FR2837841A1 - GAS FUEL GENERATOR - Google Patents
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Abstract
Ce générateur de combustible gazeux comprend un dispositif de commande (10) pour fournir et régler du courant. Un ensemble de production de gaz (20) est alimenté par le courant fourni par le dispositif de commande pour produire du combustible gazeux. Un tube (30) a une extrémité qui communique avec l'ensemble de production de gaz pour transporter la combustible gazeux. Une vanne de réglage (40) est placée sur le tube pour commander le débit du combustible gazeux dans le tube. Un capteur de pression (50) est placé sur le tube pour détecter la pression du combustible gazeux dans le tube et envoyer des signaux de détection au dispositif de commande pour qu'il règle le taux de production de combustible gazeux de l'ensemble de production de gaz, et un brûleur (60) communique avec l'autre extrémité du tube pour recevoir le combustible gazeux et pour brûler le combustible gazeux.This gaseous fuel generator comprises a controller (10) for supplying and regulating current. A gas production assembly (20) is powered by current supplied by the controller to produce gaseous fuel. A tube (30) has one end that communicates with the gas production assembly to transport the gaseous fuel. A control valve (40) is placed on the tube to control the flow of gaseous fuel through the tube. A pressure sensor (50) is placed on the tube to sense the pressure of the gaseous fuel in the tube and send sensing signals to the controller to adjust the rate of gaseous fuel production of the production assembly. gas, and a burner (60) communicates with the other end of the tube to receive the gaseous fuel and to burn the gaseous fuel.
Description
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Générateur de combustible gazeux
La présente invention concerne un générateur de combustible, et plus particulièrement un générateur de combustible gazeux, qui peut fournir le combustible avec un débit constant. Gaseous fuel generator
The present invention relates to a fuel generator, and more particularly to a gaseous fuel generator, which can supply the fuel with a constant flow rate.
Dans l'art antérieur, un générateur de combustible gazeux conventionnel dispose d'un dispositif de commande du courant électrique pour commander une cellule électrolytique, qui peut réaliser l'électrolyse de l'eau pour produire un mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux. Une vanne est prévue pour commander le débit du mélange gazeux et l'envoyer à un brûleur. Le brûleur sert à brûler le mélange gazeux et le dispositif de commande du courant électrique est utilisé pour fournir l'énergie nécessaire pour que la cellule électrolytique produise l'électrolyse de l'eau. In the prior art, a conventional gaseous fuel generator has an electric current control device for controlling an electrolytic cell, which can carry out the electrolysis of water to produce a mixture of hydrogen and oxygen gas . A valve is provided to control the flow of the gas mixture and send it to a burner. The burner is used to burn the gas mixture and the electric current control device is used to supply the energy necessary for the electrolytic cell to produce the electrolysis of water.
En pratique, l'opérateur doit d'abord mettre en marche le dispositif de commande du courant électrique pour entraîner la cellule électrolytique afin que celle-ci produise le mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux. Ensuite, l'opérateur doit contrôler à la fois le dispositif de commande du courant électrique et la vanne pour avoir un débit voulu du mélange gazeux transmis au brûleur. Mais les facteurs qui influent sur la réaction électrolytique sont très complexes, comme la température, la vitesse de réaction, le rendement de l'électrolyse, etc. L'opérateur peut difficilement obtenir une quantité égale et un débit constant lors de la production du mélange gazeux à chaque instant de la période de brûlage. Ceci rend instables les flammes produites par le brûleur. La procédure de commande manuelle ne répond pas aux exigences de la commande automatique de l'industrie moderne In practice, the operator must first turn on the electric current control device to drive the electrolytic cell so that it produces the mixture of hydrogen and oxygen gas. Then, the operator must control both the electric current control device and the valve to have a desired flow of the gas mixture transmitted to the burner. But the factors that influence the electrolytic reaction are very complex, such as temperature, reaction rate, efficiency of electrolysis, etc. It is difficult for the operator to obtain an equal quantity and a constant flow rate during the production of the gas mixture at each instant of the burning period. This makes the flames produced by the burner unstable. Manual control procedure does not meet the requirements of modern industry automatic control
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et elle ne permet pas d'avoir un contrôle précis. En outre, en consom- mant une quantité importante d'énergie électrique, on ne produit qu'une faible quantité de mélange gazeux, une partie de l'énergie étant perdue dans le réglage. and it does not allow for precise control. In addition, by consuming a large amount of electrical energy, only a small amount of gas mixture is produced, part of the energy being lost in the control.
L'inventeur a proposé des inventions qui se rapportent aux problèmes évoqués ci-dessus, par exemple le brevet taiwanais n 113039, le brevet taiwanais n 115306, le brevet taiwanais n 123279 et le brevet taiwanais n 409828. The inventor has proposed inventions which relate to the problems discussed above, for example Taiwanese patent No. 113039, Taiwanese patent No. 115306, Taiwanese patent No. 123279 and Taiwanese patent No. 409828.
Le principal objectif de la présente invention est de proposer un générateur de combustible gazeux, qui peut fournir de manière constante un mélange gazeux d'hydrogène et d'oxygène pendant la période de brûlage. The main objective of the present invention is to provide a gaseous fuel generator, which can constantly supply a gaseous mixture of hydrogen and oxygen during the burning period.
Le générateur de combustible gazeux selon la présente inven- tion comprend un dispositif de commande pour fournir et régler du courant. Un ensemble de production de gaz est alimenté par le courant fourni par le dispositif de commande pour produire du combustible gazeux. Un tube a une extrémité qui communique avec l'ensemble de production de gaz pour transporter la combustible gazeux. Une vanne de réglage est placée sur le tube pour commander le débit du combus- tible gazeux dans le tube. Un capteur de pression est placé sur le tube pour détecter la pression du combustible gazeux dans le tube et envoyer des signaux de détection au dispositif de commande pour qu'il règle le taux de production de combustible gazeux de l'ensemble de production de gaz, et un brûleur communique avec l'autre extrémité du tube pour recevoir le combustible gazeux et pour brûler le combustible gazeux. The gaseous fuel generator according to the present invention comprises a control device for supplying and regulating current. A gas production assembly is powered by the current supplied by the controller to produce gaseous fuel. A tube has one end which communicates with the gas production assembly for transporting the gaseous fuel. An adjustment valve is placed on the tube to control the flow of gaseous fuel through the tube. A pressure sensor is placed on the tube to detect the pressure of the gaseous fuel in the tube and send detection signals to the control device so that it regulates the rate of gaseous fuel production of the gas production assembly, and a burner communicates with the other end of the tube to receive the gaseous fuel and to burn the gaseous fuel.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins d'accom- pagnement, dans lesquels : la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un premier mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un deuxième mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention ; The present invention will be better understood on reading the following detailed description, made with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of a first preferred embodiment of the present invention; Figure 2 is a block diagram of a second preferred embodiment of the present invention; Figure 3 is a block diagram of a third preferred embodiment of the present invention;
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la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention. Figure 4 is a block diagram of a fourth preferred embodiment of the present invention.
En se référant à la figure 1, un générateur de combustible gazeux du premier mode de réalisation préféré de la présente invention comprend un dispositif de commande 10, un ensemble de production de gaz 20, un tube 30, une vanne de réglage 40, un capteur de pression 50 et un brûleur 60. Referring to Figure 1, a gaseous fuel generator of the first preferred embodiment of the present invention comprises a control device 10, a gas production assembly 20, a tube 30, an adjustment valve 40, a sensor pressure 50 and a burner 60.
Le dispositif de commande 10 est un dispositif de commande de courant électrique 11 dans le présent mode de réalisation, qui four- nit l'énergie électrique nécessaire à l'ensemble de production de gaz
20. The controller 10 is an electrical current controller 11 in the present embodiment, which provides the electrical energy required for the gas generating assembly
20.
L'ensemble de production de gaz 20 comporte une cellule électrolytique 21 et deux électrodes 211 dans la cellule électrolytique
21. L'ensemble de production de gaz 20 sert à réaliser l'électrolyse de l'eau pour produire un mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux, qui est transporté par le tube 30. La quantité et le taux de production du mélange gazeux dépendent du courant continu provenant du dispositif de commande 10. The gas production assembly 20 comprises an electrolytic cell 21 and two electrodes 211 in the electrolytic cell
21. The gas production assembly 20 serves to carry out the electrolysis of water to produce a mixture of hydrogen and oxygen gas, which is transported by the tube 30. The quantity and the rate of production of the mixture gaseous depend on the direct current coming from the control device 10.
La vanne de réglage 40 sert à commander le débit du mélange gazeux dans le tube 30. The adjustment valve 40 is used to control the flow of the gas mixture in the tube 30.
Le capteur de pression 50 sert à détecter la pression du mélange gazeux dans le tube 30. La valeur mesurée est comparée à la dernière valeur mesurée pour être convertie en un signal électrique de rétroaction fourni au dispositif de commande de courant électrique 11 du dispositif de commande 10. Le dispositif de commande de courant électrique 11 peut ajuster le courant électrique fourni à la cellule électrolytique 20 en fonction du signal fourni par le capteur de pression 50. Ainsi, la quantité et le taux de production du mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux dans la cellule électrolytique 21 peuvent être commandés automatique- ment et avec précision dans un état stable. Le capteur de pression 50 peut être un capteur électronique ou un capteur mécanique. The pressure sensor 50 is used to detect the pressure of the gas mixture in the tube 30. The measured value is compared with the last measured value to be converted into an electrical feedback signal supplied to the electric current control device 11 of the control device 10. The electric current control device 11 can adjust the electric current supplied to the electrolytic cell 20 according to the signal supplied by the pressure sensor 50. Thus, the quantity and production rate of the mixture of hydrogen and oxygen gas in the electrolytic cell 21 can be controlled automatically and precisely in a stable state. The pressure sensor 50 can be an electronic sensor or a mechanical sensor.
Le brûleur 60 peut être un appareil de soudage, un appareil de chauffage, un dispositif motorisé d'un four, un four de boulanger ou une étuve, etc. qui communique avec le tube 30 pour recevoir le mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux. Le brûleur 60 comporte une The burner 60 can be a welding device, a heating device, a motorized device of an oven, a baker's oven or an oven, etc. which communicates with the tube 30 to receive the mixture of hydrogen and oxygen gas. The burner 60 has a
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valve unidirectionnelle 61 entre l'orifice d'entrée du brûleur 60 et le tube 30 pour empêcher le mélange gazeux de revenir dans le tube 30. unidirectional valve 61 between the burner inlet orifice 60 and the tube 30 to prevent the gas mixture from returning to the tube 30.
Le générateur de combustible gazeux de la présente invention peut commander avec précision la quantité et le taux de production du mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux grâce au capteur de pression 50 qui fournit des signaux de tension électrique ou de résistance en fonction de la variation de pression du mélange gazeux dans le tube 30. Ces signaux sont envoyés au dispositif de commande de courant électrique 11 pour que celui-ci ajuste le courant électrique fourni à la cellule électrolytique 21. En d'autres termes, si la pression dans le tube 30 est réglée à 1,013.105 Pa (1 atm) mais que la valeur mesurée par le capteur de pression 50 est de 0,912.105 Pa (0,9 atm), le dispositif de commande de courant électrique augmente le courant fourni à la cellule électrolytique 21 pour permettre à la cellule électrolytique 21 de produire le mélange gazeux avec un taux de production plus élevé. The gaseous fuel generator of the present invention can precisely control the quantity and the rate of production of the mixture of hydrogen and oxygen gas by means of the pressure sensor 50 which provides electrical voltage or resistance signals depending on the pressure variation of the gas mixture in the tube 30. These signals are sent to the electric current control device 11 so that the latter adjusts the electric current supplied to the electrolytic cell 21. In other words, if the pressure in the tube 30 is set at 1.013.105 Pa (1 atm) but the value measured by the pressure sensor 50 is 0.912.105 Pa (0.9 atm), the electric current control device increases the current supplied to the electrolytic cell 21 for allow the electrolytic cell 21 to produce the gas mixture with a higher production rate.
Ceci permet de maintenir constant le taux de production du mélange gazeux dans le générateur de combustible gazeux et donc d'avoir un état de brûlage stable au niveau du brûleur 60, de réduire la vitesse de la réaction électrolytique, le vieillissement des électrodes et la variation de température. This makes it possible to keep the production rate of the gas mixture constant in the gas fuel generator and therefore to have a stable burning state at the burner 60, to reduce the speed of the electrolytic reaction, the aging of the electrodes and the variation of temperature.
La figure 2 montre un générateur de combustible gazeux du deuxième mode de réalisation préféré de la présente invention, qui est similaire au premier mode de réalisation préféré, mis à part le fait qu'en outre est prévue une chambre de mélange 22 placée dans l'ensemble de production de gaz 20, qui contient une solution d'hydro- carbure 221 et un gaz d'hydrocarbure 222 (formé par évaporation de la solution 221). Un tube relie la cellule électrolytique 21 à la chambre de mélange 22, et son extrémité débouche dans la solution d'hydrocar- bure 221 pour augmenter la vitesse d'évaporation de la solution 221 pour produire le gaz 222. Le dispositif de commande 10 comporte un dispositif de commande de courant électrique 11 et une pompe 12 pour pomper de l'air, qui contient 1/5e d'oxygène, de l'extérieur de la solu- tion d'hydrocarbure 221 à la chambre de mélange 22 pour augmenter la vitesse d'évaporation de la solution 221 pour produire le gaz 222. Le taux d'évaporation de la solution d'hydrocarbure 221 en gaz 222 Figure 2 shows a gaseous fuel generator of the second preferred embodiment of the present invention, which is similar to the first preferred embodiment, apart from the fact that in addition there is provided a mixing chamber 22 placed in the gas production assembly 20, which contains a hydrocarbon solution 221 and a hydrocarbon gas 222 (formed by evaporation of solution 221). A tube connects the electrolytic cell 21 to the mixing chamber 22, and its end opens into the hydrocarbon solution 221 to increase the rate of evaporation of the solution 221 to produce the gas 222. The control device 10 comprises an electric current control device 11 and a pump 12 for pumping air, which contains 1 / 5th of oxygen, from the outside of the hydrocarbon solution 221 to the mixing chamber 22 to increase the rate of evaporation of solution 221 to produce gas 222. The rate of evaporation of hydrocarbon solution 221 into gas 222
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dépend de la quantité d'air pompée par la pompe 12 jusqu'à la chambre de mélange 22. Une quantité d'air plus importante dans la chambre de mélange 22 va augmenter le taux d'évaporation de la solution d'hydrocarbure 221 en gaz 222. Au contraire, moins d'air va réduire le taux d'évaporation de la solution d'hydrocarbure 221 en gaz 222. Le capteur de pression 50 sert à détecter la pression dans le tube 30 et à envoyer un signal au dispositif de commande de courant électrique 11. depends on the amount of air pumped by the pump 12 to the mixing chamber 22. A greater amount of air in the mixing chamber 22 will increase the rate of evaporation of the hydrocarbon solution 221 into gas 222. On the contrary, less air will reduce the rate of evaporation of the hydrocarbon solution 221 into gas 222. The pressure sensor 50 is used to detect the pressure in the tube 30 and to send a signal to the control device of electric current 11.
La figure 3 montre un générateur de combustible gazeux du troisième mode de réalisation préféré de la présente invention, qui est similaire au deuxième mode de réalisation préféré, mis à part le fait que le capteur de pression 50 envoie le signal à la pompe 12 pour modifier la quantité d'air pompée jusqu'à la chambre de mélange 22 pour équilibrer la consigne et la sortie de mélange gazeux. Figure 3 shows a gaseous fuel generator of the third preferred embodiment of the present invention, which is similar to the second preferred embodiment, except that the pressure sensor 50 sends the signal to the pump 12 to modify the amount of air pumped to the mixing chamber 22 to balance the setpoint and the gas mixture outlet.
La figure 4 montre un générateur de combustible gazeux du quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention, qui est similaire au deuxième mode de réalisation préféré, mis à part le fait que le capteur de pression 50 envoie les signaux à la fois au dispositif de commande de courant électrique 11 et à la pompe 12 pour modifier le taux de production du mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux et le taux d'évaporation de la solution d'hydrocarbure 221. Figure 4 shows a gaseous fuel generator of the fourth preferred embodiment of the present invention, which is similar to the second preferred embodiment, apart from the fact that the pressure sensor 50 sends signals to both the electric current control 11 and at pump 12 to modify the rate of production of the mixture of hydrogen and oxygen gas and the rate of evaporation of the hydrocarbon solution 221.
En résumé, la présente invention fournit le capteur de pres- sion 50 pour mesurer la pression de gaz dans le tube 30 pour fournir un signal de rétroaction au dispositif de commande 10 afin de com- mander avec précision la vitesse de sortie du mélange d'hydrogène et d'oxygène gazeux du générateur de combustible gazeux de la présente invention pour que le débit reste stable. In summary, the present invention provides the pressure sensor 50 for measuring the gas pressure in the tube 30 to provide a feedback signal to the controller 10 to precisely control the output speed of the mixture of hydrogen and gaseous oxygen from the gaseous fuel generator of the present invention so that the flow rate remains stable.
Il est à noter que le mode de réalisation susmentionné de la présente invention utilise le capteur de pression 50 comme détecteur du système à rétroaction. Cependant, on peut utiliser un capteur de température à la place du capteur de pression pour détecter la tempéra- ture de l'ensemble de production de gaz 20 pour fournir un signal de rétroaction au dispositif de commande 10 afin de commander le débit de sortie du générateur de combustible gazeux. En outre, le capteur de pression et le capteur de température peuvent être utilisés simultané- ment pour réaliser une commande plus précise. It should be noted that the aforementioned embodiment of the present invention uses the pressure sensor 50 as the detector of the feedback system. However, a temperature sensor may be used in place of the pressure sensor to detect the temperature of the gas producing assembly 20 to provide a feedback signal to the controller 10 to control the output flow of the gaseous fuel generator. In addition, the pressure sensor and the temperature sensor can be used simultaneously for more precise control.
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