Brevet FR2554171A1 — publié le 19850503

TITRE DE L'INVENTION: DIFFRACTEUR DE MOLECULES GAZEUSES DOMAINE DE L'INVENTION: L'invention concerne un disposi- tif permettant des économies de carburant, dispositif des- tiné à être monté entre le carburateur ou les mécanismes d'injection et le collecteur d'admission de façon à rédui- re la consommation de carburant. ETAT DES TECHNIQUES ANTERIEURES: Dans un moteur à com- bustion interne classique, le mélange air carburant se fait dans le carburateur, la turbine ou l'injecteur, avant de passer dans le collecteur d'admission qui dirige le flux gazeux vers la chambre de combustion. La valeur optimale se situe aux alentours de qua- torze parties environ pour une partie d'essence. Au delà de quinze parties d'air pour une partie de carburant le mélange devient trop pauvre, il en résulte des dommages pour le moteur. Mais on sait que le mélange intime carbu- rant air se fait dans de mauvaises conditions dans le carburateur et en particulier lors de la mise en fonc- tionnement de la pompe de reprise, qui envoie un jet non pulvérisé à chaque pression de l'accélérateur et entraine une combustion imparfaite du mélange. Ce palliatif est nécessaire lorsque l'on soumet le moteur à un effort brutal lors d'un dépassement par exem- ple. On enrichit alors le mélange de façon excessive quit- te à ne pas bruler tous les composants. Ce système est sensiblement amélioré par l'injec- tion en général, qui propulse le jet de carburant sous une forme plus finement pulvérisée, lequel pour un effort identique entraine une diminution de consommation ce qui montre bien que le pouvoir énergétique d'un comburant est lié à la surface des molécules dudit comburant. EXPOSE DE L'INVENTION:Donc pour augmenter la surface des molécules, il faut impérativement les fractionner en molé- cules plus petites, celà permet une meilleure oxydation du comburant et par voie de conséquence, une diminution du rejet des substances polluantes dans l'atmosphère. L'invention concerne un dispositif à étage, un ou plusieurs, comprenant une structure de surfaces à ar-êtes vives qui reçoit le choc des molécules gazeuses arrivant à grande vitesse et qui réfléchissent leurs'trajectoires sui- vant un angle différent de l'axe d'écoulement du flux gazeux. De ce fait il y a transformation d'un jet mono- cinétique en un jet isotrope à prédominance monocinéti- que, qui par l'énergie cinétique des molécules déviées dissocient les structures moléculaires en structures plus petites, qui ont une surface d'ensemble supérieure à la surface initiale. Comme le rendement énergétique est lié à la surfa- d'oxydation, lerendement du comburant s'en trouve nota- blement augmenté. Or, pour un même effort le moteur demande la mê- me quantité d'énergie. Le rendement callorifique du com- burantétant augmenté il faudra une quantité moindre de carburant pour un même effort du moteur. En conclusion de ce qui précède la consommation s'en trouve notablement diminuée et les essais le confir- ment. A ce jour tous les dispositifs restreignant for- tement la section de la veine gazeuse diminuent consi4' dérablement le taux de remplissage des cylindres et de ce fait, la diminution de la consommation se fait conjoin- tement à une chute de puissance du moteur. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter la chute de puissance par modification de la structure de surface du composant gazeux dans le sens de l'augmentation de la composante des surfaces et de ce fait contribue à la diminution de substances toxiques par une meilleure combus- tion du mélange. Enfin l'invention peut s'adapter à peu de frais à tout engins motorisés (terre, mer et air), afin d'appor- ter une nette diminution de la consommation. En particu- lier en permettant sur les moteurs à essence l'élimination de la pompe de reprise sans aucun préjudice pour la bonne marche du moteur. Il est remarquable que le diffracteur moléculaire selon l'invention convient à tout type de système d'alimen- tation et donc peut être monté sur tout moteur à kérosène essence, gas oil; il peut être adapté à des carburateurs simple corps ou à corps multiples. Il peut être utilisé à tout système d'injection, système turbo ou autres sys- tèmes à combustion. DESCRIPTION DES DESSINS ET EXPOSE D'UN MODE DE REALISATION POUVANT S'APPLIQUER A L'INVENTION: L'invention sera décri- te plus en détail sur dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatifs et sur lesquels: - La figure 1 est une élévation avec coupe du dif- fracteur de molécules gazeuses. - la figure 2 est une vue en plan suivant la ligne 2-2 de la figure 1. - la figure 3 est une vue en coupe du premier étage du diffracteur selon l'invention: - la figure 4 est une vue en coupe de l'étage cham- bre de résonnance avec son entretoise de liaison entre pre- mier et deuxième étage de diffraction, sous ce dernier se trouve l'étage venturi avec ses puits cylindriques faisant communiquer la partie convergente à la partie divergente selon l'invention. - la figure 5 représente le diffracteur de molécu- les gazeuses monté sur un collecteur d'admission et surmon- té par un carburateur. Les figures représentent le diffracteur de molécules gazeuses selon l'invention destiné à des moteurs à combus- tion internes (non représentés) ou autres. Il comprend un bati extérieur O10 présentant un canal central et longitudi- nal 11. Dans la forme représentée,le bati 10 qui peut être réalisé de toute manière convenable avec le matériau le plus approprié est constitué de plusieurs parties. Il comprend une partie cylindrique 12 qui présente une extrémité ouverte 13 et une seconde extrémité comportant des oreilles 14 et 14 a, destinées à la fixation d'une part sur le collecteur d'admission et d'autre part sur le carbu- rateur à la partie supérieure par l'intermédiaire des oreil- les 15 et 15 a. Les oreilles présentent des trous 16 - 16 a, 17 et 17a, qui permettent la jonction avec le carburateur ou le système d'injection d'une part et le collecteur d'ad- mission ou la culasse d'autre part. La surface périphérique interne du bati 10, présen- te à sa partie inférieure une partie circulaire 18 - 18 a, présentant une structure venturi c'est à dire une partie convergente vers l'intérieur du bati, coté face supérieure, et une partie divergente coté face inférieure. Cette par- tie est destinée outre sa fonction dynamique à bloquer la position de la structure du diffracteur 19. La structure du diffracteur 19 selon l'invention représenté par les figures 1-2-3, présente à sa partie su- périeure des éléments 20 de formes triangulaires à sommets convergents vers le centre du diffracteur, chaque triangle présente à sa base et suivant le rayon du cercle du diffrac- teur, une saignée 21 qui passe de part en part en divisant la base en deux petits triangles 22 -22 a, présentant à leur tour une petite saignée 23 à leur base. Les saignées pourraient être remplacées par des trous cylindriques rapprochés ou des perçages ovoïdes ou de quelques formes que ce soit. La structure du diffracteur peut être immaginé soli- daire du bati par la base des éléments triangulaires et dont le sommet des triangles ne serait alors plus solidaire. La surface du diffracteur présente un sommet en toit dont l'angle 24 est adapté au type de carburant. La surface du diffracteur présente sur son sommet des saignées 25 suivant le rayon du diffracteur et dans 1' axe de chaque saignée transversale 21,axe passant par le mi- lieu de la base de chaque triangle 20 La structure latérale du diffracteur selon l'inven- tion représenté par les figures 1_3_4 présentent des puits 26 de formes appropriées aux carburants, dont l'axe corres- pond au rayon de la structure de diffraction et perpendicu- laire ou oblique par rapport à la direction d'écoulement de la veine gazeuse. La structure de la chambre de résonnance 27 selon l'invention représentéepar les figures 1 et 4 est caractéri- sée par un espace vide contenant en son centre un axe de jonction 28 entretoise qui permet avantageusement de créer un volume par son intermédiaire ou de le ramener à zéro si besoin est. La structure du deuxième étage de diffraction 29 selon l'invention représenté par les figures 1-2-4 présente en son sommet une surface 30 qui fait avec l'axe du diffrac- teur uu angle qui peut éventuellement êtte égal à zéro. La structure du deuxième étage de diffraction 29 selon l'invention représentée par les figures 1-2-4-6 pré- sente des éléments de formes triangulaires 31 dont la par- tie supérieure peut être striée ou non au même titre que la surface du premier étage de diffraction. Les saignées peuvent être remplacées par des con- duits de formes variables dont l'axe est celui de l'axe de l'ensemble de la structure de diffraction mais peut aussi être différent de cet axe. Les saignées 32 sont parallèles à l'axe de l'ensem- ble ou peuvent être obliques et suivant le rayon du corps de la structure. La partie latérale du deuxième étage de diffraction présente des puits cylindriques 26 dont l'axe correspond au rayon de la structure. La structure du troisième étage de diffraction selon l'invention représentéepar les figures 1 et 4 présente un ensemble cylindrique solidaire du bati 10, ensemble consti- tué d'un convergent 34 réduisant le canal et d'un divergent 35 redonnant le diamètre identique à celui avant l'étrangle- ment. Dans la partie bombée 18 de la struture d 'étrangle- ment du venturi, sont situés des canaux cylindriques 36 dont l'axe est, soit parallèle au corps du bati, soit légèrement oblique,mais qui font communiquer la partie convergente à la partie divergente. L'écoulement du mélange gazeux venant du système d' alimentation, carburateur 37 ou système d'injection, passe au travers du premier étage de diffraction, pour atteindre la chambre de résonnance, passe au travers du deuxième étage de diffraction pour être accéléré par l'étage du venturi avant de pénétrer dans le collecteur d'admission 38. -6- L'invention prévoit en outre que: - les saignées des différents étages de diffraction peuvent être positionnées soit dans le même axe ou désaxées, créant dans ce dernier cas une chicane. - les puits 26 soient cylindriques - les canaux cylindriques 36 soient de faible diamètre et entrainent ponctuellement à leur émergence inférieure le dé- colement de la colonne gazeuse, et créentainsi une jet monocy- nétique et une structure à distribution isotrope. - le premier diffracteur, la chambre de r.sonnance et deuxième diffracteur sont tous trois enfoncés en force dans le canal avant le venturi du bati 12. - la structure du diffracteur peut être modifiée sui- vant des formes ovoîdes, carrées, rectangulaires ou toutes formes géométriques extrapolées de l'invention. -le nombre de puits cylindriques des cannaux de dif- fraction initialement prévu au centre peut être augmenté en fonction de la hauteur de la saignée de diffraction. - la structure peut comporter d'autres formes de stries de parois, et d'autres états de surface, rugueuses denteléeS, molletées, à relief prismatiques ou toutes autres formes géométriques des parois latérales supérieures et infé- rieures des étages, parois convexes, concaves, ovoîdes, py- ramidales ou autres formes géométriques, selon les objectifs visés ou à finalitésplus spécifiques. 7 2554171 REVENDICATIONS 1.- Appareil de diffraction moléculaire du mélange détonnant air comburant des moteurs à combustion interne, destiné à être monté dans le carburateur ou entre ce dernier ou le système d'injection essence, gas- oil ou kérosène et le collecteur d'admission, ou la culasse caractérisé par le fait qu'il comporte: - un premier étage de diffraction (25) à pan incliné (24), la surface du pan incliné étant striée dans le sens du rayon de la structure et des saignées suivant le rayon du diffracteur et dans le sens de l'écoulement des gaz, - un étage de résonnance (27) vide de tout élément favorisant le brassage du mélange gazeux ayant seulement en son centre le support (28) ou entretoise de la structure (28), - un deuxième étage de diffraction (30) dont la surface est plate mais semblable au premier dans son ensemble, - enfin un venturi d'accélération (18) des gaz avant le passage dans le collecteur d'admission du moteur. 2. Diffracteur de molécules selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une surface pyramidale (39) en son sommet par rapport à l'axe de la structure dont l'état de surface présente un aspect d'arêtes aigUdes (22) suivant le rayon de la pièce. 3. Diffracteur de molécules selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la présence de saignées longitudinales (21) suivant l'axe de la pièce et suivant le rayon de la structure,les saignées longitudinales (21) font communiquer la surface du premier étage (25) avec l'étage inférieur ou chambre de résonnance (27), les saignées des différents étages de diffraction peuvent être positionnées, soit dans le même axe ou désaxées créant dans ce dernier cas une chicane. 4. Diffracteur de molécules selon la revendication 3 caractérisé par la présence de puits cylindriques (26) au centre des saignées et dont l'axe est celui du rayon de l'étage de diffraction, donc perpendiculaire à l'axe longitudinal de la pièce et situé sur le trajet de communication avec l'étage inférieur et perpendiculaire à l'écoulement du mélange gazeux. 5. Difracteur de molécules selon la revendication 4 caractérisé par la présence sous le premier étage de diffraction d'une chambre de résonnance (27) vide de son contenu sauf le support ou entretoise (28) en son milieu destinée à homogénéiser le mélange précédemment traité avant son passage à l'étage inférieur ou deuxième étage de diffraction (30). 6. Diffracteur de molécules selon la revendication 5 caractérisé par la présence d'un deuxième étage de diffraction (30) à pan perpendiculaire à l'axe de la structure d'ensemble et contenant des saignées. 7. Diffracteur de molécules selon la revendication 6 caractérisé par la présenQe de saignées longitudinales (25) suivant le rayon de la pièce et dans le sens longitudinal à l'écoulement du flux gazeux mettant en communication la chambre de résonnance (27) avec l'étage inférieur. 8. Diffracteur de molécules selon la revendication 7 caractérisé par la présence de puits cylindriques (26) au centre des saignées et dont l'axe est celui du rayon de l'étage de diffraction et situé donc sur le trajet du flux gazeux et perpendiculairement au trajet de l'écoulement du mélange vers l'étage du venturi (18). 9. Diffracteur de molécules selon la revendication 8 caractérisé par la présence d'un venturi [18) destiné à accélérer la colonne gazeuse avant son entrée dans le collecteur d'admission (38), venturi comportant en sa périphérie des conduits cylindriques (36) de faibles diamètres. 10. Diffracteur de molécules selon la revendication 9 caractérisé par la présence de conduits (36) à la périphérie du venturi, obliques dans le sens longitudinal du venturi, en communication d'une part avec la partie- convergente du venturi et d'autre part avec la partie inférieure divergente de celui-ci. 11. Diffracteur de molécules selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les conduits cylindriques (36) dans le système venturi entrainent ponctuellement à leur émergeance inférieure de décollement de la colonne gazeuse et créent ainsi un jet monocinétique, une structure à distribution isotrope, c'est à dire un mélange homogène o des molécules sont animées de vitesses différentes entrainant des impulsions provoquant des chocs entre les molécules et modifiant par impact la conformation tridimensionnelle de leur état de surface. 12. Diffracteur de molécules selon la revendication 11 caractérisé par une succession adéquate d'étages de diffraction de chambres de résonnances d'un étage venturi entrainant par les impulsions moléculaires sur les différentes sructures des chocs qui impriment aux molécules une énergie cinétique, qui au contact des autres molécules, et par choc des molécules entre elles modifient ou scindent les molécules en d'autres plus nombreuses et dont la résultante des surfaces est supérieure à la surface initiale. 13. Diffracteur de molécules selon la revendication 12 caractérisé par un bati d'une seule pièce (12) dans lequel la structure à étage: preuier diffracteur, chambre de résonnance et deuxième diffracteur, les trois enfoncés en force dans le canal avant le venturi. 14. Diffracteur de molécules selon la revendication 13 caractérisé par le fait que la partie inférieure dans le sens de l'écoulement gazeux présente par la présence du venturi (18) solidaire du support du diffracteur un étrangl- -ement qui rend impossible tout mouvement de la pièce vers l'admission et présente de surcroit une garantie de fiabilité O10 absolue. 15. Diffracteur de molécules selon revendication 14 caractérisé par le fait que la structure présente des formes adaptées selon les utilisations par exemple ovoides, carrées, rectangulaires. 16. Diffracteur de molécules selon la revendication 15 caractérisé par le fait que le nombre de puits cylindriques des canaux de diffraction initialement prévu au centre peut être augmenté en fonction de la hauteur de la saignée de diffraction. 17. Diffracteur de molécules selon la revendication 16 caractérisé par le fait que l'invention se définit par une structure comprenant plusieurs étages en plus ou moins grand nombre au prorata des objectifs dont les stries de parois et les états de surfaces sont par exemple rugueuses, dentelées, moletées à relief prismatique, des parois laté- -rales supérieures ou inférieures des étages, par exemple parois convexes, concaves, ovoides, pyramidales selon les objectifs visés.