Brevet FR3039593A1 — publié le 20170203

-1- DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de récupération d'énergie dissipé par la chaleur sous 5 forme liquide et gazeux, des moteurs thermiques à essence. A ce jour, aucun système de récupération d'énergie dissipé par le liquide de refroidissement n'a été mis au point, et concernant les systèmes de récupération d'énergie à l'échappement actuel, ils sont « immatures » et récupèrent au mieux, 5% de l'énergie exploitable. De ce fait, le rendement maxi d'un véhicule à essence ne dépasse que rarement les 30%, car 10 lorsque le moteur consomme du carburant, il y a : 33% (dans les meilleurs conditions) dans la traction du véhicule, 31% de pertes dans le liquide de refroidissement et 36% de pertes dans les gaz d'échappements, autrement appelé pertes thermiques. Le dispositif selon l'invention permet de remédier en partie à cet inconvénient. Il comprend un système de bifurcation du liquide caloporteur à la sortie du moteur, qui lui fait chevauché les 15 parties les plus chaudes de l'échappement grâce au capteur thermique afin de monter en pression le plus possible ; il est ensuite emprisonné dans une chambre à compression afin qu'il puisse atteindre la pression adéquate pour faire tourner les deux dynamos, pour produire une énergie électrique qui peut soit alimenter des batteries, soit un moteur électrique. Mais l'augmentation du rendement moteur n'est pas son seul point fort, parce qu'il se « nourrit » en autre de la chaleur 20 dégagé par le moteur, il peut abaisser de manière significative la consommation de carburant et surtout de gaz d'échappement nocifs (excepté pour le CO2) en appauvrissant le mélange Air/essence (la quantité de comburant et de carburant pour la combustion). Selon les modes particuliers de réalisation : - La bifurcation entre le moteur et le dispositif se fait avec deux régulateurs de pression. 25 - Les conduits acheminant le liquide caloporteur doit être en acier inoxydable, tout comme le capteur thermique. - Pour faciliter la montée en pression, la chambre à compression se situe juste au-dessus du capteur thermique ; la chambre et les régulateurs de pression doivent être en acier inoxydable afin de pouvoir résister aux contraintes de température, de pression et de corrosion. 30 - La puissance des dynamos sont variés, mais 30% de la puissance maxi du véhicule est amplement suffisant. - Deux turbines à haut rendement assurent le transfert de l'énergie hydraulique en mécanique. - Le conduit achemine le liquide caloporteur vers le radiateur, il peut disposer d'un condensateur afin de contribuer à la baisse de la température et de la pression de ce dernier. 35 Les dessins annexés illustrent l'invention : - La figure 1 représente une vue du dessus, le dispositif de l'invention. - La figure 2 représente une vue éclaté du dessus, le dispositif de l'invention - La figure 3 représente un croquis du dessus, une variante de ce dispositif 3039593 -2- - En référence à ces dessins (figure 1 et 2), le dispositif démarre juste à l'évacuation du liquide caloporteur chauffé, au niveau du moteur (1) ; un té (2) en silicone va servir de jonction permettant de créer une dérivation en cas de surpression dans le dispositif qui est géré par deux régulateurs de pression (3 et 5). Un coude (4) permet de faire la jonction entre le té (2) et le régulateur (5). La chambre à compression (6) permet de faire monter le liquide caloporteur en pression et en température, collée avec le collecteur et la ligne d'échappement, ce dernier permet de récupérer une partie des calories perdues lors de la combustion en accélérant le temps de chauffe et de pression. Le régulateur (7) permet le passage du liquide à la bonne pression ; un collecteur divisera le circuit en deux, la chambre à turbines (9) est composée d'une chambre en acier inoxydable ou aluminium, de deux turbines assurant le transfert de l'énergie hydraulique en mécanique, et deux 15 dynamos pour passer en énergie électrique. L'évacuation du liquide se fait par un tuyau en Y (10) qui va rejoindre un condensateur (11) afin d'abaisser la pression ainsi que la température. En référence à ce dessin (figure 3), le dispositif démarre à la sortie du moteur avec le té en silicone (1), le liquide est irrigué vers ce dernier, et si la chambre à compression (4) se retrouve en 20 surpression, il sera alors irrigué sur l'autre canal (vers radiateur / chauffage) ; le coude assure la liaison entre le té (1) et le régulateur de pression en inox (3), qui permet d'emprisonner le liquide dans la chambre de compression en inox (4) (c'est le même principe qu'un clapet anti-retour dans un compresseur pneumatique), qui à son tour stock le liquide afin qu'il puisse monter à la pression adéquate pour qu'il fasse tourner les turbine à la vitesse souhaitée. 25 Le régulateur de pression en inox (5) gère cette partie, il bloque la circulation et le liquide ne peut circuler qu'une fois la bonne pression atteint, un tuyau en cuivre fait la liaison entre ce dernier et le collecteur (7) qui a pour rôle de diviser le conduit en 3 voies pour que le liquide soit propulsé au même niveau que les 3 turbines (9). Ces turbines qui vont transférer l'énergie hydraulique en énergie mécanique se trouvent dans une 30 chambre à turbines (8), un axe en acier permet de transmettre l'énergie mécanique, les deux roulements accompagnés de joints spy haute température permettent de limiter les problèmes de friction, la dynamo (10) va transformer l'énergie mécanique en énergie électrique. Un guide en forme de chapeau est situé juste après les turbines, assurent que le liquide s'écoule dans les meilleures conditions et limite l'effet « bouchon », un tuyau en cuivre de forme de Y (11) 35 assure l'écoulement jusqu'au condensateur (13), un clapet anti-retour (12) permet d'éviter au liquide de stagner à ce niveau, le condensateur (13) permet au liquide chaud et sous pression, de retrouver des conditions thermiques et atmosphériques convenable pour que le radiateur de la voiture ne s'aide pas constamment du ventilateur afin de refroidir le liquide . La durite en silicone (14) permet au liquide de rejoindre le radiateur. 40 3039593 -3- Cé dessin (figure 3) provient du « prototype de base », c'est-à-dire que ceci provient d'un modèle qui va être fabriquée avec un budget limitée et composé uniquement de pièces essentielles au 5 fonctionnement du dispositif qui prouverait que cette invention fonctionne. (En cas d'incompréhension sur un élément, ou une partie du dispositif, un dossier dit « théorique » et un de « pratique » sont disponibles sur simple demande, ils possèdent toutes les informations utiles pour comprendre son fonctionnement, ainsi que ses intérêts.) Aussi, le régulateur de pression (5) soit plus faible que le régulateur (3), afin que le liquide de 10 refroidissement circule en priorité dans les dispositifs, en cas de surpression dans ce dernier, le liquide peut regagner le radiateur et refroidir le moteur si nécessaire pour éviter une surchauffe dû à un manque de circulation du liquide, et donc sa casse. La chambre à compression (6) doit pouvoir capter un maximum d'énergie calorifique provenant des gaz d'échappement par contact physique (le métal à la propriété d'être un excellent transmetteur thermique). Le groupe chambre des turbines possède une arrivé de faible diamètre, afin d'augmenter la pression et une double sortie plus large, permettant de la diminuer. Pour avoir une meilleur fiabilité et réactivité de fonctionnement, la chambre (9) contient deux turbines et deux dynamos selon la puissance du véhicule. Le circuit est capable de mettre en place un collecteur pour intégrer un système de récupération d'énergie au freinage. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au secteur de l'automobile, et plus précisément à l'augmentation du rendement moteur, ainsi qu'à la baisse des gaz nocifs et du carburant. 30 35 REVENDICATIONS1) Dispositif permettant la récupération d'énergie sur les véhicules hybrides caractérisé en ce qu'il comporte un té (2), deux régulateurs de pression (3 et 5), un coude (4) faisant la jonction, une chambre à compression (6) qui permet de faire monter le liquide de refroidissement en pression et en température grâce à l'emprisonnement et la compression de ce dernier, un régulateur (7) assure que le liquide circule à la pression adéquate, le collecteur (8) va permettre d'irriguer le liquide de façon optimale au niveau de la chambre des turbines (9), qui est composé d'une chambre, de 2 turbines et deux dynamos, l'évacuation se poursuivra avec un tuyau en Y (10) pour aller vers le condensateur (11) et retourner dans le radiateur via la durite (12). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le régulateur de pression (5) soit plus faible que le régulateur (3), afin que le liquide de refroidissement circule en priorité dans le dispositif, et en cas de surpression dans ce dernier, le liquide peut regagner le radiateur et refroidir le moteur si nécessaire pour éviter une surchauffe dû à un manque de circulation du liquide, et donc sa casse. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qui concerne la chambre à compression (6), qu'elle puisse capter un maximum d'énergie calorifique venant des gaz d'échappements par contact physique (le métal à la propriété d'être un excellent transmetteur thermique) et de faire chauffer le liquide de refroidissement pour qu'il atteigne la pression désirée, et ceux, grâce au régulateur de pression (7), elle est la clé de ce dispositif. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le groupe chambre des turbines possède une arrivé de faible diamètre, afin d'augmenter la pression 25 et une double sortie plus large, pour diminuer la pression. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la chambre (9) contient deux turbines et deux dynamos selon la puissance du véhicule, permettant ainsi d'avoir une meilleur fiabilité et réactivité de fonctionnement. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le 30 circuit puisse intégrée un collecteur pour intégrer le système de récupération d'énergie thermique au freinage. 35