Brevet FR2937096A1 — publié le 20100416

Dans un moteur à combustion interne, on admet que 60 à 70% de l'énergie calorifique fournie est perdue par le système de refroidissement et l'échappement Le but de l'invention est de récupérer une partie significative de l'énergie perdue au moyen d' un système additionnel couplé au moteur lui-même. Le but ainsi que les objets et caractéristiques de l'innovation ressortiront plus clairement à la description de l'invention telle qu'elle figure sur la planche 1, qui représente l'ensemble du dispositif de récupération de l'énergie calorifique perdue par le refroidissement et l'échappement du moteur, et sur la planche 2 qui décrit le système différentiel et non réversible qui lie la turbine et le moteur. Sur la figure de la planche 1, le (1) représente le moteur à explosion, le (2) la conduite de sortie du liquide de refroidissement du moteur en (3) l'enceinte de refroidissement par évaporation partielle sous dépression du liquide de refroidissement, en(4) la conduite d'aspiration de la vapeur, en (5) l'aspirateur compresseur créant la dépression en (6) l'enceinte de surchauffe de la vapeur par échange thermique avec (7) le conduit d'échappement, en (8) la turbine à vapeur, en (9) la canalisation de sortie de la vapeur de la turbine,en (10) le condenseur par mélange, alimenté par la canalisation (11) apportant une partie du liquide de refroidissement du moteur (12), en (13) la conduite amenant le liquide de condensation en mélange au liquide de refroidissement du moteur en (14). En (15) on remarquera une vanne thermostatique chargée d'évacuer éventuellement sur le radiateur auxiliaire (16) le liquide à refroidir en cas de dérèglement du système de refroidissement .La conduite(17) ramène le liquide refroidi au moteur (1) .Le (18) représente la liaison mécanique entre la turbine et le moteur afin de transmettre l'énergie globale sur l'axe de transmission, ce qui pourrait se faire aussi avec des générateurs et moteurs électriques associés mais est réalisé ici par un système mécanique décrit sur la figure unique de la planche 2. système de refroidissement et de l'échappement du moteur. La vapeur sera donc injectée dans la turbine (8) qui transformera a:te:cieux l'énergie thermique en énergie mécanique afin d'actionner le système de propulsion conjointement au moteur, au moyen d'une liaison préférentiellement mécanique dont la conception est représentée dans la planche 2. Le moteur peut avoir des variations rapides de sa vitesse de même que son couple qui peut même devenir négatif dans les moments de frein moteur, son accouplement avec la turbine qui tourne beaucoup plus rapidement mais ne présente pas les mêmes variations de couple pourraient naturellement s'effectuer avec accouplement à un système de moteurs et générateurs électriques. Ici nous utiliseront un système mécanique d'accouplement différentiel et non réversible associant ainsi les couples du moteur et de la turbine de façon permanente. La norrréversibilité est obtenue par un engrenage de type hélicoïdal dont la vis (21) est reliée à l'arbre de la turbine (20) et d'une couronne dentée reliée à l'un des planétaires (24) du système différentiel. L'autre planétaire est relié à l'arbre (25) du moteur, les satellites (27), sont libres sur leur axe (32) fixée à la cage (28) Les planétaires (24) et (25 )sont organisés pour tourner dans le même sens, ce faisant ils entraînent la rotation de la cage (28) par l'intermédiaire des satellites (27) et de leur axe (30). Les satellites (27) par la rotation sur eux même, intègrent les vitesses et couples éventuellement différents des deux planétaires et qui rendent ainsi compatibles les variations de couples et vitesses du moteur et de la turbine. La cage (28) entraîne par la couronne dentée (29) l'engrenage (30) solidaire de l'arbre (31)de transmission à la boîte de vitesse. d'un engrenage (24) formant planétaire du différentiel, actionné par la turbine par l'intermédiaire de la roue (22) de l'engrenage hélicoïdal. L'autre planétaire (25) étant relié au moteur par l'axe (26) . Ces planétaires engrènent sur les satellites (27)qui libres sur leur axe (32) pondèrent par leur rotation les vitesses et couples transmis par les planétaires organisés pour tourner dans le même sens et entraînent dans leur mouvement circulaire autour des planétaires la rotation de la cage (28) du différentiel relié à l'arbre de transmission par les engrenages (29-30). REVENDICATIONS1 °) Système caractérisé par l'association d'un moteur à explosion à refroidissement liquide avec une turbine alimentée par la vapeur extraite du système de refroidissement du moteur surchauffée par le système d'échappement. 2°) Système caractérisé selon la revendication 1 en ce que le refroidissement du moteur à explosion (1) se fait par évaporation partielle du liquide de refroidissement (2) dans une enceinte (3) mise en dépression . 3°) Système caractérisé selon les revendications 1 et 2 en ce que la dépression pour l'évaporation du liquide de refroidissement par la canalisation (5) est créée dans l'enceinte (3) au moyen d'un aspirateur-compresseur (4) fonctionnant en pompe à chaleur. 4°) Système caractérisé selon les revendications précédentes en ce que les vapeurs extraites du fluide de refroidissement sont envoyées par l'aspirateur- compresseur (4) dans l'enceinte (6) ou elles se surchauffent au contact des tubulures d'échappement (7) à surface d'échange maximalisé . 5°) Système caractérisé selon les revendications précédentes, en ce que les vapeurs surchauffées dans l'enceinte (6) alimentent la turbine (8) couplée au moteur (1). 6°) Système selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que les vapeurs sortant de la turbine (9) sont refroidies et condensées dans un condenseur par mélange (10) . 7°) Système selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le liquide résultant de la condensation de la vapeur dans le condenseur (10) est injecté par la canalisation (13) dans le liquide de refroidissement à la sortie du moteur (14). 8°) Système couplé caractérisé selon la revendication 1 en ce que le couplage entre le moteur et la turbine s'effectue préférentiellement par un système différentiel non réversible (planche II). 9°) Système caractérisé selon la revendication 1 en ce que la non réversibilité du couplage est réalisée préférentiellement par un système d'engrenage hélicoïdal (21-22) (Planche II). 10°) Couplage différentiel réalisé selon une ou plusieurs revendicationsprécédentes, au moyen d'un engrenage (24) formant un planétaire du différentiel, solidaire de la roue dentée (22) alors que l'autre planétaire (25) est actionné par l'arbre (26) du moteur à explosion. Les satellites (27) fixés à la cage (28) en rotation libre sur leur axe, entraînent la rotation de la cage par leur déplacement circulaire autour des planétaires.