Brevet FR3086008A1 — publié le 20200320

- 1 - DISPOSITIF D'OPTIMISATION DU CARBURANT Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure gazeux ou liquide par magnétisation, dans des machines utilisant la combustion du carburant pour fournir de l'énergie, et notamment les moteurs de véhicules et les chaudières. Plus particulièrement, il s'agit d'un dispositif comportant un blindage magnétique extérieur protégeant les éléments électriques ou électroniques situés dans l'environnement dudit dispositif de ses effets magnétiques. Brève description de l'antériorité Dans l'art antérieur, de nombreux dispositifs exploitent les effets des champs magnétiques sur les fluides, destinés à faciliter la combustion de mélanges d'hydrocarbures fluides ou gazeux avec de l'air de combustion. Un hydrocarbure est un composé organique constitué exclusivement d'atomes de carbone et d'hydrogène, dont la combustion produit de l'énergie. La combustion est une réaction chimique associant l'hydrocarbure et un comburant, généralement le dioxygène. Lorsqu'il n'y a pas suffisamment de dioxygène, la combustion est incomplète et il y a alors rejet de particules polluantes (monoxyde de carbone, hydrocarbure non brulé, molécules d'oxydes d'azote). L'utilisation des champs magnétiques permet d'améliorer la combustion de l'hydrocarbure, et donc le rendement énergétique, tout en réduisant les particules toxiques émises. Les hydrocarbures sont en effet structurés en « cage » et ont tendance, par défaut, à être dans un état stable et à se lier entre eux pour former de grands groupes de faisceaux. La combustion des atomes de carbone situés au centre des molécules pendant le processus de combustion est gêné par les atomes d'hydrogène qui l'entourent. De plus l'accès de l'oxygène à l'intérieur de ces groupes de molécules est rendu difficile. La magnétisation permet de modifier les propriétés de rotation de la couche externe de la molécule d'hydrocarbure et d'augmenter la réactivité du combustible. Un champ d'ionisation suffisamment puissant transforme de manière substantielle l'atome d'hydrocarbure, le rendant plus volatile et lui permettant d'attirer plus d'oxygène. Ainsi, une amélioration de l'oxydation accroit l'efficacité de la combustion. Les systèmes de traitement magnétique d'hydrocarbures existants ont cependant un inconvénient majeur : intégrés dans les moteurs, leur champ magnétique perturbe les éléments électriques et électroniques situés dans leur environnement et engendre des dysfonctionnements. Différentes solutions ont été proposées pour résoudre ce problème. - 2 - Le brevet FR2709331 décrit ainsi un appareil d'activation de combustible utilisant un corps magnétique disposé à l'extérieur d'une conduite d'activation de combustible, enveloppés dans une couche d'induction magnétique. Une couche de protection magnétique faite d'un matériau non magnétique est présente sur le côté extérieur de ladite couche d'induction magnétique. 5 Le brevet FR2919900 propose un dispositif de traitement d'un carburant utilisant un champ magnétique comportant un conduit d'alimentation et au moins deux aimants positionnés en opposition et maintenus en position par un moyen de contrainte. Cet appareil comprend au moins un élément permettant de confiner le flux magnétique généré par les aimants vers l'intérieur du dispositif, cet élément recouvrant au moins en partie un aimant ou un groupe d'aimants et étant 10 fabriqué dans un matériau conductible du champ magnétique non magnétisable, préférentiellement du fer pur ou du mu-métal. Le brevet CN203685420 concerne un dispositif d'économie d'huile à réduction des émissions capable de catalyser le mazout. Il comprend une enveloppe, une pluralité de groupes magnétiques puissants et une pluralité de modules catalytiques en nid d'abeille. Chaque groupe 15 magnétique comprend un tube de blindage de trajet magnétique et deux pièces de séparation non magnétiques, chaque tube de blindage de chemin magnétique étant cylindrique et réalisé en fer pur. Si tous ces dispositifs intègrent un blindage magnétique, aucun n'est totalement efficace car lesdits blindages n'englobent pas la totalité du dispositif. 20 D'une manière générale, les dispositifs existants ne répondent pas à la problématique de traitement optimal d'un hydrocarbure par magnétisation, tout en isolant totalement l'environnement des effets magnétiques. Sommaire de l'invention La présente invention est un dispositif de traitement magnétique d'un hydrocarbure 25 comportant un blindage recouvrant l'ensemble de sa surface et empêchant toute perturbation des éléments environnants. Il s'agit d'un dispositif d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure gazeux ou liquide par magnétisation comprenant au moins un boitier contenant au moins un moyen de blindage magnétique constitué d'un conduit dans lequel est positionné au moins un module magnétique, 30 ledit module magnétique étant constitué d'au moins un moyen de maintien d'au moins deux aimants néodymes, lesdits aimants néodymes étant positionnés parallèlement l'un par rapport à l'autre dans la longueur dudit module et séparés d'un espace permettant le passade de l'hydrocarbure. Selon un mode préféré de réalisation, le moyen de blindage magnétique est constitué d'une 35 couche d'un matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable. Selon une variante, le matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable est du mu-métal. - 3 - Préférentiellement, le moyen de blindage magnétique est multicouche. De manière avantageuse, le moyen de blindage magnétique multicouche est constitué d'au moins deux couches d'un matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable, lesdites couches étant séparées par au moins une couche d'aluminium. 5 Selon une autre mode de réalisation, le moyen de blindage magnétique multicouche est constitué d'au moins deux couches d'un matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable, lesdites couches étant séparées par au moins une couche d'acrylonitrile butadiène styrène. Avantageusement, un moyen de continuité magnétique est positionné à chacune des 10 extrémités du module magnétique, ledit moyen de continuité magnétique comportant un trou pour le passage de l'hydrocarbure. De manière préférentielle, le moyen de continuité magnétique est en mu-métal. Selon une autre variante, le boitier du dispositif est constitué d'un conduit central comportant sur chaque extrémité un bouchon, ledit bouchon comportant un orifice pour le passage du 15 carburant. Selon un mode avantageux de réalisation, un moyen d'étanchéité est positionné à chaque extrémité du boitier. Préférentiellement, les aimants néodymes sont positionnés en force d'attraction magnétique les uns par rapport aux autres. 20 Brève description des dessins Dans cette description, on se réfère aux dessins suivants: - figure 1 : vue en perspective du dispositif - figure 2 : vue en coupe transversale du dispositif - figure 3 : vue en coupe longitudinale du dispositif 25 - figure 4 : vue éclatée du dispositif - figure S : vue en coupe transversale d'une variante de réalisation - figure 6 : vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation Description détaillée des modes préférés de réalisation Le dispositif (1) selon 'Invention est destiné à être installé à l'arrivée du système d'injection 30 d'un moteur thermique ou de pompes de brûleurs de chaudières, de manière à ce qu'un hydrocarbure alimentant ledit moteur ou ladite pompe circule systématiquement à 'Intérieur du dispositif (1) et subisse systématiquement un traitement magnétique permettant de réduire les particules toxiques tout en améliorant le rendement énergétique. Selon un mode préféré de réalisation, le dispositif (1) selon l'invention est constitué d'un boitier 35 (2) dans lequel sont disposés des modules magnétiques (3) positionnés dans un moyen de blindage magnétique (4). - 4 - Le boitier (2) du dispositif (1) est une enveloppe extérieure servant à contenir et maintenir les modules magnétiques (3) et le blindage (4). Le dispositif (1) comporte une entrée (En) et une sortie (So) permettant le passage de l'hydrocarbure. Pour les besoins de la description, il est convenu que l'axe longitudinal du dispositif 5 (1) et de ses éléments constitutifs est un axe parallèle à l'axe reliant l'entrée (En) à la sortie (So) du dispositif. Selon un mode préféré de réalisation, le boitier (2) a une forme tubulaire et est constitué d'un conduit central (5) comportant à chacune de ses extrémités un bouchon (6). Le conduit central (5), à 'Intérieur duquel circule l'hydrocarbure, est de section circulaire et comporte une face 10 extérieure et une face intérieure. Sur chacune de ses extrémités, le conduit central (5) est taraudé. Les bouchons (6) positionnés aux deux extrémités du conduit central (5) comprennent une pièce circulaire dont le diamètre correspondant au diamètre de la section du conduit central (5). La pièce circulaire des bouchons (6) est filetée. Ce filetage est complémentaire du taraudage 15 présent à l'extrémité du conduit central, et permet la fixation par vissage du bouchon (6) sur le conduit central (5). La pièce circulaire (6a) du bouchon comporte en son centre un orifice pour le passage de l'hydrocarbure. L'orifice est prolongé par un manchon cannelé (6b) permettant le raccordement au tuyau du moteur sur lequel il est installé. 20 Préférentiellement, le conduit central (5) et les bouchons (6) constituant le boitier (2) sont réalisés en inox ou en aluminium. L'hydrocarbure va ainsi entrer dans le dispositif (1) par l'orifice d'un premier bouchon (6), circuler suivant l'axe longitudinal du conduit (5) et ressortir par le second bouchon (6) après avoir été traité magnétiquement. Le sens du passage de l'hydrocarbure dans le dispositif (1) est 25 représenté sur la figure 1 par une flèche d'entrée (En) et une flèche de sortie (50). Les modules magnétiques (3), placés dans le boitier (2), sont constitués de plusieurs aimants néodyme (7) positionnés parallèlement les uns par rapport aux autres dans la longueur du module et d'une structure de maintien (8) permettant de maintenir lesdits aimants (7). Les aimants (7) utilisés dans le présent dispositif (1) sont des aimants permanents de très 30 forte puissance communément appelés aimants néodymes. Ils sont constitués d'un alliage de néodyme, de fer et de bore (NdFeB). Les aimants néodymes (7) ont une forme parallélépipédique. Afin d'augmenter leur surface de contact avec l'hydrocarbure, les aimants néodymes (7) sont disposés parallèlement, les uns par rapport aux autres, au centre du module (3), dans l'axe de la longueur du dispositif. Les 35 aimants (7) sont séparés par un espace et l'hydrocarbure circule ainsi librement entre les aimants. - 5 - Lors du traitement magnétique, les aimants néodymes (7) sont donc directement en contact avec l'hydrocarbure. Afin de lutter contre l'effet corrosif de ce dernier, les aimants néodymes (7) sont recouverts d'une fine couche de nickel-cuivre-nickel. Selon un mode préféré de réalisation, les aimants (7) néodyme sont au nombre de cinq et ont 5 des longueurs et largeurs identiques. Leurs hauteurs diffèrent en fonction de leur position dans le module magnétique (3), de manière à s'adapter à la forme circulaire de ce dernier : l'aimant néodyme central est plus haut que les deux aimants qui l'encadrent, lesquels sont plus hauts que les deux aimants les plus excentrés. Selon d'autres modes de réalisation, le nombre et les dimensions des aimants néodymes (7) 10 peuvent varier selon la taille et la forme du dispositif (1) et donc des modules (3). Selon une variante de réalisation, les aimants peuvent avoir des longueur, largeur et hauteur identiques. Pour optimiser leur puissance magnétique, les aimants néodymes sont placés dans le module (3) de manière à créer, entre eux, une force d'attraction magnétique. Chaque face d'un aimant néodyme (7) est polarisée magnétiquement et fait face à la face d'un autre aimant néodyme (7) 15 dont la polarité lui est opposée. Ainsi, le pôle nord d'un premier aimant néodyme (7) est positionné en vis-à-vis avec le pôle sud d'un deuxième néodyme (7) et le pôle sud du premier néodyme est positionné en vis-à-vis avec le pôle nord un troisième aimant néodyme (7). Les aimants néodymes les plus excentrés dans le module ont une seule de leur face en vis-à-vis avec un autre aimant néodyme (7). 20 La structure de maintien (8) maintient les aimants néodymes (7) dans la position souhaitée, parallèles les uns aux autres. Elle est réalisée en polyéthylène traité contre les hydrocarbures. La structure de maintien (8) a une forme de cylindre creux. Le module magnétique (3) étant inséré à l'intérieur du boitier (2), le diamètre de la structure est donc inférieur à celui dudit boitier (2). La structure de maintien du module comporte une face interne et une face externe. 25 Sur sa face interne, la structure de maintien comporte des encoches (8a) réalisées par paires symétriques et diamétralement opposées dans lesquels vont s'insérer les aimants néodymes (7): chaque longueur de chaque aimant va coulisser dans une encoche (8a), les deux encoches maintenant les deux longueurs d'un même aimant (7) étant diamétralement opposées. Ainsi, les aimants sont maintenus en place et ne peuvent plus bouger, en dépit de la force magnétique les 30 attirant les uns vers les autres. Par ailleurs, les encoches sont espacées les unes des autres, de manière à maintenir un espace entre les aimants et à permettre le passage de l'hydrocarbure entre les différents aimants. Selon un mode préféré de réalisation, les modules magnétiques (3) sont au nombre de deux. Mais leur nombre peut varier selon la taille du dispositif (1), du moteur dans lequel il est intégré 35 et de la quantité d'hydrocarbure à traiter. Le dispositif (1) peut donc comporter un seul module (3) ou plus de 2. Les modules sont alignés dans le même axe longitudinal. - 6 - Afin de protéger l'environnement du dispositif (1) des effets magnétiques des aimants néodymes (7) dont la puissance est très importante, les modules magnétiques sont positionnés dans un moyen de blindage magnétique (4) qui est un conduit tubulaire. Le moyen de blindage magnétique recouvre totalement la face externe du moyen de maintien (8) du module (3) et, 5 lorsqu'il y a une pluralité de modules, l'ensemble constitué par l'alignement des modules. La longueur du moyen de blindage magnétique s'adapte au nombre de modules magnétiques (3). Son diamètre est inférieur au diamètre du boitier (2) et supérieur au diamètre des modules magnétiques (3), le conduit de blindage (4) étant en contact sur l'une de ses faces avec le boitier (2) et sur l'autre de ses faces avec les modules (3). 10 Selon un mode préféré de réalisation, le moyen de blindage (4) est constituée d'une seule couche fabriquée dans un métal constitué d'un alliage de matériaux conductibles du champ magnétique et non magnétisables. Préférentiellement, il est réalisé en mu-métal constitué de 80% de fer pur et de 20% de nickel. Pour obtenir des propriétés anti-magnétiques parfaites, la feuille de mu-métal utilisée pour 15 réaliser le tube est pliée et soudée, avant d'être chauffée dans un four de 1178 degrés pendant 4 heures. Le tube de blindage (4), qui s'apparente à une cage de Faraday, empêche ainsi de parasiter les parties électriques ou électroniques (calculateurs électroniques, condensateurs, et tous branchements 12/24 volts sur sondes ou détecteurs) des pompes de brûleurs de chaudières et 20 pompes d'injection de moteurs thermiques positionnées à proximité du dispositif (1). Egalement, il favorise la concentration des effets magnétiques à l'intérieur du dispositif (1) et évite ainsi les pertes de flux magnétique. Le dispositif comporte par ailleurs des rondelles (9) ou moyens de continuité magnétique placées entre chaque module et aux extrémités de l'ensemble des modules. 25 Les rondelles (9) sont des disques d'une épaisseur d'environ 1 millimètre, comportant un trou central. Leur diamètre est identique au diamètre des modules magnétiques (3). Les rondelles (9) sont réalisées dans le même matériau que le tube de blindage magnétique (4): un alliage de matériaux conductibles du champ magnétique et non magnétisables. Préférentiellement, les rondelles (9) sont réalisées en mu-métal constitué de 80% de fer pur et 30 de 20% de nickel. Une rondelle (9) intermédiaire est intercalée entre chaque module (3) de manière à permettre la continuité de la puissance totale du magnétisme de l'entrée (En) du dispositif (1) jusqu'à sa sortie (So). Une rondelle (9) d'extrémité est en outre positionnée à chacune des extrémités formée par 35 l'ensemble des modules magnétiques (3), ce qui permet d'obtenir un blindage magnétique total en direction de l'entrée (En) et de la sortie (So) de l'appareil, complémentaire du blindage assuré par le tube de blindage (4). - 7 - Un joint torique (10) ou moyen d'étanchéité placé à chaque extrémité complète l'étanchéité du dispositif (1) : du côté de l'entrée (En) du dispositif et du côté de la sortie (So) du dispositif, le joint (10) est placé entre le bouchon (6) et le conduit central (5) du boitier (2). Le joint (10) est traité contre les hydrocarbures. Il a une forme de rondelle et un diamètre 5 correspondant au diamètre de la section formée par la face intérieure du conduit central (5) du boitier. Selon une variante de réalisation de la présente invention, le dispositif (1) selon 'Invention comporte un moyen de blindage magnétique (4) multicouche constitué : - d'un premier tube (4a) en matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable 10 et préférentiellement en mu-métal, dans lequel sont positionnés les modules magnétiques (3), ce premier tube étant recouvert par : - un tube d'aluminium ou d'acrylonitrile butadiène styrène (4b), dont le diamètre est supérieur au premier tube de mu-métal (4a), ledit tube d'aluminium ou d'acrylonitrile butadiène styrène (4b) étant recouvert par : 15 - un second tube de blindage complémentaire (4c) en matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable et préférentiellement en mu-métal, dont le diamètre est supérieur au diamètre du tube d'aluminium ou d'acrylonitrile butadiène styrène (4b). Les trois tubes (4a, 4b, 4c) constituant le moyen de blindage multicouche (4) ont la même longueur et sont insérés les uns dans les autres, dans l'ordre décrit ci-dessus, les deux couches 20 de mu-métal étant séparées par la couche d'aluminium ou d'acrylonitrile butadiène styrène. Le moyen de blindage multicouche (4) recouvre l'ensemble des modules magnétiques et est contenu dans le boitier (2). L'association des différentes couches du moyen de blindage (4) permet d'augmenter l'efficacité dudit blindage. Selon une variante, le moyen de blindage (4) du dispositif peut comporter des couches de 25 mu-métal supplémentaires et/ou des couches d'aluminium ou d'acrylonitrile butadiène styrène supplémentaires. Selon des modes de réalisation alternatifs, le dispositif peut avoir toute autre forme qu'un cylindre et notamment la forme d'un cube, d'un parallélépipède, d'un prisme hexagonal, d'un prisme triangulaire, etc. 30 Le dispositif (1) ainsi décrit est mis en place dans le moteur ou la chaudière au plus près de la chambre de combustion afin que l'hydrocarbure après son passage dans ledit dispositif, soit immédiatement associé à l'oxygène. La magnétisation subie par l'hydrocarbure interfère sur sa structure moléculaire et permet une combustion de meilleure qualité augmentant le rendement énergétique et diminuant les émissions de particules toxiques. 35 L'ensemble des éléments constitutifs du dispositif (1) résistent à des températures positives élevées ainsi qu'à des températures négatives. - 8 - De nombreuses variantes éventuellement susceptibles de se combiner peuvent ici être apportées sans jamais sortir du cadre de l'invention tel qu'il est défini ci-avant. Les modifications non substantielles qui découleraient de façon évidente, pour l'homme de l'art, de l'utilisation ou de la fabrication dont le brevet est ici requis sans en altérer les dispositions S originales, n'en REVENDICATIONS1) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure gazeux ou liquide par magnétisation, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un boitier (2) contenant au moins un moyen de blindage magnétique (4) constitué d'un conduit dans lequel est positionné au moins un module magnétique (3), ledit module magnétique (3) étant constitué d'au moins un moyen de maintien (8) d'au moins deux aimants néodymes (7), lesdits aimants néodymes étant positionnés parallèlement l'un par rapport à l'autre dans la longueur dudit module (3) et séparés d'un espace permettant le passade de l'hydrocarbure. 2) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de blindage magnétique (4) est constitué d'une couche d'un matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable. 3) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon la revendication 2 caractérisé en ce que le matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable est du mu-métal. 4) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de blindage magnétique (4) est multicouche. 5) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen de blindage magnétique (4) multicouche est constitué d'au moins deux couches d'un matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable (4a, 4c), lesdites couches (4a, 4c) étant séparées par au moins une couche d'aluminium (4b). 6) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen de blindage magnétique (4) multicouche est constitué d'au moins deux couches d'un matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable (4a, 4c), lesdites couches (4a, 4c) étant séparées par au moins une couche d'acrylonitrile butadiène styrène (4b). 7) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce que le matériau conductible du champ magnétique et non magnétisable est du mu-métal. 8) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un moyen de continuité magnétique (9) est positionné à chacune des extrémités du module magnétique (3), ledit moyen de continuité magnétique (9) comportant un trou pour le passage de l'hydrocarbure. 9) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen de continuité magnétique est en mu-métal. - 10 - 10) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le boitier (2) du dispositif (1) est constitué d'un conduit central (5) comportant sur chaque extrémité un bouchon (6), ledit bouchon (6) comportant un orifice pour le passage du carburant. 5 11) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un moyen d'étanchéité (10) est positionné à chaque extrémité du boitier (2). 12) Dispositif (1) d'optimisation de la combustion d'un hydrocarbure selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les aimants néodymes (7) sont positionnés 10 en force d'attraction magnétique les uns par rapport aux autres.