Brevet FR2497820A1 — publié le 19820716

La présente invention concerne un additif et un procédé pour améliorer la combustion d'un combustible pour moteur Diesel. Les combustibles pour moteur Diesel sont couramment utilisés pour la propulsion des véhicules, en particulier des véhi- cules automobiles (voitures et camions), des locomotives et des bateaux. Par suite des problèmes énergétiques actuels, on cherche à améliorer le rendement de la combustion de tels combustibles. Selon un de ses aspects, l'invention concerne un additif améliorant la combustion d'un combustible pour moteur Diesel utilisé pour la propulsion de véhicules et de bateaux qui est constitué d'un composé de calcium soluble ou dispersible dans l'huile et d'un composé de fer soluble ou dispersible dans l'huile en une quantité efficace pour améliorer la combustion d'un combustible pour moteur Diesel. Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne un combustible amélioré qui est un combustible pour moteur Diesel destiné à la propulsion de véhicules ou de bateaux dans lequel du fer et du calcium sont dissous ou dispersés en une quantité efficace pour amélio- rer le rendement de la combustion de ce combustible pour moteur Diesel. Le composé de calcium soluble ou dispersible dans l'huile peut être choisi parmi une grande diversité de composés solu- bles ou dispersibles dans le combustible pour moteur Diesel. On peut citer comme exemples caractéristiques de composés organiques ou minéraux appropriés du calcium qui sont solubles ou dispersibles dans le combustible pour moteur Diesel: un sulfonate de calcium, le naphténate de calcium, un carboxylate de calcium, le carbonate de calcium et l'hydroxyde de calcium. Le composé de fer soluble ou dispersible dans l'huile peut Etre choisi parmi une grande diversité de composés solubles ou dispersibles dans le combustible pour moteur Diesel. On peut citer comme exemples caractéristiques des composés organiques et minéraux appropriés du fer qui sont solubles ou dispersibles dans le combustible pour moteur Diesel, le naphténate de fer, le ferrocène et l'oxyde de fer. Le choix d'une combinaison des composés de calcium et de fer solubles ou dispersibles dans l'huile convenant à un combus- tible pour moteur Diesel particulier est de la compétence de l'homme de l'art connaissant l'invention. La combinaison préférée est repré- sentée par un sulfonate de calcium et le naphténate de fer. La demanderesse a découvert que L'emploi d'une combi- naison du composé de fer et du composé de calcium apporte une amélio- ration inattendue du rendenment de la combustion d'un combustible pour moteur Diesel utilisé pour la propulsion de véhicules ou de bateaux qu'il est impossible d'obtenir lorsqu'on utilise l'un des composés en l'absence de l'autre. Cette amTelioration du rendement de la combus- tion se manifeste par une amdlioration du kilométrage parcouru par unité de combustible et/ou de la propreté du moteur et/ou de la sup- pression des fumées et/ou du rendement du moteur. L'additif pour combustible ccntient les composés de fer et de calcium en des quantités efficaces pour améliorer la combustion. En général le rapport du calcium au fer est compris encre 0,Oi/1 et /1 et de préférence entre 1/1 et 10/1 (en poids). Le choix d'un rapport optimal pour une application particulière est de la compétence de l'homme de l'art connaissant l'i:vcntion. On utilise de préfdrcnce L'additif pour omustib e sous forme d'un additif liquide constitué des composés de fer et de calcium dissous dans une huile soluble dans le coautstibLe pour moteur Diesel. On peut utiliser une huile quelconque choisie parmi une grande diver- sité dont on peut citer comme exemples cir:Jctéristiques, 'b.uile Diesel légère, les huiles de process et iles huiles naphtêniques. La demanderesse a dcouverC que l'emploi de ces additifs améliore le rendement de la combustiont du combustible pour moteur Diesel comme le montre la diminution de l'éi.ssion des fumées et/ou l'accroissement du kilométrage et/ou l'amélioration de la propreté du moteur (diminution des dépôts dans le moteur) et/ou l'rméliToration du rendement du moteur. De plus les produits de combustion du fer et du calcium (oxydes de fer et de calcium) sont relativement peu dangereux dans les gaz d'échappement du mcteur. Par conséquent on obtient une amélioration de la combustion par emploi d'un additif qui n'a pas d'effet nuisible sur l'environnement. On ajoute l'additif au combustible pour moteur Diesel pour obtenir dans ce combustible une quantité de fer et de calcium dissous ou dispersés améliorant la combustion. En général, on obtient une amélioration du rendement de la combustion lorsque l'on utilise au moins 5 ppm de fer et au moins 5 ppm de calcium dans le combustible pour moteur Diesel (en poids). Dans la plupart des cas on emploie le calcium et le fer en des quantités respectives d'au moins 50 ppm et d'au moins 5 ppm. Généralement on n'ajoute pas le calcium et le fer en des quantités supérieures chacune à 100 ppm car l'emploi d'une quantité d'additif plus importante n'apporte pas d'avantages addi- tionnels. Le choix des quantités optimales de l'additif est de la compétence de l'homme de l'art connaissant l'invention. L'additif peut également contenir d'autres composants que l'on peut normalement ajouter à un combustible pour moteur Diesel. On peut citer comme exemples caractéristiques de telles matières, les dispersants et les émulsifiants. Bien que l'additif puisse être utilisé avec une grande diversité de combustibles pour moteur Diesel, il convient particu- lièrement bien à un combustible léger pour moteur Diesel tournant à vitesse élevée (à plus de 550 tr/min) tel qu'un moteur d'automobile ou de locomotive. L'invention est illustrée par les exemples non limi- tatifs suivants. Exemple 1 On mélange un composé de calcium soluble dans l'huile (sulfonate de calcium) et un composé de fer soluble dans l'huile (naphténate de fer) dans un rapport pondéraI de 8/1. On dilue le mélange avec du gasoil pour produire un additif contenant 4,8 % de calcium et 0,6 X de fer. On adresse l'additif à un laboratoire de recherche indépendant pour qu'il le soumette à un essai de suppression des fumées. Le protocole d'évaluation est le suivant: 1. On effectue l'essai avec un moteur d'essai Caterpillar 1Y73. Le combustible de base est constitué par les hydrocarbures Howell Cat 1-G2. On utilise pour mesurer la densité des fumées un appareil BoschFFAW68A Smoke Meter. 2. Fonctionnement de 2 heures avec le combustible de base (Cat 1-G2) - On maintient toutes les conditions de fonctionnement du moteur en suivant en continu la fumée d'echappement du moteur pour établir une valeur de base du taux de fumée. 3. Essai de 2 heures avec un mélange 600/1 de combustible de base et d'additif - (une partie d'additif pour 600 parties de combustible de base, en volumes). Comme dans le cas de l'essai avec le combus- tible de base, on maintient constantes toutes les conditions de fonctionnement du moteur mais on remplace le combustible par un mélange 600/1. On suit en continu les fumées d'échappement du moteur. 4. Essai de fonctionnement de 2 heures avec un mélange 400/1 de combus- tible de base et d'additif - (une partie d'additif pour 400 parties de combustible de base, en volume). Comme dans l'essai avec le combustible de base, on maintient constantes toutes les conditions de fonctionnement du moteur mais on utilise comme combustible un mélange 400/1. On buit en continu les fumées d'échappement du moteur. TAUX DE FUMEE D'ECHAPPEMENT MESURE Essai n" 1 Essai n' 2 Essai n" 3 Mesure combustible Base + Additif de base 600/1 400/1 1 2,4 1,6 2 2,4 1,7 1,7 3 2,4 1,6 1,7 4 2,3 1,4 1,5 2,4 1,6 1,5 6 2,4 1,6 1,7 7 2,3 1,9 8 2,6 1,6 9 2,4 1,5 1,5 2,5 1,5 1,6 2,41 x 1,60 x 1,60 = 0,088 = 0,141 0,093 Les valeurs indiquent une diminution de 34 %. du taux de fumée lorsqu'on utilise l'additif. Exemple 2 On prépare un additif par mélange d'un composé de calcium soluble dans l'huile et d'un composé de fer soluble dans l'huile dans du gasoil comme dans l'exemple 1. L'additif contient 4,8 % de calcium et 0,6 % de fer, en poids. On évalue l'additif sur une série de canions à la dose de 1 partie d'additif pour iOO parties de combustible en volumes. On évalue l'additif pendant 15 mois consé- cutifs au total. Les moteurs des camions sont des moteurs Cummins 270 et Cummins 290. On note chaque jour le kilométrage parcouru par litre de combustible consommé. On observe une amélioration moyenne de 4,3. du kilométrage parcouru par litre de combustible consommé. De plus 12 mois après l'emploi de l'additif, on met un camion à l'arrêt, on dépose le moteur et on l'examine. On n'observe aucun dépât sur les parties internes du moteur. Exemple 3 On prépare un additif par mélange d'un composé de calcium soluble dans l'huile et d'un composé de fer soluble dans l'huile dans du gasoil comme dans l'exemple 1. L'additif contient 4,8 / de calcium et 0,6 % de fer en poids. On évalue l'additif sur une série de camions à la dose de 1 partie d'additif pour 1000 parties de combustible en volumes. On évalue l'additif pendant dix mois consé- cutifs. Pour chaque trajet, on note le kilométrage parcouru par litre de combustible consommé. Les moteurs des camions sont des moteurs Caterpillar 325. On observe une amélioration moyenne de 11,0 % du kilométrage parcouru par litre de combustible consommé. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement A titre d'exemples non limitatifs sans sor- tir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Additif pour améliorer la combustion d'un combustible pour moteur Diesel utilisé pour la propulsion de véhicules et de bateaux, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un composé de calcium soluble ou dispersible dans l'huile et (b) un composé de fer soluble ou dispersible dans l'huile, lesdits composés (a) et (b) étant présents en une quantité efficace pour améliorer la combustion d'un combustible pour moteur Diesel. 2. Additif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport pondéral du composé de calcium au composé de fer est compris entre 0,01/1 et 100/1. 3. Additif selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que ledit rapport pondéral est compris entre 1/lI et 1i0/1. 4. Additif selon l'une quelconque des revendicattons précédentes, caractérisé en ce que le composé de calcium est un sulfo- nate de calcium. 5. Additif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composé de fer eit le napht,5,-te de fer. 6. Additif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'additif est un additif liquide et lesdits composés de fer et de calcium sont dissous dans une huile qui est soluble dans le combustible pour moteur Diesel. 7. Procédé pour améliorer la combustion d'un combustible pour moteur Diesel, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter au combustible pour moteur Diesel un additif améliorant la combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes.