Brevet FR2502243A1 — publié le 19820924

Le rendement des moteurs à combustion interne est de l'ordre de 25 à 30% suivant le modèle. Des pertes considèrables proviennent du système de refroidis- sement , des frottements, ainsi que du dispositif d'échappement Pertes dues au -efroidissement 30 à 40 " à l'échappement 20 à 35% " aux frottements 8 à 10% (d'après l'ouvrage tech. Automobile de J. C;RAGETTE éditè chez DUNOD ) L'on peut donc évaluer à environ 50 à 75% les pertes qu'il serait possible de rècupérer partiellement sous forme de chaleur afin de les transformer en énergie. PRINCIPE: Il est possible de refroidir le moteur et le dispositif d'échappement par vaporisation de l'eau, la vapeur produite pouvant être utilisée afin de faire fonctionner une machine ou une turbine å vapeur. DESCRIPTION: Le moteur à combustion interne I à essence, DIESEL, WANKEL, ou à gaz est immergé ainsi que le dispositif d'échappement,5,le carter à huile 4, dans l'eau contenue dans la chaudière 9. Le carburateur ou la pompe à injection2sont situés à l'éxtérieur de la chaudière, ainsi que le dispositif d'allumage3 et de démmarage 18 Dans le cas d'un moteur fonctionnant à l'essence ou au gaz, l'on peux adapter un système pompe à air et recteur thermique dans l'échappement, afin de diminuer la pollution,mais surtout de terminer la combustion des gaz imbrulés dans l'échappement en produisant de la chaleur. Après s'être refroidie ,la tuyauterie d'échappement 7 évacue les gaz à l'extérieur ae la chaudière. La vapeur produite est conduite vers une machine II à vapeur (à piston ou turbine) elle peux après utilisation être condensée et réutilisée. L'énergie produite par les deux types de moteurs, est transformée en éléctricité, au moyen des deux alternateurs 8A et 8B, elle peux suivant les besoins être partiellement enmagasinée dans les accumulateurs 13 permettant d'assurer le démarrage du moteur à combustion interne, ou pour assurer un "tampon" d'énergie entre le passage d'un système de production à l'autre. Un bloc de commande électro-mécanique I4 ou un mini-ordinateur peuvent règler la coordination des différentes sources d'énergie un moteur électrique 15 ,transformera l'électricité obtenue en force mécanique suivant l'utilisation désirée. L'ensemble moteur, chaudière, machine à vapeur est entouré de matériaux isolant de la chaleur. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENI I Demarrage, montée en température de l'eau: Le moteur à combustion interne est mis en action, l'alternateur 8A produit de l'électricité, le moteur 15 fonctionne. (Dans le cas d'une utilisation automobile les manoeuvres à basse vitesse pourront être réalisées en utilisant l'énergie emmagasinée dans les accumulateurs électrique). II Vaporisation de 11 eau dans la chaudière: Sous l'effet de l'échauffement du bloc cylindre, de la culasse, du carter d'huile et de l'échappement, l'eau contenue dans la chaudière voit sa température s'élever jusqu'à ébulition. III utilisation de la vapeur produite: Dès que la pression de la vapeur est suffisante, la machine II est mise en action, et assure une production d'énergie électrique par entrainement de l'alternateur 8B. Afin de conserver une quantité d'énergie électrique constante, et de contrôler la vaporisation de l'eau, le moteur à combustion interne sera arr8té,et remis en marche périodiquement ou diminué de puissance. IV Fin de vaporisation: Lorsque la quantité d'eau à évaporer aura diminué, la pression de vapeur va chuter dans la chaudière, et le moteur à combustion interne risque de s'échauffer, un thermocontact enregistrant sa température d'huile peux arrêter le moteur. la machine à vapeur pourra donc fonctionner seule jusqu'a ce que la vapeur soit épuisée. V Remplissage en eau de la chaudière: Dès que la pression aura suffisement diminué, l'on peux procéder à son remplissage, en injectant de l'eau en provenance du condenseur et du réservoir. Si l'utilisation du dispositif nécessite une puissance électrique continue, les accumulateurs pourront assurer cette fonction pendant la phase de fin de vaporisation et de remplissage. Le fonctionnement de ce dispositif peux être amélioré en cloisonnant la chaudière. (pl 4/4) Le moteur pourra donc ainsi être constament entouré d'eau et conserver une température élevée pendant le remplissage en eau froide. I rontée en température: Les soupapes restent fermées, le moteur atteinds rapidement sa température de bon fonctionnement. Les soupapes s'ouvrent sous l'effet d'une comnande thermostatique le compartiment moteur communique avec la chaudière. II Vaporisation: Avant la températ-re de vaporisation les soupapes se ferment le moteur reste ainsi constamment entouré d'eau, la pression s'exerçant dans la chambre d'eau permet d'éviter la vaporisation sutour du moteur. La chaleur continue d'être communiqueée à la chaudière, par l'enveloppe de la chambre d'eau et par l'échappement III Remplissage: Lors du remplissage en eau froide de la chaudière, les soupapes seront fermées, afin d'éviter un refroidissement trop important du moteur, et le mauvais fonctionnement qui en découlerait. Avantages: Le moteur à combustion, interne étant utilisé uniquement comme générateur d'électricité, il pourra titre "sommaire", monocylindre d'un très bon rendement énergétique, ne nécessitant pas de variations de régime permanente avec les dispositifs de correction d'allumage et de carburation nécessaires. Four 1' usage automobile, l'on supprime l'embrayage et la boite de vitesses. Ce dispositif permet de réduire ou de supprimer de nombreux accessoires suets à panne, tel cue: pompe à eau, radiateur d'eau, ventilateur, courroies. Ce moteur est isolé au bruit. Inconvéniants: Poids élevé. Dispositif comportant trois systèmes de production d'énergie devant se combiner. Nécessicité de ravitaillement en carburant et en eau. Légende: I moteur à combustion interne 2 carburateur ou pompe à injection 3. Allumage 4 carter d'huile 5 tuyauterie d'échappement 6 réacteur thermique 7 sortie d'échappement 8A, 8B alternateurs 9 chaudière 10 conduit de vapeur Il machine à vapeur 12 condenseur d'eau I3 accumulateur d'électricité I4 bloc de commande I5 moteur électrique I6 pompe de remplissage'de la chaudière I7 vannes I8 démarreur 19 réserve d'eau 20 réserve de pression de vapeur revendication {^Implantation d'un moteur àcombustion interne à l'intérieur d'une chaudière afin de récupérer la chaleur transmise par le dispositif de refroidissement et d'échappement pour faire fonctionner une machine à vapeur.