WO2015145248A1 - Dispositif et procede de production d'un gaz inflammable pour moteur a explosion - Google Patents

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WO2015145248A1
WO2015145248A1 PCT/IB2015/000403 IB2015000403W WO2015145248A1 WO 2015145248 A1 WO2015145248 A1 WO 2015145248A1 IB 2015000403 W IB2015000403 W IB 2015000403W WO 2015145248 A1 WO2015145248 A1 WO 2015145248A1
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WO
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liquid
solid
hydrogen
outlet
engine
Prior art date
Application number
PCT/IB2015/000403
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas Tan-Minh DINH
Mohamed Aziz GAMMAR
Veronica BURON
Original Assignee
RAVET, Christophe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RAVET, Christophe filed Critical RAVET, Christophe
Publication of WO2015145248A1 publication Critical patent/WO2015145248A1/fr

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/08—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents with metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to an onboard device for implementing a chemical process for producing a flammable gas such as hydrogen, in order to optimize the efficiency of a motor fueled with hydrocarbons.
  • the present invention aims to optimize the combustion of fuels used in combustion engines.
  • this object is achieved by a device comprising a container, a cover, an inlet port, an outlet port and a tube "connected to the inlet port and located within the container.
  • the container contains a liquid and a solid capable of reacting with each other to produce a flammable gas.
  • the subject of the invention is also a process for producing hydrogen comprising the following steps:
  • This method has the particular advantage of not requiring any external energy input. In particular, it works without electrical energy.
  • the purpose of the device and method of the present invention is to reduce fuel consumption, to reduce the emissions of CO2, CO, nitrogen oxides, unburnt as well as other harmful gases resulting from combustion. hydrocarbons.
  • the device and method of the present invention offer the advantage of improving engine performance, in particular by producing more power for the same amount of fuel consumed.
  • the device and the method of the present invention also make it possible to limit engine fouling. Fouling of the engine can be further reduced by the better combustion of hydrocarbon residues in the cylinders.
  • the method and the device that is the subject of the present invention perform a cleaning of the engine. This has the effect of preserving the characteristic performance of the engine.
  • hydrogen is produced "on demand". More particularly, the amount of hydrogen produced is negligible when the engine is idling, or when it is off. The amount of hydrogen produced increases with high power demand. The higher the engine speed, the greater the hydrogen production.
  • FIG. A the device of the invention connected to a combustion engine with a turbocharger having an air inlet, a compressed air flow outlet and an exhaust gas outlet;
  • Figure B an exploded view of a container, a lid, a submerged tube, a filter and a filter support, constituting a device according to the invention
  • Figure C1 a perspective view of an embodiment of a lid
  • Figure C3 a side view in section of the cover of Figure C1;
  • the device of the present invention comprises a reservoir (1) containing a liquid and a solid immersed in this liquid or in contact with this liquid.
  • the reservoir or vessel (1) is preferably cylindrical and advantageously transparent so as to allow the gaseous releases produced by the contact of the solid and the liquid to be observed.
  • the reservoir (1) is made of a rigid material resistant to shocks and at high temperatures, preferably up to at least 120 ° C.
  • the reservoir (1) consists for example of a plastic polymer, possibly reinforced by the inclusion of fibers or other components.
  • An example of a preferred plastic polymer is ABS or poly (acetonitrile-butadiene-styrene).
  • the container (1) is of a variable volume depending on the amount of hydrogen to be produced.
  • the volume of the container (1) varies from 0.3 liter to 15 liters. It is more particularly between 0.6 and 12 liters. Particular examples of embodiment involve volumes of about 1 liter, 2 liters, 4 liters, 6 liters or 10 liters.
  • the solid may be in the form of metal platelets, suspended particles, or granules.
  • the solid is preferably in the form of platelets whose length can be up to about 45 mm and is preferably between 20 and 40 mm, more preferably between 25 and 35 mm.
  • the plates measure in particular 30 mm long.
  • the width of the wafers can be up to about 25 mm and is preferably between 8 and 20 mm and more preferably between 10 and 15 mm.
  • the pads measure in particular 12 mm wide.
  • the thickness of the wafers can be up to about 15 mm and is preferably between 10 and 15 mm, more preferably between 1 and 2 mm.
  • the platelets in particular have a thickness of about 1.8 mm.
  • the contact surface of a wafer with the liquid can be up to 2000 mm 2 and is preferably between 400 mm 2 and 1800 mm 2 and even more preferably between 800 and 900 mm 2 .
  • a wafer usually weighs about 1 gram.
  • the number of pads used depends on the type of vehicle and its engine.
  • the number of solid platelets immersed in the liquid generally varies from 1 to 100, preferably from 5 to 50.
  • the number of platelets increases proportionally with the volume of the liquid.
  • the mass of solid immersed or in contact with the liquid is between 10 and 30 grams per liter, preferably between 15 and 25 grams per liter of liquid.
  • about 20 grams of solid are used per liter of liquid.
  • the proportions of solid with respect to the liquid can be adapted according to the particular conditions of use.
  • Solid platelets are usually immersed in bulk in the liquid.
  • the wafers can be grouped together to form a cube (or parallelepiped) of solid, or a piece of solid with a thickness substantially greater than that of a wafer.
  • the platelets may be partially or completely replaced by compact cubes (or parallelepipeds) of solid, of comparable or identical composition.
  • the solid generally contains mainly magnesium. It may also contain other light metals.
  • the solid advantageously contains more than 90% magnesium. Ideally, the amount of magnesium in the solid is greater than or equal to about 95%.
  • the liquid is usually an aqueous solution of hydrogen chloride. It can also contain methanol, in variable proportion.
  • the volume of methanol then preferably represents at most 50% of the total volume of the liquid. All amounts of methanol less than 50% of the total volume are usable according to the specific needs of the user.
  • the methanol may be replaced in whole or in part by another alcohol miscible in water. Examples of miscible alcohols in water are ethanol, or possibly antifreeze products currently marketed.
  • the concentration of hydrogen chloride in the liquid is generally between 0.05 and 1.5 mol / l. Preferably, it is between 0.15 and 1.5 mol / l and it is in particular of the order of 0.3 mol / l. Such low concentrations have the double advantage of being low-risk and of causing only slow and slow consumption of platelets.
  • the volume of liquid varies depending on the type of vehicle and its engine. It is generally between 0.3 liter and 12 liters, preferably between 0.6 and 7 liters.
  • the tank (1) is equipped with a lid (2) for sealing the container.
  • a deformable seal capable of filling the small gaps can advantageously be placed between the reservoir (1) and the cover (2) to improve sealing.
  • a seal commonly used for this purpose can be adapted for the present invention.
  • the seal is made of polymer, for example silicone, and ring-shaped or toric.
  • the lid (2) is generally provided with an inlet (3) and an outlet (4).
  • the inlet (3) is connected to a tube (5) intended to be immersed in the liquid inside the tank (1).
  • the submerged tube (5) is open at its lower end so as to pass a gaseous flow, generally air, possibly compressed, through the liquid to make it yj
  • the submerged tube (5) can also be pierced with lateral orifices to optimize the diffusion of the gas flow through the liquid present in the container (1).
  • the submerged tube (5) is generally made of plastic material, preferably transparent PVC.
  • the outlet port (4) is connected to the engine inlet (6), either directly or via the line (7) connecting the turbocharger (8) to the engine.
  • the inlet (3) and outlet (4) ports are connected to the line (7) by the pipes (9, 10), which may be rigid or flexible, and whose diameter is adapted to the Flammable gas flow rate required, usually hydrogen. This diameter is generally between 3 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 15 mm. Depending on the motorization and requirements, the diameter of the pipes (9, 10) may be for example about 6 mm, 8 mm, 10 mm or 13 mm.
  • the device of the present invention may also be equipped with a pressure control system and / or a safety valve (16).
  • the security system (16) can be for example a manometer, allowing the reading of the pressure.
  • the security system (16) can also be equipped with pressure adjusting means, such as a screw or a wheel.
  • the safety system (16) allows the automatic evacuation of the gases under pressure in the container (1).
  • the gases are generally considered to be in overpressure when they have a pressure greater than 30 bars.
  • the security system (16) is advantageously adjusted to evacuate the gases when the pressure reaches about 25 bar.
  • Other thresholds for triggering the security system may be applied depending on the characteristics of the IJ uuu 4 (J
  • the device may also be equipped with at least a second tank (17) (see FIG. E) whose input is connected to the outlet of the first tank and whose output is connected to the line (7) connecting the turbocharger ( 8) to the engine inlet (6).
  • This second tank may alternatively be equipped with an open tube at its lower, comparable end or tube (5) of the tank (1) and contain a liquid and a solid comparable or identical to the liquid and the solid used in the tank (1) .
  • the second reservoir remains empty and has the function of only storing the gases produced in the reservoir (1).
  • the lid (2) is provided with a filter (11) preferably comprising non-woven fibers, such as cotton, cotton wool, or other comparable plant fibers.
  • the lid may furthermore also be provided with a filter support (12) for the filter (11).
  • the lid (2) is, as such, object of the invention.
  • An example of a preferred cover is shown in FIGS. C1 to C4, in which a regulating member (13) can be seen to adapt the flow rate of the gas stream (for example air) enriched with flammable gas (for example hydrogen) to the engine inlet (6).
  • the adjustment member (13) therefore allows adjustment, generally manual, of the gas flow rate according to the particular characteristics of the engine.
  • This adjustment member may be for example a screw, obstructing progressively the outlet orifice (4).
  • the adjusting element (13) is preferably of conical or frustoconical shape.
  • the lid is further equipped with a connector (14) of specific diameter and preferably made of copper.
  • the diameter of this copper connector varies depending on the motorization and use. It is preferably between 1 mm and 15 mm.
  • the connector (14) may have a diameter of about 2mm, 6mm, 10mm or 12mm.
  • the output of the device is connected to the engine inlet (6).
  • the output of the device is connected to the line (7) connecting the turbocharger (8) to the inlet of the engine (6) upstream of a cooler (15), intended to lower the temperature of the mixture of compressed air and hydrogen produced by the device.
  • the mixture of air and hydrogen produced by the device of the present invention is dispensed to the engine at a temperature substantially equal to that of the outside of the vehicle.
  • the subject of the present invention is also the chemical process for producing hydrogen, described by the following reaction:
  • the reaction takes place spontaneously on the surface of the solid, exothermically.
  • the production of hydrogen varies according to the flow rate of the gas stream, generally air, flowing into the liquid of the container (1) through the submerged tube (5).
  • the flow of gas flow is zero when the engine is stopped. In this case, the production of hydrogen is negligible.
  • the gas flow rate increases with the engine speed and promotes the reaction through the bubbling of this flow in the liquid element, which causes agitation promoting the chemical reaction. Hydrogen production increases with engine speed.
  • Magnesium is present in metallic form, substantially pure. Alternatively, magnesium is associated with other elements, in the form of alloys or conglomerates.
  • the hydrogen chloride may be in excess of the stoichiometry of the reaction indicated above.
  • the chemical process that is the subject of the present invention comprises the following steps:
  • a gas flow rate eg, air
  • the flammable gas eg, hydrogen
  • the flammable or explosive gas produced is injected into the engine inlet through the pipe (7).
  • the present invention also relates to a kit easily adaptable to commonly marketed motors.
  • This kit comprises a container (1) optionally associated with at least one second container cf. Fig. E, a cover (2), an inlet (3), an outlet (4), a tube (5) connectable to the inlet (3) and container (1) and optionally a filter (11) for the outlet (4) and a filter support (12).
  • the kit according to the invention further comprises a refill comprising a certain amount of liquid and a certain amount of solid packaged separately from one another.
  • the kit may additionally contain connection hoses (9, 10).
  • the refill makes it possible to replace the corresponding elements in the container (1), once used.
  • the refill can be marketed independently of the device described above.
  • the refill, comprising the solid and the liquid packaged separately, is also an object of the invention as such.
  • Any internal combustion engine may be equipped with the device that is the subject of the present invention.
  • the vehicles concerned include road, river or sea transport vehicles as well as airplanes, helicopters and similar motorized vehicles.
  • Road transport vehicles are preferably concerned by the subject of the present invention. They include light tourism vehicles, heavy goods vehicles, motorized two-wheelers.
  • Any type of internal combustion engine may be equipped with the device that is the subject of the present invention, whether it be of the diesel, gasoline or LPG type.
  • fuel is understood to mean the hydrocarbons generally used to fuel combustion engines, derived from petroleum or biological products.
  • Fuels include, for example, gas oil, gasoline, LPG, kerosene, as well as products intended for boat engines, biofuels, and fuels derived from bacteriological production.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif embarqué permettant de mettre en œuvre un procédé chimique de production d'un gaz inflammable tel que l'hydrogène, en vue d'optimiser le rendement d'un moteur alimenté en hydrocarbures. Ce dispositif a ceci de particulier qu'il comprend un récipient (1), un couvercle (2), un orifice d'entrée (3), un orifice de sortie (4), ainsi qu'un tube (5) connecté à l'orifice d'entrée (3) et situé à l'intérieur du récipient (1), le récipient (1) contenant un liquide et un solide susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire de 1 ' hydrogène. L'invention a également trait à un procédé chimique de production d'hydrogène comprenant les étapes suivantes : a) la mise en contact d'un liquide et d'un solide susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire un gaz inflammable, b) l'agitation du liquide et/ou du solide au moyen d'un flux gazeux et c) la libération du gaz inflammable. Enfin, l'invention propose également un kit adaptable sur un moteur à explosion.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION D'UN GAZ INFLAMMABLE
POUR MOTEUR À EXPLOSION
La présente invention a pour objet un dispositif embarqué permettant de mettre en œuvre un procédé chimique de production d'un gaz inflammable tel que l'hydrogène, en vue d'optimiser le rendement d'un moteur alimenté en hydrocarbures .
Arrière-plan de l'invention
Il est connu que l'ajout d'hydrogène permet d'optimiser la combustion des hydrocarbures et de minimiser leur consommation. Les procédés actuellement connus sont basés sur 1 ' électrolyse et nécessitent l'apport d'énergie électrique, ce qui diminue leur performance.
Exposé sommaire de l'invention
La présente invention a pour but d'optimiser la combustion des carburants utilisés dans les moteurs à explosion .
Selon l'invention, ce but est atteint par un dispositif comprenant un récipient, un couvercle, un orifice d'entrée, un orifice de sortie ainsi qu'un tube " connecté à l'orifice d'entrée et situé à l'intérieur du récipient.
Avantageusement, le récipient contient un liquide et un solide susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire un gaz inflammable.
L'invention a également pour objet un procédé de production d'hydrogène comprenant les étapes suivantes :
a) la mise en contact d'un liquide et d'un solide susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire un gaz inflammable , b) l'agitation du liquide et/ou du solide au moyen d'un flux gazeux et
c) la libération du gaz inflammable.
Ce procédé a notamment l'avantage de ne nécessiter aucun apport d'énergie extérieur. En particulier, il fonctionne sans énergie électrique. Le dispositif et le procédé de la présente invention ont pour objectif de diminuer la consommation de carburant, de diminuer les rejets de CO2, de CO, d'oxydes d'azote, d' imbrûlés ainsi que d'autres gaz nocifs résultant de la combustion des hydrocarbures.
Le dispositif et le procédé de la présente invention offrent l'avantage d'améliorer les performances du moteur, notamment en produisant plus de puissance pour une même quantité de carburant consommé. Le dispositif et le procédé de la présente invention permettent également de limiter l'encrassement du moteur. L'encrassement du moteur peut de plus être réduit grâce à la meilleure combustion des résidus d'hydrocarbures dans les cylindres. De fait, le procédé et le dispositif objet de la présente invention effectuent un nettoyage du moteur. Cela a pour effet de préserver les performances caractéristiques du moteur.
Dans le procédé et le dispositif objet de la présente invention, l'hydrogène est produit « à la demande ». Plus particulièrement, la quantité d'hydrogène produite est négligeable lorsque le moteur tourne au ralenti, ou lorsqu'il est éteint. La quantité d'hydrogène produit augmente lors d'une forte demande de puissance. Plus le régime du moteur est élevé, plus la production d'hydrogène est importante.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont maintenant être décrits en détail dans l'exposé suivant qui est donné en référence aux figures annexées, lesquelles représentent schématiquement : - figure A : le dispositif de l'invention connecté à un moteur à explosion muni d'un turbocompresseur ayant une entrée d'air, une sortie de flux d'air comprimé et une sortie de gaz d'échappement ;
figure B : une vue éclatée d'un récipient, d'un couvercle, d'un tube immergé, d'un filtre et d'un support de filtre, constituants d'un dispositif selon l'invention;
figure Cl : une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un couvercle ;
- figure C2 : une vue de face du couvercle de la figure
Cl ;
- figure C3 : une vue de côté en coupe du couvercle de la figure Cl ;
- figure D : le dispositif selon l'invention, connecté à l'admission d'un moteur non équipé d'un turbocompresseur ; et
- figure E : un dispositif selon un mode de réalisation avantageux de l'invention.
Exposé détaillé de l'invention
Le dispositif de la présente invention comprend un réservoir (1) contenant un liquide et un solide immergé dans ce liquide ou en contact avec ce liquide. Le réservoir ou récipient (1) , est de préférence cylindrique et avantageusement transparent de manière à permettre d'observer les dégagements gazeux produits par le contact du solide et du liquide. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le réservoir (1) est constitué d'un matériau rigide, résistant aux chocs et à des températures élevées, de préférence jusqu'à au moins 120°C. Le réservoir (1) est constitué par exemple d'un polymère plastique, éventuellement renforcé par l'inclusion de fibres ou d'autres composants. Un , r ,
15/- U U U 4 0 3
exemple de polymère plastique avantageux est l'ABS ou poly (acétonytrile-butadiène-styrène) .
Le récipient (1) est d'un volume variable en fonction de la quantité d'hydrogène à produire. Le volume du récipient (1) varie de 0,3 litre à 15 litres. Il est plus particulièrement compris entre 0,6 et 12 litres. Des exemples particuliers de réalisation impliquent des volumes d'environ 1 litre, 2 litres, 4 litres, 6 litres ou 10 litres.
Le solide peut être sous forme de plaquettes métalliques, de particules en suspension, ou de granules. Le solide est de préférence sous forme de plaquettes dont la longueur peut aller jusqu'à environ 45 mm et est de préférence comprise entre 20 et 40 mm, plus préférentiellement encore entre 25 et 35 mm. Les plaquettes mesurent en particulier 30 mm de long.
La largeur des plaquettes peut aller jusqu'à environ 25 mm et elle est de préférence comprise entre 8 et 20 mm et plus préférentiellement encore entre 10 et 15 mm. Les plaquettes mesurent en particulier 12 mm de large.
L'épaisseur des plaquettes peut aller jusqu'à environ 15 mm et elle est de préférence comprise entre 10 et 15 mm, plus préférentiellement encore entre 1 et 2 mm. Les plaquettes ont en particulier une épaisseur de de l'ordre de 1,8 mm.
La surface de contact d'une plaquette avec le liquide peut aller jusqu'à 2000 mm2 et elle est de préférence comprise entre 400 mm2 et 1800 mm2 et plus préférentiellement encore entre 800 et 900 mm2.
Une plaquette pèse généralement environ 1 gramme.
Le nombre de plaquettes utilisées dépend du type de véhicule et de sa motorisation. Le nombre de plaquettes de solide immergées dans le liquide varie généralement de 1 à 100, préférentiellement de 5 à 50. Le nombre de plaquettes augmente proportionnellement avec le volume du liquide. D'une manière générale, la masse de solide immergé ou en contact avec le liquide est comprise entre 10 et 30 grammes par litre, préférentiellement entre 15 et 25 grammes par litre de liquide .
Selon un mode de réalisation avantageux, environ 20 grammes de solide sont utilisés par litre de liquide. Les proportions de solide par rapport au liquide peuvent être adaptées en fonction des conditions particulières d'utilisation. Les plaquettes de solide sont généralement immergées en vrac dans le liquide.
Selon un mode de réalisation convenant notamment aux plus gros moteurs, les plaquettes peuvent être regroupées de manière à constituer un cube (ou parallélépipède) de solide, ou un morceau de solide d'épaisseur sensiblement plus élevée que celle d'une plaquette.
Alternativement, les plaquettes peuvent être partiellement ou totalement remplacées par des cubes (ou parallélépipèdes) compacts de solide, de composition comparable ou identique.
Selon un mode de réalisation, on peut utiliser à la fois des plaquettes et des cubes (ou parallélépipèdes) de solide, dans toutes les proportions, en fonction des besoins.
Le solide contient en général essentiellement du magnésium. Il peut également contenir d'autres métaux légers. Le solide contient avantageusement plus de 90% de magnésium. Idéalement, la quantité de magnésium dans le solide est supérieure ou égale à environ 95%.
Le liquide est généralement une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène. Il peut également contenir du méthanol, en proportion variable. Le volume de méthanol représente alors de préférence au plus 50% du volume total du liquide. Toutes les quantités de méthanol inférieures à 50% du volume total sont utilisables en fonction des besoins spécifiques de 1 ' utilisateur . Alternativement, le méthanol peut être remplacé en tout ou partie par un autre alcool miscible dans l'eau. Des exemples d'alcools miscibles dans l'eau sont l'éthanol, ou éventuellement des produits antigel couramment commercialisés .
La concentration du chlorure d'hydrogène dans le liquide est généralement comprise entre 0,05 et 1,5 mol/1. De préférence, elle est comprise entre 0,15 et 1,5 mol/1 et elle est en particulier de l'ordre de 0,3 mol/1. Des concentrations aussi basses ont le double avantage d'être peu dangereuses et de ne provoquer qu'une faible et lente consommation des plaquettes .
Le volume de liquide varie en fonction du type de véhicule et de sa motorisation. Il est généralement compris entre 0,3 litre et 12 litres, de préférence entre 0,6 et 7 litres .
Le réservoir (1) est équipé d'un couvercle (2), destiné à fermer le récipient de manière étanche . Un joint déformable et apte à combler les petits interstices peut avantageusement être placé entre le réservoir (1) et le couvercle (2) pour améliorer 1 ' étanchéité . Un joint d'étanchéité couramment utilisé à cet effet peut être adapté pour la présente invention .
Dans un mode particulier de réalisation, le joint est en polymère, par exemple en silicone, et de forme annulaire ou torique .
Le couvercle (2) est généralement muni d'un orifice d'entrée (3) et d'un orifice de sortie (4) .
L'orifice d'entrée (3) est connecté à un tube (5) destiné à être immergé dans le liquide à l'intérieur du réservoir (1) . Le tube immergé (5) est ouvert à son extrémité inférieure de manière à laisser passer un flux gazeux, en général d'air, éventuellement comprimé, à travers le liquide pour le faire y j
réagir avec le solide. Le tube immergé (5) peut également être percé d'orifices latéraux permettant d'optimiser la diffusion du flux gazeux à travers le liquide présent dans le récipient (1) . Le tube immergé (5) est généralement constitué de matière plastique, de préférence du PVC transparent.
L'orifice de sortie (4) est connecté à l'orifice d'admission du moteur (6), soit directement, soit par l'intermédiaire de la ligne (7) reliant le turbocompresseur (8) au moteur. Dans ce dernier cas, les orifices d'entrée (3) et de sortie (4) sont reliés à la ligne (7) par les conduites (9, 10) , qui peuvent être rigides ou souples, et dont le diamètre est adapté au débit de gaz inflammable nécessaire, en général de l'hydrogène. Ce diamètre est généralement compris entre 3 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 15 mm. En fonction de la motorisation et des besoins, le diamètre des conduites (9, 10) peut être par exemple d'environ 6 mm, 8 mm, 10 mm ou 13 mm.
Le dispositif objet de la présente invention peut également être équipé d'un système de contrôle de pression et/ou d'une valve de sécurité (16) . Le système de sécurité (16) peut être par exemple un manomètre, permettant la lecture de la pression. Le système de sécurité (16) peut également être équipé d'un moyen de réglage de pression, tel une vis ou une molette. Idéalement, le système de sécurité (16) permet l'évacuation automatique des gaz en surpression dans le récipient (1) .
Les gaz sont généralement considérés comme étant en surpression lorsqu'ils ont une pression supérieure à 30 bars. Le système de sécurité (16) est avantageusement réglé pour évacuer les gaz lorsque la pression atteint environ 25 bars. D'autres seuils de déclanchement du système de sécurité peuvent être appliqués en fonction des caractéristiques du I J ' u u u 4 (J
dispositif, des normes en vigueur, ou des modes d'utilisation particulier de la présente invention.
Le dispositif peut également être équipé d'au moins un deuxième réservoir (17) (cf. figure E) dont l'entrée est reliée à la sortie du premier réservoir et dont la sortie est connectée à la ligne (7) reliant le turbocompresseur (8) à l'orifice d'admission du moteur (6) . Ce deuxième réservoir peut alternativement être équipé d'un tube ouvert à son extrémité inférieure, comparable ou tube (5) du réservoir (1) et contenir un liquide et un solide comparables ou identiques au liquide et au solide utilisés dans le réservoir (1) . Dans un mode privilégié de fonctionnement, le second réservoir reste vide et n'a pour fonction que de stocker les gaz produits dans le réservoir (1) .
Grâce à une telle disposition en série, visible sur la figure E, il est possible de produire une plus grande quantité d'hydrogène, ce qui est particulièrement utile dans le cas d'une demande ponctuellement élevée.
Selon un mode de réalisation avantageux, le couvercle (2) est muni d'un filtre (11) comprenant de préférence des fibres non tissées, telles que du coton, de la ouate, ou d'autres fibres végétales comparables. Le couvercle peut en outre être également muni d'un support de filtre (12) pour le filtre (11) .
Le couvercle (2) est, en tant que tel, objet de l'invention. Un exemple d'un couvercle préféré est représenté sur les figures Cl à C4 où l'on peut voir un organe de réglage (13) destiné à adapter le débit du flux gazeux (par exemple l'air) enrichi en gaz inflammable (par exemple l'hydrogène) vers l'admission du moteur (6) . L'organe de réglage (13) permet donc un réglage, généralement manuel, du débit gazeux en fonction des caractéristiques particulières du moteur. Cet organe de réglage peut être par exemple une vis, obstruant de manière progressive l'orifice de sortie (4). L'élément de réglage (13) est de préférence de forme conique ou tronconique .
De préférence, le couvercle est de plus équipé d'un connecteur (14) de diamètre spécifique et préférentiellement constitué de cuivre. Le diamètre de ce connecteur en cuivre varie en fonction de la motorisation et de l'utilisation. Il est préférablement compris entre 1 mm et 15 mm. Dans des modes de réalisation spécifiques, le connecteur (14) peut avoir un diamètre d'environ 2 mm, 6 mm, 10 mm ou 12 mm.
Comme on peut le voir sur la figure D, la sortie du dispositif est connectée à l'orifice d'admission du moteur (6) .
Selon un mode de réalisation avantageux, la sortie du dispositif est connectée à la ligne (7) reliant le turbocompresseur (8) à l'orifice d'admission du moteur (6) en amont d'un refroidisseur (15), destiné à abaisser la température du mélange d'air comprimé et d'hydrogène produit par le dispositif. Idéalement, le mélange d'air et d'hydrogène produit par le dispositif de la présente invention est dispensé au moteur à une température sensiblement égale à celle de l'extérieur du véhicule.
La présente invention a également pour objet le procédé chimique permettant de produire l'hydrogène, décrit par la réaction suivante:
Mg + 2 HC1 - MgCl2 + H2
dans laquelle le magnésium provient du solide contenu dans le réservoir (1) et HC1 provient du liquide également présent dans le réservoir (1) .
La réaction a lieu spontanément à la surface du solide, de manière exothermique. La production d'hydrogène varie en fonction du débit de flux gazeux, généralement de l'air, affluant dans le liquide du récipient (1) par le tube immergé (5) . Le débit de flux gazeux est nul lorsque le moteur est arrêté. Dans ce cas, la production d'hydrogène est négligeable. Le débit de flux gazeux augmente avec le régime du moteur et favorise la réaction grâce au barbotement de ce flux dans l'élément liquide, ce qui provoque une agitation favorisant la réaction chimique. La production d'hydrogène croît avec le régime du moteur.
Le magnésium est présent sous forme métallique, substantiellement pure. Alternativement, le magnésium est associé à d'autres éléments, sous forme d'alliage ou de conglomérats .
Le chlorure d'hydrogène peut être en excès par rapport à la stœchiométrie de la réaction indiquée ci-dessus.
Le procédé chimique objet de la présente invention comprend les étapes suivantes :
la mise en présence du solide (par ex. magnésium) avec le liquide (par ex. solution aqueuse de chlorure d■' hydrogène) ,
la mise en route du moteur pour produire un débit de flux gazeux (par ex., d'air) dans le milieu réactionnel. la libération du gaz inflammable (par exemple, l'hydrogène) sous forme de gaz.
Le gaz inflammable ou explosif produit est injecté dans l'admission du moteur à travers la conduite (7) .
Selon un autre aspect, la présente invention a également pour objet un kit facilement adaptable aux moteurs couramment commercialisés. Ce kit comprend un récipient (1) optionnellement associé à au moins un deuxième récipient cf. Fig. E, un couvercle (2), un orifice d'entrée (3), un orifice de sortie (4), un tube (5) connectable à l'orifice d'entrée (3) et pouvant être disposé à l'intérieur du récipient (1) et éventuellement un filtre (11) pour l'orifice de sortie (4) et un support de filtre (12) . Selon un mode de réalisation avantageux, le kit selon l'invention comprend en outre une recharge comprenant une certaine quantité de liquide et une certaine quantité de solide conditionnés séparément l'un de l'autre.
Le kit peut contenir en plus des flexibles de raccordement (9, 10) .
La recharge permet de remplacer les éléments correspondants dans le récipient (1), une fois usagés. La recharge peut être commercialisée indépendamment du dispositif décrit ci-dessus. La recharge, comprenant le solide et le liquide conditionnés séparément, est également objet de l'invention en tant que telle.
Tout moteur à explosion peut être équipé du dispositif objet de la présente invention. Les véhicules concernés incluent les véhicules de transports routiers, fluviaux ou marins ainsi que les avions, hélicoptères et autres véhicules motorisés similaires. Les véhicules de transports routiers sont de préférence concernés par l'objet de la présente invention. Ils incluent les véhicules légers de tourisme, les poids lourds, les deux-roues motorisés. Tout type de moteur à explosion peut être équipé du dispositif objet de la présente invention, qu'il soit du type diesel, à essence, ou qu'il fonctionne au GPL.
On entend par carburant les hydrocarbures généralement utilisés pour alimenter les moteurs à explosion, issus des produits pétroliers ou biologiques. Les carburants regroupent par exemple le gaz oil, l'essence, le GPL, le kérosène, ainsi que les produits destinés aux moteurs de bateaux, les biocarburants, et les carburants issus de productions bactériologiques .
En variante, plusieurs dispositifs peuvent être installés en parallèle, notamment dans le cas où le moteur contient plusieurs conduites d'admission.

Claims

O 2015/145248 PCT/IB20 î 5 / PCT/IB2015/000403 Revendications
1. - Dispositif permettant de produire de l'hydrogène, comprenant un récipient (1) , un couvercle (2) , un orifice d'entrée (3), un orifice de sortie (4), ainsi qu'un tube (5) connecté à l'orifice d'entrée (3) et situé à l'intérieur du récipient (1) , le récipient (1) contenant un liquide et un solide susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire de 1 ' hydrogène .
2. - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'orifice d'entrée (3) et l'orifice de sortie (4) se situent sur le couvercle (2) .
3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le couvercle (2) est en outre muni d'un organe de réglage (13) du débit à travers l'orifice de sortie (4) .
4. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le couvercle (2) comporte en outre une conduite en cuivre (14) reliant l'orifice de sortie (4) et l'organe de réglage (13 ) .
5. - Dispositif selon l'une des revendication 1 à 4, dans lequel le liquide comprend du chlorure d'hydrogène.
6. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le liquide comprend une solution aqueuse de chlorure d' hydrogène . PCT/IB20 1 5 / 0 ffP¾CT W/IB2015/000403
7. - Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la concentration du chlorure d'hydrogène dans le liquide est comprise entre 0,05 et 1,5 mol/1.
8. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le solide contient du magnésium.
9. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le solide comprend des plaquettes ayant chacune une surface de contact allant jusqu'à 2000 mm2.
10. - Utilisation du dispositif selon les revendications 1 à 9 dans un véhicule à moteur à explosion.
11. - Utilisation selon la revendication 10, l'orifice de sortie (4) du dispositif étant raccordé à l'orifice d'admission d'air (6) du moteur.
12. - Utilisation selon la revendication 10 ou 11, l'orifice d'entrée (3) étant raccordé à la sortie d'un turbocompresseur (8) .
13. - Utilisation selon l'une des revendications 10 à 12, l'orifice de sortie (4) étant raccordé à l'orifice d'admission d'air (6) du moteur en amont d'un refroidisseur (15) .
14. - Utilisation selon l'une des revendications 10 à 13, la production d'hydrogène croissant avec le régime du moteur.
15. - Moteur à explosion équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, l'orifice de sortie (4) étant raccordé à l'orifice d'admission (6) du moteur. /) ί) n O 2015/145248 PCT/IB2015/000403
16. - Procédé chimique de production d'hydrogène comprenant les étapes suivantes :
a) la mise en contact d'un liquide et d'un solide susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire de 1 ' hydrogène ,
b) l'agitation du liquide et/ou du solide au moyen d'un flux gazeux et
c) la libération de l'hydrogène.
17. - Procédé chimique selon la revendication 16, dans lequel le liquide comprend du chlorure d'hydrogène.
18. - Procédé selon la revendication 16 ou 17, dans lequel le liquide comprend une solution aqueuse de chlorure d' hydrogène .
19. - Procédé selon la revendication 18, dans lequel la concentration du chlorure d'hydrogène dans le liquide est comprise entre 0,05 et 1,5 mol/1.
20. - Procédé chimique selon l'une des revendications 16 à 19, dans lequel le solide comprend du magnésium.
21. - Procédé chimique selon l'une ou l'autre des revendications 16 à 20, dans lequel le solide comprend des plaquettes ayant chacune une surface de contact pouvant aller jusqu'à 2000 mm2.
22. - Procédé chimique selon l'une des revendications 16 à 21, dans lequel le flux gazeux est un flux d'air, éventuellement comprimé . O 2015/145248 PCT/IB20 1 G / n PCT/IB2015/000403
' 3 / 0 ϋ u 403
23. - Utilisation du procédé selon les revendications 16 à 22 dans un moteur à explosion.
24. - Utilisation du procédé selon la revendication 23, l'hydrogène produit étant introduit dans l'air admis dans le moteur.
25. - Kit adaptable sur un moteur à explosion, en particulier de véhicule, comprenant un récipient (1), un couvercle (2), un orifice d'entrée (3), un orifice de sortie (4), un tube (5) connectable à l'orifice d'entrée (3) et pouvant être disposé à l'intérieur du récipient (1) et éventuellement un filtre (11) pour l'orifice de sortie (4) et un support de filtre (12), ainsi qu'une recharge incluant un liquide et un solide conditionnés séparément l'un de l'autre, ce liquide et ce solide étant susceptibles de réagir l'un avec l'autre pour produire de l'hydrogène.
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