obtenir cette stoechiométrie

avec environ 75% en poids de chlorate de sodium.

Le générateur d'oxygène ci-dessus décrit peut ttre formé en mélangeant à sec les différents granules et particules puis en introduisant le mélange sec dans une machine de formation de briquettes. Dans cette machine, le mélange sec est soumis à une forte compression pour former des briquettes. Comme les briquettes sont produites à partir d'un mélange sec9 il ne faut pas de combustible pour lessécher comme dans l'art antérieur. Par ailleurs, les briquettes sont avantageuses parce qu'il était difficile, dans l'art antérieurdéliminer toute l'eau et toute eau restant dans le générateur empoche la combustion et la production d'oxygène pour allumer les

briquettes de charbon de bois.

Pour allumer les briquettes de charbon de bois, on dispose d'abord une couche de'briquettes de cha'bon de bcds sir une surface. On dispose alors plusieurs tiges du générateur d'oxygène constituant l'invention, sur la couche des briquettes de charbon de bois, les extrémités des tiges faisant saillie de la couche des briquettes de charbon de bois. On dispose alors des briquettes supplémentaires

sur la première couche et les tiges.

Les tiges sont alors allumées par exemple par une allumette. Tandis que les tiges brtilent, elles libèrent des quantités considérables d'oxygène à de hautes températures. Cet oxygène libéré réagit chimiquement avec

le charbon de bois dans les briquettes pour les allumer.

De cette façon, des températures supérieures à 12601C sont produites et en un temps relativement court, des

aliments peuvent être rôtis sur les briquettes en fusion.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises

en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims (15)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Générateur d'oxygène caractérisé en ce qu'il contient, en mélange: une argile ayant des propriétés non hydrophiles et représentant un pourcentage pondérai pas supérieur à environ 38% dans le mélange, un agent oxydant à un pourcentage pondéral ne dépassant pas environ 75% dans le mélange; et un combustible ayant une composition de cellulose et représentant un pourcentage pondéral ne dépassant pas

environ 20% dans le mélange.

2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'argile est comprise entre environ 30% et environ 38% en poids, l'agent oxydant peut atteindre environ 50% en poids et le combustible est compris entre

environ 12 et 20% en poids.

3. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'argile peut atteindre environ 15% en poids et en ce que le combustible peut atteindre environ 10%

en poids.

4. Générateur selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 ou 3, caractérisé en ce que l'argile est constituéede bentonite, l'agent oxydant est constitué d'un chlorate et le combustible est constitué de rafles

ou épis de mais.

5. Générateur formant mélange combustible caractérisé en ce qu'il contient: un matériau réfractaire formant un liant non hydrophile, un agent oxydant ayant les propriétés de se décomposer pour libérer de l'oxygène, et un combustible ayant des propriétés de combustion avec l'oxygène libéré par l'agent oxydantet ayant une

construction granulaire ainsi qu'une conductivité thermi-

que relativement faible dans les granules pour permettre la combustion en des positions localisées dans le matériau réfractaire, ledit matériau réfractaire ayant les propriétés de s'amollir et de fondre à des températures en dessous

des températures de combustion aux emplacements localisés.

6o Générateur selon la revendication 5, caractérisé

en ce qu'il n'y a pas d'eau dans le mélange.

7. Générateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau réfractaire peut atteindre environ 38% en poids, l'agent oxydant peut atteindre environ 75% en poids et le combustible peut atteindre environ

% en poids.

8. Générateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le combustible est constitué d'un sous-produit de plantes ayant une structure cellulaire et une forte résistance à la compression 9. Générateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est constitué d'une argile et en ce que le combustible est constitué d9une pilaiie ayant une température de combustion de l ordre de 204 C o 10. Générateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'argile est constituésde bentonite et en ce que

le combustible est constitué d'épis ou rafles de mais.

Il. Gèreérateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est compris entre environ 00% et 38% en poids, l'agent oxydant peut atteindre environ 50% en poids et le combustible est compris entre

environ 12 et 20% en poids.

12o Générateur selon la revendication 7, caractérisé Do en ce que le matériau réfractaire représente environ % en po'âg lagent oxydant représente environ 75% en

poids et le combustible représente environ 10% en poids.

13. Générateur selon la revendication 11 caractérisé en ce que le combustible est constibé d'un sous-produit de plantes ayant une structure cellulaire et une forte résistance à la compression et le matériau réfractaire

est constitué d'argile.

14. Procédé de formation d'un matériau combustible caractérisé en ce qu'il consiste à: prévoir un matériau réfractaire ayant un liant non hydrophile, prévoir un agent oxydant ayant des propriétés de se décomposer pour libérercbl'oxygène, prévoir un combustible ayant des propriétés de combustion avec l'oxygène libéré par l'agent oxydant et ayant une forte résistance à la compression et une structure granulaire et ayant une conductivité thermique relativement faible dans les granules pour permettre la combustion en des positions localisées dans le matériau réfractaire, ce dernier ayant les propriétés de s'amollir et de fondre à des températures en dessous des températures de combustion aux positions localisées, mélanger le matériau réfractaire, l'agent oxydant et le combustible sans addition d'eau, et comprimer le matériau-réfractaire, l'agent oxydant

et le combustible pour former une briquette.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le combustible est constitué d'une plante séchée ayant une structure cellulaire, le matériau réfractaire est constitué d'une argile et l'agent oxydant

est constitué d'un chlorate.

16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le combustible est constitué de rafles ou épis de mais et en ce que le matériau réfractaire est constitué

de bentonite.

17. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le matériau réfractaire peut atteindre environ 38% en poids, le combustible peut atteindre environ 20% en poids et l'agent oxydant peut atteindre environ 75%

en poids.

18. Procédé selon la revendication 14, caractérisé-

3-5 en ce que le -matériau réfractaire est constitué d'une argile, le combustible est constitué d'une plante séchée ayant une structure cellulaire et l'agent oxydant est

constitué d'un chlorate.

19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'argile représente environ 15% en poids, la plante séchée environ 10% en poids et l'agent oxydant environ 75% en poids. 20. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le matériau réfractaire constitue environ % à 38% en poids et le combustible constitue environ

12 à 20% en poids.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est constitué d'une argile, le combustible est constitué d'une plante séchée ayant une structure cellulaire et l'agent oxydant est

constitué d'un chlorate.

22e Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'argile est constituée de bentonite et en ce que la plante séchée est const uée d'épis ou rafles

de mais.