WO2014087107A2 - Generateur de flamme comprenant un electrolyseur pour la production d'oxygene et d'hydrogene par electrolyse d'eau - Google Patents

Generateur de flamme comprenant un electrolyseur pour la production d'oxygene et d'hydrogene par electrolyse d'eau Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the field of flame generators, including torches, burners or flame welding equipment.
  • Such equipment includes a torch connected to an oxygen source and a source of hydrogen.
  • a first family comprises storage tanks under pressure of hydrogen on the one hand, and oxygen on the other hand.
  • a second family uses an electrolyser for the local production, at the site of use, of oxygen and of hydrogen by a known technique of electrolysis of water, added, if necessary, with an electrolytic agent.
  • US Pat. No. 5,245,458 describes an apparatus for generating a mixture of hydrogen and oxygen to produce a flame.
  • the equipment includes a housing and an electrolysis chamber fixedly mounted in the housing and having two electrodes extending outside the electrolysis chamber for connection to a rectifier.
  • a first safety device connected to an outlet of the electrolysis chamber is completed by a control valve connected to an output of the first safety device.
  • a spring loaded ball opens at an outlet of the second safety device when the pressure of hydrogen and oxygen in the electrolysis chamber is greater than a predetermined value.
  • the various solutions of the prior art have a first drawback relating to the circulation of a mixture of hydrogen and oxygen, forming an explosive mixture.
  • the electrolyser provides in the same enclosure a mixture of gases produced by the electrolysis, and does not allow to separate the two components in separate circuits.
  • a second disadvantage concerns the presence of an aqueous vapor phase, especially in the oxygen produced by electrolysis.
  • This aqueous vapor usually contains the electrolyte, and disturbs the production of the flame.
  • a third disadvantage is that the gases produced by electrolysis take away part of the electrolyte whose composition is degraded as production progresses. Solution provided by the invention.
  • the present invention relates in its most general sense to a flame generator comprising an electrolyzer for producing oxygen and hydrogen by electrolysis of water containing an electrolytic agent, said electrolyser feeding a torch producing the flame, characterized in that said torch is connected to said electrolyser by a first conduit for hydrogen and a second conduit distinct from the first conduit, for oxygen, and in that it comprises in in addition to a means of desiccation on the oxygen duct.
  • the water circuit has a safety verifying the conductance of the water which must imperatively not exceed a limit according to the process used.
  • the flame generator according to the main claim further comprises a desiccation means on the hydrogen conduit.
  • said desiccation means is connected to the water supply circuit by a return circuit.
  • the generator comprises a pressure sensor delivering a signal for controlling the electrolyser.
  • the electrolyser comprises a device for absorbing the metal ions (129) in FIG. 5, contained in the water of the electrolyser
  • the electrolyser comprises a temperature sensor delivering a signal for controlling the electrolyser.
  • each of the hydrogen and oxygen circuits comprises a safety valve opening into a ductable vent outside the contained environment of use of the equipment.
  • the electrolysis reaction is carried out at a temperature below 60 ° C.
  • it further comprises a circulation sensor of the electrolyte delivering a signal for controlling the electrolyser.
  • a circulation sensor of the electrolyte delivering a signal for controlling the electrolyser.
  • it comprises at the outlet of the stack (05) a hydrogen buffer tank (128) with a purge valve (131) on the outlet pressure of the stack (05) and likewise an oxygen buffer tank (127) with a purge valve (130), these reservoirs (127 and 128) are filled at the outlet pressure of the stack (05).
  • This device may comprise an exchanger (06 and
  • the condensate drain system can be manual with a manual or automatic valve with a solenoid valve or any other system.
  • This variant makes it possible to supply a gas network in an oxygen and hydrogen workshop for 28 types of flame of FIG. 29 for example or any other need such as a hydrogen cell (186 in FIG. 4B) to improve its efficiency (thanks enriching the air with the oxygen of the electrolyser) using, for example, an oxygen and air mixer (36) and a mixer (95) for supplying electricity for heating, soldering or any other application .
  • FIG. 2 For example, we can dispose, after FIG. 1, representing the production of hydrogen and oxygen by an electrolyser, Askel (registered trademark) dry piston boosters (75 and 83), for example, or Burton Corblin® type membranes at 350 Bar or other pressure to fill buffer tanks (77 and 88) at higher pressure with a refrigerator (95 and 96) to lower the pressure point. dew of gases at the outlet of the buffer tanks (77 and 88).
  • Askel registered trademark
  • Askel registered trademark
  • Burton Corblin® type membranes at 350 Bar or other pressure to fill buffer tanks (77 and 88) at higher pressure with a refrigerator (95 and 96) to lower the pressure point. dew of gases at the outlet of the buffer tanks (77 and 88).
  • shutoff valves 76 and 86
  • particulate filters 132 and 133
  • buffer tanks 77 and 88
  • coolers at 5 ° C or other temperature with particulate filters
  • valves 79 and 90
  • pressure switches 84, 85, 91 and 87
  • condensate drain valves 97, 98, 145 and 144
  • safety valves 78, 81, 83 and 93
  • downstream pressure regulators known as regulators (80 and 92) and outlet valves (82 and 94).
  • FIG. 3 shows the device for feeding, for example, a workshop network which makes it possible to directly supply the torches or the burners to generate a flame from an electrolyser, for example the electrolyser of FIG. 1 with or without compressors and high pressure storage according to Figure 2 for example.
  • Figure 3 has a hydrogen inlet with one or more connections according to the number of gas mixers to supply.
  • Each stitching is equipped with a start valve (184) and a purge valve (181).
  • the network is made of copper or stainless steel or other material compatible with the nature of the gas, flow and pressure. It is the same for oxygen with the starting valves (186) and the purge valves (182).
  • the network may be equipped with a dry air network at 8 Bar for example with an inlet valve (187), a tapping with an outlet valve (186). ) and a purge valve (183).
  • This variant is used to power a workshop ( Figure 3) network with 28 types of flame (see Figure 29) or more.
  • FIG. 1 which incorporates one of the preceding variants (FIG. 1) with the addition of compressors at 350 Bar (75 and 83 of FIG. 2) or other pressure and according to FIG. 4A for example of a mobile bottle loading ramp with the threads of the specific connection valves for hydrogen (161, 163, valves 167 and 168) on the one hand and oxygen on the other hand (153, 157 and valves 156 and 160).
  • This loading ramp consists for example of Figure 4A of a hydrogen inlet (210) and an oxygen inlet (211), valves (148 and 150), purge valves (149 and 151), mano -contacts (147 and 152), 2 starting valves for 2 oxygen cylinders for example (156 and 167) and purge valves (154 and 158) and 2 starting valves (161 and 163) for 2 bottles of hydrogen for example (167 and 168) and purge valves (162 and 164) ...
  • This method makes it possible to move with lightweight 5 liter aluminum bottles of water capacity or other capacity and other manufacturing material filled to 200 bar or other pressure of hydrogen and oxygen produced by the electrolyzer (FIG. 4C) for flame application (Fig. 29) or hydrogen fuel cell (Fig. 4B) or other applications.
  • FIG. 1 represents a schematic view of the installation.
  • the following description relates to a particular example of a device for producing an oxygen-hydrogen flame by the electrolysis of the water according to the invention.
  • the electrolysis of water to feed a torch to produce a flame is traditionally performed with a water electrolyzer producing oxygen and hydrogen mixed in the electrolyzer, which risks the explosion of water.
  • electrolyser in case of flashback.
  • the invention is distinguished from the solutions of the prior art by a design where the electrolyser has two separate outputs, one for hydrogen and the other for oxygen. These two independent outputs feed two separate circuits leading on the one hand oxygen, on the other hand hydrogen to the torch. The two circuits are completely independent and only open at the level of the torch, where the mixture between oxygen and hydrogen is carried out.
  • the device according to the invention comprises for this purpose a membrane electrolyser (5) for separating the hydrogen from the oxygen contained in the electrolyte (alkaline or other water).
  • a membrane electrolyser (5) for separating the hydrogen from the oxygen contained in the electrolyte (alkaline or other water).
  • an electrolyzer is for example described in the patent application EP2451992 concerning a device for the electrolytic production of hydrogen that can operate discontinuously or as a function of large power fluctuations and directly supply dry hydrogen under pressure, at high pressure. purity.
  • the device for electrolytic production of hydrogen from an aqueous alkaline solution, derived from dry cathode comprises two half-cells, anodic and cathodic, separated by an anion exchange membrane whose surface in contact with the half-cell cathodic is a membrane-electrode assembly (MEA), and the alkaline solution is present only in the anode half-cell.
  • MEA membrane-electrode assembly
  • a system (96) for measuring the conductance of the water can be set up: if the conductance exceeds the limit defined by the electrolysis process, the electrolyser is stopped. then put in alarm. Unlike some solutions of the prior art, the electrolysis reaction is not done at high temperature (typically of the order of 400 ° C) but at low temperature, nominally less than 60 ° C.
  • the electrolysis cell (05) is marketed by the company ACTA under the reference AES STACK 600.
  • This electrolyser has two outlets, one to deliver the hydrogen, the other to deliver a mixture of oxygen and electrolyte.
  • the mixture of electrolyte and oxygen produced by the electrolyser is then sent to the separator (2) to be separated.
  • the electrolyte or water is returned to the electrolyser (5) by a pump (3).
  • This purge valve (4) empties the installation to avoid the risk of freezing during periods of non-use.
  • the network of the electrolyte or the water can be purged by the purge valve (4) canalisable by the purge connection (24).
  • the equipment has two distinct networks: a hydrogen network and an oxygen network. This solution makes it possible to separate the production of hydrogen and oxygen according to particular embodiments:
  • the driers (6, 13) on the hydrogen network (6) and on the oxygen network (13) can dry the gases. Dryers are, for example, hydrogen dryers by adsorption, or a solution for recovering the liquid phase in a tank emptied periodically. They can also be constituted by a molecular sieve dryer for absorbing water respectively oxygen or hydrogen. By cooling hydrogen and oxygen to low temperature, this lowers the dew point. This is particularly interesting when placing the heat exchanger at the outlet of the buffer, Figure 2 (95) and (96) at 350 Bar or other pressure.
  • the buffer tank has a condensate drain (97) and (98) manual or automated.
  • the equipment comprises upstream pressure regulators on the hydrogen network (7) and on the oxygen network (14). These pressure regulating means (7, 14) make it possible to maintain a pressure in the electrolyser (5).
  • valves on the hydrogen network (8) and on the oxygen network (15) can protect the installation at channelized overpressures with the connections (24) in the open air.
  • the purge valves on the hydrogen network (9) and on the oxygen network (16) can purge the gas networks with the ductable purges (24) in the open air.
  • the pressure gauges or mano-contacts (25) indicate the pressure or control the production stoppage on the hydrogen network (10) or on the oxygen network (17).
  • the pressure switch (25) is a pressure sensor providing additional safety at the hydrogen overpressure.
  • the thermo contact (26) can be a security with respect to the temperature of the electrolyte.
  • the sensor (27) can regulate the voltage and the electrical intensity in order to adapt the operation of the electrolyser. The regulation is done according to a voltage / intensity / temperature law avoiding the heating of the electrolyte cell.
  • the sensor (28) can detect the flow of electrolyte or water
  • the downstream pressure regulators can regulate the outlet pressure of the hydrogen network (11) and the oxygen network (18).
  • the outlet valves allow the operation and supply of the torch (22, 23) on the hydrogen network (12) and on the oxygen network (19).
  • Flame check valves can prevent flameback in the electrolyser (from 1 to 19) on the hydrogen network (20) and on the oxygen network (21)
  • the hydrogen and oxygen mixer (22) and the nozzle (23) can create an oxidizing, reducing or neutral flame depending on the settings of the mixer (22).
  • the flame (73) is a premix flame in H2 and O2 (22).
  • the dryer (6 or 13) may have a return of the electrolyte or water in the separator (2).
  • the housing will have the size of a desktop computer and may be assembled to a devil or equivalent to make it mobile.
  • the device according to the invention is particularly intended for the production of a flame for brazing, for working glass, for the work of jewelery or for any work based on flame and requiring oxygen to produce a flame .
  • the device can feed a torch or burner operating at the hydrogen produced by the electrolyser and the oxygen contained in the atmospheric air.
  • the device according to FIGS. 4A and 4B can feed a hydrogen battery to weld, to heat, to illuminate, to supply an emergency or other electrical appliance from an electrolyser which is not located on the operating site.

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Abstract

La présente invention concerne un générateur de flamme comprenant un électrolyseur (5) pour la production d'oxygène et d'hydrogène par électrolyse d'eau contenant un agent électrolytique, ledit électrolyseur alimentant une torche (22, 23) produisant la flamme. Ladite torche (22, 23) est reliée audit électrolyseur (5) par un premier conduit pour l'hydrogène et un second conduit distinct du premier conduit, pour l'oxygène, et ledit générateur comporte en outre un moyen de dessiccation (13) sur le conduit d'oxygène.

Description

GENERATEUR DE FLAMME COMPRENANT UN ELECTROLYSEUR POUR LA PRODUCTION D'OXYGENE ET D'HYDROGENE PAR ELECTROLYSE D'EAU
Domaine de 1 ' invention
La présente invention concerne le domaine des générateurs de flamme, notamment des chalumeaux, brûleurs ou équipement de soudage à la flamme.
De tels équipements comportent une torche reliée à une source d'oxygène et une source d'hydrogène. Une première famille comporte des réservoirs de stockage sous pression de l'hydrogène d'une part, et de l'oxygène d'autre part.
Une deuxième famille met en œuvre un électrolyseur pour la production locale, sur le site d'utilisation, d'oxygène et d'hydrogène par une technique connue d ' électrolyse d'eau, additionnée le cas échéant avec un agent électrolytique .
Etat de la technique
On connaît dans l'état de la technique, une première famille de brevets et d'équipement de type HHO, comportant un électrolyseur produisant un mélange hydrogène- oxygène, circulant depuis la sortie de 1 'électrolyseur jusqu'à la torche. De tels équipements sont décrits dans les brevets US6689259, US2007/051846 ou US2009/02.
On connaît également le brevet américain US5244558 décrivant un appareil pour générer un mélange d'hydrogène et de l'oxygène pour produire une flamme. Cet équipement comprend un boîtier et une chambre d ' électrolyse montée de façon fixe dans le boîtier et présentant deux électrodes s ' étendant à l'extérieur de la chambre d ' électrolyse pour se connecter à un redresseur. Un premier dispositif de sécurité relié à une sortie de la chambre d ' électrolyse est complété par une soupape de commande reliée à une sortie du premier dispositif de sécurité.
Une bille chargée par ressort s'ouvre sur une sortie du deuxième dispositif de sécurité lorsque la pression de l'hydrogène et de l'oxygène dans la chambre d ' électrolyse est supérieure à une valeur prédéterminée.
Inconvénient de l'art antérieur
Les différentes solutions de l'art antérieur présentent un premier inconvénient relatif à la circulation d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène, formant un mélange détonnant. Dans toutes ces solutions, 1 'électrolyseur fournit dans une même enceinte un mélange de gaz produits par 1 ' électrolyse , et ne permettent pas de séparer les deux composants dans des circuits distincts.
Un deuxième inconvénient concerne la présence d'une phase de vapeur aqueuse, notamment dans l'oxygène produit par électrolyse. Cette vapeur aqueuse contient habituellement 1 ' électrolyte , et perturbe la production de la flamme.
Un troisième inconvénient est que les gaz produits par électrolyse emportent une partie de l 'électrolyte dont la composition se dégrade au fur et à mesure de la production. Solution apportée par l'invention.
Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un générateur de flamme comprenant un électrolyseur pour la production d'oxygène et d'hydrogène par électrolyse d'eau contenant un agent électrolytique, ledit électrolyseur alimentant une torche produisant la flamme, caractérisé en ce que ladite torche est reliée audit électrolyseur par un premier conduit pour l'hydrogène et un second conduit distinct du premier conduit, pour l'oxygène, et en ce qu'il comporte en outre un moyen de dessiccation sur le conduit d'oxygène. De plus, le circuit d'eau dispose d'une sécurité vérifiant la conductance de l'eau qui doit impérativement ne pas dépasser une limite suivant le procédé utilisé.
Pour cela, nous disposons d'un appareil de mesure de la conductance (96) qui stoppe le fonctionnement de 1 ' électrolyseur si la mesure dépasse la valeur limite autorisée . Avantageusement, le générateur de flamme selon la revendication principale comporte en outre un moyen de dessiccation sur le conduit d'hydrogène.
Selon une variante, ledit moyen de dessiccation est relié au circuit d'alimentation en eau par un circuit de retour.
Selon un mode de réalisation préféré, le générateur comporte un capteur de pression délivrant un signal pour le pilotage de 1 'électrolyseur .
Selon une autre variante, 1 'électrolyseur comporte un dispositif pour absorber les ions métalliques (129) sur figure 5, contenus dans l'eau de 1 'électrolyseur
Selon une autre variante, 1 'électrolyseur comporte un capteur de température délivrant un signal pour le pilotage de 1 'électrolyseur .
Selon un mode de réalisation particulier, chacun des circuits d'hydrogène et d'oxygène comporte une soupape de sécurité débouchant dans un évent canalisable en dehors du milieu confiné d'utilisation de l'équipement.
De préférence, la réaction d'électrolyse est réalisée à une température inférieure à 60° C.
Selon une variante, il comporte en outre un capteur de circulation de 1 'électrolyte délivrant un signal pour le pilotage de 1 'électrolyseur . Selon une autre variante de la figure 5, il comporte en sortie du stack (05) un réservoir tampon d'hydrogène (128) avec vanne de purge (131) à la pression de sortie du stack (05) et de même un réservoir tampon d'oxygène (127) avec une vanne de purge (130), ces réservoirs (127 et 128) sont remplis à la pression de sortie du stack ( 05 ) .
Ce dispositif peut comporter un échangeur (06 et
13) à 5 °C ou autre température à l'entrée des cuves pour condenser l'humidité des gaz. Afin de purger les condensats contenus dans les réservoirs tampons hydrogène (128) et oxygène (127) à 2 ogives, 2 robinets (130 et 131) sont situés en point bas pour purger les condensats. Le système d'évacuation des condensats peut-être manuel avec une vanne manuelle ou automatique avec une électrovanne ou tout autre système. Cette variante permet d'alimenter un réseau de gaz dans un atelier en oxygène et en hydrogène pour 28 types de flamme de la figure 29 par exemple ou tout autre besoin comme une pile à hydrogène (186 sur figure 4B) pour améliorer son rendement (grâce à l'enrichissement de l'air avec l'oxygène de 1 ' électrolyseur ) en utilisant par exemple un mélangeur oxygène et air (36) et un mélangeur (95) pour fournir de l'électricité pour chauffer , pour souder ou pour toute autre application .
Selon une autre variante avec la figure 2 par exemple, nous pouvons disposer à la suite de la figure 1 représentant la production d'hydrogène et d'oxygène par un électrolyseur, des surpresseurs à pistons secs de type Askel (marque déposée) (75 et 83) par exemple ou à membranes type Burton Corblin (marque déposée) au autres, à 350 Bar ou autre pression pour remplir des réservoirs tampons (77 et 88) à plus haute pression avec un réfrigérateur (95 et 96) pour baisser le point de rosée des gaz en sortie des réservoirs tampons (77 et 88). Autres équipements de la figure 2 : des vannes d'arrêt (76 et 86), des filtres à particules (132 et 133), des réservoirs tampons (77 et 88), des refroidisseurs à 5°C ou autre température avec filtres à particules (95 et 96), des vannes (79 et 90) ,des mano-contacts (84, 85, 91 et 87), des vannes de purges de condensât (97, 98, 145 et 144), des soupapes de sécurité (78, 81, 83 et 93), des régulateurs de la pression avale appelés détendeurs (80 et 92) et des vannes de sortie (82 et 94) .
La figure 3 nous montre le dispositif pour alimenter par exemple un réseau d'atelier qui permet d'alimenter directement les chalumeaux ou les brûleurs pour générer une flamme à partir d'un électrolyseur, par exemple 1 'électrolyseur de la figure 1 avec ou pas des compresseurs et un stockage à haute pression suivant la figure 2 par exemple. La figure 3 dispose d'une entrée d'hydrogène avec un ou plusieurs piquages suivant le nombre de mélangeurs de gaz à alimenter. Chaque piquage est équipé d'une vanne de départ (184) et d'une vanne de purge (181). Le réseau est en cuivre ou en inox ou autre matériau compatible avec la nature du gaz, du débit et de la pression. Il en est de même pour l'oxygène avec les vannes de départ (186) et les vannes de purge (182). Suivant le type de mélangeur pour un type de flamme souhaitée ou pour alimenter une pile hydrogène avec l'oxygène provenant d'un électrolyseur ou avec de l'air atmosphérique enrichi avec de l'oxygène provenant d'un électrolyseur en combinant par exemple la figure 1 avec la figure 2 ou avec la figure 3., le réseau peut-être équipé d'un réseau d'air sec à 8 Bar par exemple avec une vanne d'entrée (187), un piquage avec une vanne de sortie (186) et une vanne de purge (183).
Cette variante permet d'alimenter un atelier (figure 3) en réseau avec 28 types de flamme (voir figure 29) ou plus.
Selon une autre variante qui reprend une des variantes précédentes (figure 1) avec le rajout des compresseurs à 350 Bar (75 et 83 de la figure 2) ou autre pression et suivant la figure 4A par exemple d'une rampe de chargement de bouteilles mobiles avec les filetages des vannes de connexion spécifiques pour l'hydrogène (161, 163, valves 167 et 168) d'une part et l'oxygène d'autre part (153, 157 et valves de 156 et 160).
Cette rampe de chargement est constituée par exemple suivant la figure 4A d'une entrée hydrogène (210) et d'une entrée oxygène (211), des soupapes (148 et 150), des vannes de purge (149 et 151), des mano-contacts (147 et 152), de 2 vannes de départ pour 2 bouteilles d'oxygène par exemple (156 et 167) et des vannes de purge (154 et 158) et 2 vannes de départ (161 et 163) pour 2 bouteilles d'hydrogène par exemple (167 et 168) et des vannes de purge (162 et 164)...
Ce procédé permet de se déplacer avec des bouteilles légères en aluminium de 5 1 de contenance en eau ou autre format de contenance et autre matériau de fabrication remplies à 200 Bar ou autre pression d'hydrogène et d'oxygène produit par 1 ' électrolyseur (figure 4C) pour l'application de la flamme (figure 29) ou de la pile à hydrogène (figure 4B) ou autres applications.
Description détaillée d'un exemple non limitatif de
réalisation
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit concernant un exemple non limitatif de réalisation, se référant aux dessins annexés où la figure 1 représente une vue schématique de l'installation.
La description qui suit concerne un exemple particulier d'un dispositif pour produire une flamme oxygène- hydrogène par 1 ' électrolyse de l'eau conforme à l'invention.
La production d'oxygène et d'hydrogène par
1 ' électrolyse de l'eau pour alimenter un chalumeau afin de produire une flamme, est traditionnellement effectuée avec un électrolyseur d'eau produisant de l'oxygène et de l'hydrogène mélangés dans 1 'électrolyseur , ce qui risque l'explosion de 1 ' électrolyseur en cas de retour de flamme. Pour éviter les risques d'explosion, l'invention se distingue des solutions de l'art antérieur par une conception où 1 ' électrolyseur présente deux sorties distinctes, l'une pour l'hydrogène et l'autre pour l'oxygène. Ces deux sorties indépendantes alimentent deux circuits distincts conduisant d'une part l'oxygène, d'autre part l'hydrogène jusqu'au chalumeau. Les deux circuits sont totalement indépendants et ne débouchent qu'au niveau du chalumeau, où le mélange entre l'oxygène et l'hydrogène est effectué.
Le dispositif selon l'invention comporte à cet effet un électrolyseur à membrane (5) pour séparer l'hydrogène de l'oxygène contenu dans 1 'électrolyte (eau alcaline ou autre ) . Un tel électrolyseur est par exemple décrit dans la demande de brevet EP2451992 concernant un dispositif pour la production électrolytique d'hydrogène qui peut fonctionner de manière discontinue ou en fonction de fortes fluctuations de puissance et fournir directement de l'hydrogène sec sous pression, à haute pureté. Le dispositif de production électrolytique d'hydrogène à partir d'une solution aqueuse alcaline, issue de cathode sèche, comprend deux demi-cellules, anodique et cathodique, séparées par une membrane échangeuse d'anions dont la surface en contact avec la demi-cellule cathodique est un ensemble membrane-électrode (MEA) , et la solution alcaline est présente uniquement dans la demi-cellule anodique. Toutefois, les gaz produits par un tel équipement ne sont pas directement utilisables pour la production d'une flamme .
Pour garantir le bon fonctionnement de 1 'électrolyseur , un système de mesure (96) de la conductance de l'eau peut-être mis en place : si la conductance dépasse la limite définie par le procédé d'électrolyse, 1 'électrolyseur est arrêté puis mis en alarme. Contrairement à certaines solutions de l'art antérieur, la réaction d'électrolyse ne se fait pas à haute température (typiquement de l'ordre de 400° C) mais à basse température, nominalement à moins de 60°C.
A titre d'exemple et suivant la figure 5 la cellule d'électrolyse (05) est commercialisée par la société ACTA, sous la référence AES STACK 600. Cet électrolyseur présente deux sorties, l'un pour délivrer l'hydrogène, l'autre pour délivrer un mélange d'oxygène et d'électrolyte.
Le mélange d'électrolyte et d'oxygène produit par 1 'électrolyseur est ensuite envoyés dans le séparateur (2) afin d'être séparés. L'électrolyte ou l'eau est renvoyé dans 1 ' électrolyseur (5) par une pompe (3). Cette vanne de purge (4) permet de vider l'installation pour éviter les risques de gels pendant les périodes de non utilisation.
Le réseau de l'électrolyte ou de l'eau peut-être purgé par la vanne de purge(4) canalisable par le raccord de purge ( 24 ) .
L'équipement comporte deux réseaux distincts : un réseau d'hydrogène et un réseau d'oxygène. Cette solution permet de séparer la production de l'hydrogène et de l'oxygène selon des modes particuliers de réalisation :
Les dessécheurs (6, 13) sur le réseau hydrogène (6) et sur le réseau oxygène (13) peuvent sécher les gaz. Les dessécheurs sont par exemples des sécheurs d'hydrogène par adsorption, ou encore une solution de récupération de la phase liquide dans un réservoir vidé périodiquement. Ils peuvent aussi être constitué par un sécheur de tamis moléculaire permettant d'absorber l'eau respectivement de l'oxygène ou de l'hydrogène. En refroidissant l'hydrogène et l'oxygène à température basse, cela permet de baisser le point de rosée. Cela est particulièrement intéressant en disposant l'échangeur de froid à la sortie du tampon, figure 2 (95) et (96) à 350 Bar ou autre pression. Le réservoir tampon dispose d'une purge de condensât (97) et (98) manuelle ou automatisée.
L'équipement comprend des régulateurs de pression amont sur le réseau hydrogène ( 7 ) et sur le réseau oxygène (14). Ces moyens de régulation de pression (7, 14) permettent de maintenir une pression dans 1 'électrolyseur (5).
Les soupapes sur le réseau hydrogène ( 8 ) et sur le réseau oxygène (15) peuvent protéger l'installation à des surpressions canalisées avec les raccords (24) à l'air libre.
Les vannes de purge sur le réseau hydrogène ( 9 ) et sur le réseau oxygène (16) peuvent purger les réseaux de gaz avec les purges canalisables (24) à l'air libre. Les manomètres ou les mano-contacts (25) indiquent la pression ou commandent l'arrêt de production sur le réseau d'hydrogène (10) ou sur le réseau d'oxygène (17).
Le mano-contact (25) est un capteur de pression constituant une sécurité supplémentaire à la surpression d'hydrogène.
Le thermo contact (26) peut être une sécurité par rapport à la température de 1 'électrolyte. Le capteur (27) peut réguler la tension et l'intensité électrique afin d'adapter le fonctionnement de 1 ' électrolyseur . La régulation se fait selon une loi tension/intensité/température évitant 1 'échauffement de la cellule électrolyte. Le capteur (28) peut détecter la circulation de 1 'électrolyte ou de l'eau Les régulateurs de pression avale peuvent réguler la pression de sortie du réseau d'hydrogène (11) et du réseau d'oxygène ( 18 ) .
Les vannes de sortie autorisent l'exploitation et l'alimentation du chalumeau (22, 23) sur le réseau d'hydrogène (12) et sur le réseau d'oxygène (19).
Les clapets anti-retour de flamme peuvent empêcher un retour de flamme dans 1 ' électrolyseur (de 1 à 19) sur le réseau d'hydrogène (20) et sur le réseau d'oxygène (21)
Le mélangeur d'hydrogène et d'oxygène (22) et la buse (23) peuvent créer une flamme oxydante, réductrice ou neutre suivant les réglages du mélangeur (22). La flamme (73) est une flamme en prémélange en H2 et o2 (22).
Cette capacité à commander la nature de la flamme résulte de la séparation des deux circuits respectivement d'oxygène et d'hydrogène. En utilisant un prémélange des gaz (22, 33, 36,...)ou un mélange en tête des gaz (43, 95, 61,...) , nous obtenons une flamme tendue (73,...) ou turbulente (70,...).
Selon une variante non illustrée, le sécheur (6 ou 13) peut disposer d'un retour de l 'électrolyte ou de l'eau dans le séparateur (2). A titre d'exemple non limitatif, le boîtier aura la dimension d'un ordinateur informatique de bureau et pourra être assemblé à un diable ou équivalent afin de le rendre mobile . Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production d'une flamme pour le brasage, pour le travail du verre, pour le travail de la bijouterie ou pour tous travaux à base de flamme et demandant de l'oxygène pour produire une flamme. Le dispositif peut alimenter un chalumeau ou un brûleur fonctionnant à l'hydrogène produit par 1 ' électrolyseur et l'oxygène contenue dans l'air atmosphérique. Le dispositif suivant figure 4A et 4B peut alimenter une pile à hydrogène pour souder, pour chauffer, pour éclairer, pour alimenter un appareil électrique en secours ou autre à partir d'un électrolyseur qui n'est pas situé sur le site d'exploitation.

Claims

Revendications
1 — Générateur de flamme comprenant un électrolyseur (5) pour la production d'oxygène et d'hydrogène par électrolyse d'eau, pouvant contenir un agent électrolytique , ledit électrolyseur alimentant une torche (22, 23) produisant la flamme, caractérisé en ce que ladite torche (22, 23) est reliée audit électrolyseur (5) par un premier conduit pour l'hydrogène et un second conduit distinct du premier conduit, pour l'oxygène, et en ce qu'il comporte en outre un moyen de dessiccation (13) sur le conduit d'oxygène.
2 — Générateur de flamme selon la revendication principale caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de dessiccation (6) sur le conduit d'hydrogène.
3 — Générateur de flamme selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit moyen de dessiccation (6, 13) est relié au circuit d'alimentation en eau par un circuit de retour.
4 — Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de pression (25) délivrant un signal pour le pilotage de 1 'électrolyseur (5).
5 — Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que 1 ' électrolyseur comporte un capteur de température (26) délivrant un signal pour le pilotage de 1 'électrolyseur .
6 - Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que chacun des circuit d'hydrogène et d'oxygène comporte une soupape de sécurité (8, 15) débouchant dans un évent canalisable en dehors du milieu confiné d'utilisation de l'équipement.
7 - Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que la réaction d ' électrolyse est réalisée à une température inférieure à 60° C.
8 — Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de circulation de 1 'électrolyte ou de l'eau (28) délivrant un signal pour le pilotage de 1 'électrolyseur (5).
9) Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur (96) pour mesurer la conductance de l'eau et lorsque la valeur critique de la conductance est atteinte, le fonctionnement de 1 ' électrolyseur est stoppé et mis en alarme. 10) Générateur de flamme ou d'électricité, selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des compresseurs (75 et 83) suivant figure 2 pour comprimer les gaz H2 et 02 séparément ou l'un des gaz précités provenant d'un électrolyseur comme figure 1, à 350 Bar ou autre pression pour stocker l'hydrogène et /ou l'oxygène à haute pression pour une utilisation simultanée ou une utilisation ultérieure à plus gros débit par exemple ou alimenter un réseau d'hydrogène et d'oxygène suivant la figure 3 par exemple.
11) Générateur de flamme selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en partie des compresseurs (75 et 83) pour comprimer l'hydrogène et l'oxygène provenant d'un électrolyseur suivant la figure 1 et une rampe de chargement pour remplir en haute pression des bouteilles mobiles d'hydrogène et d'oxygène pour alimenter un chalumeau ou améliorer le fonctionnement d'une pile à hydrogène en enrichissant l'air avec de l'oxygène, pour souder, pour chauffer ou tout autre application sur un autre site d'intervention que celui où est installé 1 'électrolyseur d'eau par exemple ou pour stocker l'hydrogène et l'oxygène produit par un électrolyseur dans des bouteilles mobiles.
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