Brevet FR2895029A1 — publié le 20070622

Optimisation de carburants et autres combustibles par induction electromagnetique module en frequence. L'invention concerne une methode et un dispositif qui ameliore la combustion des moteurs et autres machines thermiques, des chaudieres et autres chaufferies, grace a un traitement du carburant ou du combustible par un champ electromagnetique module en frequence. L'amelioration se traduit egalement par une reduction de consommation et des emissions polluantes. Le dispositif se compose d'un module electromagnetique constitue d'un boitier a deux logements articules entre eux et comprenant, pour le premier, un bobinage realise autour d'un noyau de fer doux en forme de demi-tore et pour 1'autre, un deuxieme noyau similaire qui permet de refermer le champ magnetique induit. L'ensemble s'ouvre ou se referme facilement sur la canalisation de carburant ou de combustible par un systeme d'ergots. Le dispositif est complete par un boitier electronique capable de delivrer differents signaux electriques modulables en frequence, a destination du bobinage du module electromagnetique. Les carburants et la combustion. Il est aujourd'hui evident que les carburants et autres combustibles liquides de type hydrocarbures qui sortent des raffineries ont fait d'enormes progres en terme de qualite. Neanmoins, la qualite des carburants fmalement delivres aux moteurs, depend du bon curetage des cuves de stockage : du depot petrolier, de la cuve de la station service et du reservoir du vehicule. Ces problemes sont accentuees par la faculte qu'ont les molecules d'hydrocarbures de s'agglomerer entre elles pour former des agregats. Ceci est particulierement sensible lorsque le produit est au repos pendant de longues periodes ou par temps froid. Il est notamment comm nque le gasoil actuel contient beaucoup moms de paraffines que par le passe, ce qui elimine les problemes de cristallisation par temps froid au niveau des filtres. Neanmoins, d'autres especes comme les asphaltenes par exemple, forment a priori des agregats qui ne sont pas assez massifs pour poser des problemes de filtration, mais sont presents a des degres divers dans les carburants et sont capables de perturber la combustion du produit. On sait que la finesse de la pulverisation du carburant dans la chambre de combustion est un parametre clef de la combustion pour au-moms deux raisons : Premierement, si les gouttelettes sont trop grosses, donc trop lourdes, alors elles peuvent ne pas se melanger correctement avec fair. Il est connu deuxiemement, qu'aucune combustion ne peut se produire avec des elements encore solides ou liquides mais seulement avec des produits gazeifies. Des lors, une taille trop importante des gouttelettes est une entrave a la complete vaporisation du combustible compte tenu de la brievete de la reaction, ce qui va alors donner des imbnales. Cette finesse de pulverisation est regie selon la loi du nombre de Weber, qui specific que la taille des gouttelettes est proportionnelle a la tension superficielle et inversement proportionnelle au cane de leur vitesse dejection. Cette vitesse d'ejection depend aussi de la pression en amont des buses et de la viscosite du produit. La tension superficielle agit aussi a travers la necessite que le produit a, de passer de 1'etat liquide a Feat gazeux puisque la tension superficielle represente justement la resistance de la paroi de la gouttelette a ce processus. En definitive, on a tout interet a ce que le combustible montre a la fois une faible tension superficielle et une faible viscosite. Action des champs magnetiques sur les carburants et combustibles I1 existe un grand nombre de procedes dans lesquels on a essaye d'obtenir une reduction de consommation de combustible par utilisation d'aimants permanents de forte puissance. Neanmoins, au depart, les effets constates sur la consommation ont ete le plus souvent decevants. L'utilisation d'aimants permanents intenses et donc relativement couteux, s'explique du fait que les molecules de combustibles etant des especes diamagnetiques, elles sont naturellement difficiles a influencer par les champs magnetiques et qu'il ne reste rien de cet effet des que le champ disparait. Progressivement, les experimentateurs se sont apercus que les resultats etaient meilleurs avec certaines dispositions d'aimants et notamment lorsque les aimants etaient disposes de facon que le flux de combustible passe a cote d'une succession de poles magnetiques de signes opposes et alternes. Les molecules sont donc en quelque sorte "secouees" par les inversions brutales de sens du champ magnetique et les agregats sont susceptibles d'etre desagreges, ce qui peut contribuer a diminuer la viscosite et la tension superficielle du combustible liquide. Un certain nombre de dispositifs ont tente depuis d'exploiter ce principe a travers des inversions rapides de champs magnetiques produits par des bobinages electriques. On peut notamment citer les documents suivants : -brevet delivre en Grande-Bretagne sous le numero 2 346 176 - demande de brevet americain publiee sous le numero 2003/0140903 - demandes internationales de brevets publiees sous les numeros 02/16024, 2004/025110 et 2005/031145. Les dispositifs decrits sont generalement conformes au schema suivant : un boitier electronique controle ou non par microprocesseur genere une ou plusieurs frequences dans un bobinage qui est directement realise autour de la canalisation de combustible (Figures 1 A a IC). Plusieurs problemes se posent neanmoins sur ce genre de dispositif : Il est premierement assez difficile de generer des champs magnetiques relativement puissants sans un bobinage relativement massif de conducteur et sans entrainer une consommation electrique importante, ce qui peut poser des problemes de tenue de la batterie sur un vehicule. Ce type de champ est ensuite tres difficile a circonscrire dans la seule 15 zone desiree, ce qui pose des problemes d'interferences dans les vehicules modernes, riches en equipements electroniques de toute sorte. La solution la plus simple a ce probleme consiste a ajouter un blindage metallique externe au dispositif, mais cela augmente d'une part le coilt, mais aussi le poids, qui peut alors atteindre ou depasser le kilogramme avec en 20 consequence des problemes de fatigue des canalisations et notamment des circuits de carburant dans un vehicule. Finalement, la pose de tels dispositifs reste 1'affaire de specialistes, avec une immobilisation du vehicule A. la clef. Description de l'invention 25 Notre invention concerne un dispositif qui permet de resoudre le probleme de generer un champ electromagnetique de frequence suffisamment puissant au niveau de la canalisation de combustible sans causer d'interferences et sans poser de problemes de tenue de la batterie s'il s'agit d'un vehicule. 30 Le dispositif se compose d'un module electromagnetique 1, alimente par un boitier electronique 2, par l'intermediaire d'un systeme de cable game 3. Le cable game 4 sert a alimenter le boitier electronique en courant continu ou redresse. Les figures annexees illustrent 1'invention : 35 - La figure 2A montre 1'enseinble du dispositif tel qu'il se compose avec les cables, le module electromagnetique et le boitier electronique. - La figure 2B montre le detail du module electromagnetique. Le module electromagnetique 1 est constitue d'un boitier avec deux logements articules entre eux 6 et 7, et comprenant pour Fun, un bobinage primaire 8 realise autour d'un noyau de fer doux en forme de demi-tore 9, et pour ratite, un deuxieme noyau similaire 10, qui permet de refermer et de concentrer un champ magnetique secondaire induit. Le boitier comporte enfin un systeme d'ergots 11 et 12, qui permet d'en securiser la fermeture autour de la canalisation de carburant ou de combustible. Optionellement, le module electromagnetique peut aussi comporter plusieurs bobinages au lieu d'un seul, en amont ou au niveau du systeme de noyaux de fer doux de fawn a generer et moduler des champs secondaires, tertiaires, quaternaires ou multiples en fonction du nombre de bobinages. Un premier avantage du dispositif est la segmentation des noyaux de fer doux en deux ou plusieurs portions de tores, laquelle disposition permet d'ouvrir ou de termer a volonte le module electromagnetique autour de la canalisation. Ceci rend 1'installation tres facile sur le vehicule meme pour un non specialiste. Un deuxieme avantage du dispositif electromagnetique selon l'invention, est que grace a la concentration du champ secondaire dans la zone de la canalisation par les noyaux de fer doux, la taille et la consommation electrique du bobinage primaire peuvent etre considerablement reduits, jusqu'a permettre une connexion permanente sur la batterie. Il resulte egalement de ce dispositif, que les rayonnements parasites sont minimises dans les autres secteurs, ce qui permet d'eviter le recours systematique a un blindage metallique et permet de limiter le poids du module electromagnetique a quelques dizaines de grammes. Selon une autre version de l'invention, les noyaux de fer doux sont remplaces par des aimants permanents de facon a appliquer au carburant un double effet de champ avec un champ magnetique fixe permanent et un champ electromagnetique module en frequence. Un premier avantage de cette version particuliere est de permettre la retention de particules metalliques qui pourraient provenir du reservoir. Un deuxieme avantage qui resulte de 1'utilisation d'aimants permanents a la place de noyaux de fer doux est que le boitier se referme naturellement par effet magnetique meme en dehors de toute alimentation electrique et que 1'on peut donc s'affranchir d'un systeme de fermeture du boitier par ergots, lesquels dispositifs peuvent finir par s'user avec le temps. Le boitier electronique qui alimente le module electromagnetique comporte outre des pattes de fixation 13 et 14, une trappe de visite au verso (non representee) et une LED 15 au recto qui indique si le dispositif est en fonction ou non. A 1'interieur se trouve un ensemble d'elements connus de 1'homme de metier, tels que circuit imprime, diodes, resistances, transformateur d'impulsion et autres composants servant a generer un signal electrique frequent a partir du courant continu en provenance de la batterie. Une partie des composants a aussi pour fonction de modifier le signal de fawn a ce qu'il s'eloigne signifcativement d'un signal cane et ce dans le but de diminuer encore le risque d'interferences. Le circuit se caracterise aussi en ce qu'une roue codeuse ou un autre type de micro-commutateurs retie a des resistances dediees;, permet de jouer sur les frequences emises, de 1 KHz a 100 KHz, et de preference de 4 KHz a 60 KHz. Optionellement, le circuit peut recevoir d'autres composants tels qu'un ou plusieurs quartz, un microprocesseur, de fawn a balayer d'autres gammes de frequence de 1 Hz a plusieurs GHz, pour s'adapter aux differents carburants ou combustibles. Le boitier electronique se caracterise enfin en ce que les connections electriques des cables 3 et 4, 1'ensemble du circuit electronique et des composants electroniques hormis la roue codeuse, sont encapsules dans la boite par un polymere pour une meilleure etancheite. On donne ensuite quelques exemples d'illustration de l'invention : Exemple 1. On a mesure au laboratoire les reductions de viscosites de 25 combustibles du commerce traites a 1'aide du dispositif regle sur 43 KHz : Combustible a 15 C Chute de viscosite Chute residuelle Chute residuelle immediate 30 min. apres une heure apres Gasoil 5,7% 3,8% 2,1% Fuel domestique Fuel lourd Exemple 2. On a mesure au laboratoire les reductions de tensions superficielles de combustibles traites a 1'aide du dispositif regle a 43 KHz : Combustible a 20 C Chute de tension Chute residuelle Chute residuelle immediate 30 min. apres une heure apres Gasoil Super sans plomb Fuel lourd 30 35 Exemple 3. On a releve les reductions de consommation chez des professionnels de la route sur le vehicule desquels le dispositif a ~t~ installe Vehicule Carburant Kilometrage Economie armuel constatee Peugeot 307 HDI 110cv Gasoil 42500 12% Audi A4 V6 TDI Gasoil 26000 10% Renault Megane 1,9L DCI 120cv Gasoil 45500 11% BMW 330 D 184 cv Gasoil 65000 9% Ducato 2,8 L JTD Gasoil 48000 11% Citroen C3 1,61 16V Super 21000 10% Peugeot 406 2L 16v 137 cv Super 22500 9% Exemple 4. On a releve daps un centre de controle technique, les reductions d'emission de monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures imbrules (HC) sur des vehicules sur lesquels le dispositif a ete installe Vehicule Carburant ppm CO avant / ppm HC avant / apres et reduction apres et reduction Peugeot 309 non Super catalysee Audi A4 V6 TDI Gasoil 10 15 REVENDICATIONS 1. Dispositif qui ameliore la combustion, reduit la consommation et les emissions polluantes des moteurs et autres machines thermiques, des chaudieres et autres chaufferies, grace a un traite ment du carburant ou du combustible par un champ electromagnetique module en frequence, caracterise en ce que le champ magnetique agissant sur le combustible ou le carburant est un champ secondaire induit par des noyaux de fer doux en forme de demi-tores ou de portions de tores (9), eux -memes actives par au moins un bobinage primaire (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comporte plusieurs bobinages au lieu d'un seul en amont ou au niveau du systeme de noyaux de fer doux de facon a generer et moduler des champs secondaires, tertiaires, quaternaires ou multiples en fonction du nombre de bobinages. 3. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce qu'un boitier (1) qui recoit les noyaux de fer doux en forme de demi -tores ou portions de tores est articule, ce qui permet d'ouvrir ou de fermer a volonte le dispositif electromagnetique et facilite son installation sur une canalisation de combustible ou de carburant. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracterise en ce que les rayonnements electromagnetiques parasites potentiellement perturbateurs et lies au dispositif, sont suffisamment faibles pour qu'il ne soit pas necessaire de recourir a un blindage metallique systematique et penalisant en terme de cout et de poids. 5 Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracterise en ce que les noyaux de fer doux sont remplaces par des aimants permanents de fawn a appliquer au carburant un double effet de champ avec un champ fixe permanent et un champ electromagneti que module en frequence, avec pour consequence de retenir les particules metalliques dans le carburant ou le combustible, les aimants permanents permettant de s'affranchir d'un systeme de fermeture du boitier articule (1).6. Dispositif selon rune des revendications precedentes caracterise en ce qu'il comporte en outre, pour alimenter le dispositif electromagnetique, un boitier electronique (2), pour generer differentes frequences a partir de courant continu ou redress e, et ce de facon a pouvoir s'adapter a differents carburants ou combustibles. 7. Dispositif selon la revendication 6 caracterise en ce qu'une partie des circuits du boitier electronique a pour fonction de modifier la forme du signal emis de fawn a ce qu'il s'eloigne d'un signal cane et ce, dans le but de limiter encore les risques d'interferences. 8. Dispositif selon la revendication 6 caracterise en ce que les cables (3,4) reliant les connecteurs aux ports d'entre/sortie du circuit electronique sont souples et sensiblement etanches, le circuit electronique etant encapsule dans la boite. 9. Procede de traitement du carburant ou du combustible par un champ magnetique module en frequence au moyen d'un dispositif selon Tune des revendications precedentes, caracterise en ce qu'on concentre le champ secondaire dans la zone de la canalisation par les noyaux de fer doux, de maniere a reduire considerablement la taille et la consommation electrique du bobinage primaire, jusqu'a permettre une connexion permanen to sur la batterie.