Brevet FR3121184A1 — publié le 20220930

Dispositif de pré filtration d'un comburant (Fig.1) de traitement d'un mélange fluide comprenant de l'air et un taux d'hygrométrie pour des moteurs à combustion interne et appareil a combustion interne , préalablement à l'injection du mélange dans le circuit d'admission du comburant , comprenant : -un organe de collecte (1) d'une partie des fluides comburant , un filtre (2) une canule de transfert (3) une connexion d'entrée (4) un filtre de formatage (5) d'une composition multiple de charge magnètique organisé (53) et dune composition multiple d'éléments céramiques dynamisantes organisés (56) noyés dans un réseau fibreux métalique hydrofuge (52) d'une sortie (6) et d'une canule de transfert (7) vers l' admission des comburants préalablement a leur filtration propre (20).¶ APPAREIL A PREFILTRE ACTIF POUR COMBURANT FLUIDE POUR TOUT TYPE DE COMBUSTION ET DISPOSITIF UTILISANT UN CARBURANT. L’invention a trait à un dispositif de qualification par formatage de comburant du mélange d'air et de son taux d'hygrométrie préalablement à son injection dans l’admission d'un appareil a combustion interne .Elle concerne également un véhicule équipé d’un tel dispositif ainsi que les chaudières a combustion interne pourvu d'un acheminement du comburant au filtre a air propre au moteur et a la chaudière et ou foyer. Ce dispositif est utilisable avec tout type de moteur thermique, également dénommé moteur à combustion interne ainsi que les chaudières a combustion internes. Un moteur et une chaudière à combustion interne utilise la réaction d’un carburant et d’un comburant, généralement l’oxygène de l’air et le taux d'hygrométrie , pour transformer l’énergie thermique produite par la réaction de combustion en un travail mécanique ou une fabrication d'énergie . Par carburant, on désigne ici un carburant dérivé de produits pétroliers, par exemple l’essence, de l’essence sans plomb, du gas-oil ou un carburant appartenant à la catégorie des bio-carburants ou de bio masse, par exemple une huile végétale ou un alcool ou un bois dit bio masse. Dans les moteurs et chaudière à combustion interne, l’énergie thermique est fournie par la combustion d’un carburant sous forme liquide ou solide en présence d’un comburant gazeux, l’oxygène de l’air . Le gaz issu de cette combustion est utilisé, lors d’une phase d’expansion, pour mettre en mouvement des pièces mécaniques situées, par exemple, dans un véhicule, une pompe, un compresseur ou dans d’autres appareils produisant un mouvement et de l'énergie en règle générale . Dans une chaudière la combustion sert a la production d'énergie thermique qui peu être aussi transformée en d'autre énergie (électrique par exemple ). Les produits, sous forme gazeux, issue de la combustion, sont rejetés à l’extérieur du moteur sur la voie publique en général. Du fait des normes anti-pollution en vigueur et de la raréfaction des produits pétroliers, il est intéressant de limiter les rejets gazeux issus de la combustion dans de tels moteurs tout en améliorant le rendement par la qualité de la combustion et la consommation en carburant de ces moteurs et chaudières. Avec une combustion améliorée, donc plus complète, on obtient moins de particules imbrûlées, potentiellement polluantes, dans les gaz d’échappement en sortie de moteur et chaudière tout en ayant à puissance égale fournie par le moteur, une consommation moindre en carburant. En effet, il est admis que, dans les gaz d’échappement, la proportion de carburant non brûlé est généralement comprise entre 0.2/ et 2/ du volume de carburant injecté dans le moteur. Par ailleurs, une partie de l’énergie thermique dégagée lors de la combustion est utilisée pour amener en température le carburant et le comburant. Avec une combustion plus complète, on optimise le rendement du moteur on baisse la consommation de carburant et on diminue la pollution du comburant. (L’air) Pour cela, il est connu de faire circuler dans le moteur, au moins partiellement, les gaz d’échappement en les redirigeant vers le système d’admission en air du moteur. Cette partie des gaz d’échappement également connue sous le nom de « gaz RGE» se mélange ainsi à l’air extérieur entrant dans le moteur au niveau de l’admission ce qui assure une combustion de certaines des particules imbrûlées présentes dans les gaz d’échappement. On améliore ainsi le rendement de combustion interne du moteur, la consommation en carburant et on diminue la pollution émise par le moteur et la chaudière sur le comburant (l’air). Il est également connu que le comburant est l’élément le plus consommé lors de la combustion par un moteur à combustion interne que ce soit en masse ou en volume. Ainsi, les différents rapports stœchiométriques connus étant : pour le diesel 1 gramme de gas-oil nécessite au moins 15 grammes d’air. Pour l’essence 1 gramme de carburant nécessite environ 17 grammes d’air. Pour l’éthanol : 1 gramme de carburant nécessite environ 9 grammes d’air . Pour le carburant type GPL, le rapport est de 16 grammes d’air pour 1 gramme de gaz pour l'hydrogène 1 gramme pour 30 grammes d'air , il est connu que le taux d'hygrométrie de l'air moyen est de 70% ce qui implique la présence de molécule d'eau soit pour 10 gramme d'air 1 gramme d'eau. Il est d’autre part connu que le carburant raffiné peut augmenter le rendement d’un moteur à combustion interne. Il est également connu d’injecter de l’eau dans le mélange air et gaz d’échappement. On abaisse ainsi la température de combustion du mélange carburant/comburant et on limite l’émission de certains polluants , notamment les No x ou oxydes d’azote tels que le NO (oxyde d’azote) ou le NO2 (dioxyde d’azote) .Ces polluants se combinent à l’eau pour former certains composés, tel l’acide nitrique .L’apport d’eau en diminuant la température de la combustion ,préserve les composants du moteur , en évitant une surchauffe de ce dernier , tout en limitant les besoins en énergie thermique nécessaire pour amener à température de combustion le mélange carburant/comburant. WO2012080511 A1 décrit un dispositif permettant a la fois la recirculation des gaz et une injection de ce gaz humide dans une chambre en forme de S semi rigide. FR2783605 Ledit procédé comprenant l'étape de placer ladite substance 1 dans une zone 2 ,3 soumise à un champ d'excitation spécifique de nature électrique ,magnétique et/ ou électromagnétique WO2019218089 et WO2020069559 Labilité des molécules. FR-A-2895461 décrit un dispositif permettant à la fois la recirculation des gaz d’échappement et l’injection d’eau dans le circuit d’admission d’air d’un moteur . Dans ce dispositif, les conduites de recirculation des gaz et d’eau sont concentriques.Plusieurs conduits d’eau étant insérés dans une conduite de gaz. Le prélèvement des gaz de combustion s’effectue sur l’échappement, par exemple par l’intermédiaire d’une vanne. L’eau et le gaz mélangés sont réinjectés au niveau du dispositif d’admission d’air du moteur. FR-A-2926606 décrit également un dispositif où les gaz d’échappement sont mélangés à de l’eau préalablement à leur injection dans le circuit d’admission du moteur. Ce dispositif comporte des moyens d’émission de champs électromagnétiques agissant sur le mélange gaz/eau, préalablement à son admission dans le moteur.Ces dispositifs sont encombrants et ne peuvent pas être aisément montés sur tout type demoteur. Par ailleurs ces dispositifs n’assurent pas une homogénéisation optimale du mélange eau et gaz d’échappement avant son injection dans le circuit d’admission du moteur. L’invention propose un dispositif de pré filtration ce dispositif comporte des moyens d’émission de champs magnétiques et de céramiques positionnés alternativement et disposés de façon a induire une fréquence et d'agir par un formatage sur le comburant air et taux d'hygrométrie , préalablement à son admission dans le moteur permettant de traiter le comburant et les gaz le composant par traitement mécanique non énergivore d’un mélange air et les fluides le composant , aisé à mettre en œuvre, assurant un formatage de l’air adaptable à divers types de moteur et chaudière. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de formatage d’un mélange comprenant de l’air et un taux d'hygrométrie variable. Un moteur à combustion interne, préalablement à l’injection du mélange dans le circuit d’admission du moteur, comprenant : -un organe de collecte filtrant d’une partie des gaz comburant l’air 1 et 2-un organe filtrant actif hydrofuge 5 de formatage du comburant acquis par dépression, reliée au moins au dispositif d’admission en comburant du moteur, cette chambre étant configuré par une durite ou plusieurs durites souple amagnétique renforcé et d’une dimension variable et pourvue d’une composition interne de formatage et d'induction magnétique d'homogénéisation de l'air de composition magnétique et textile ferreux. Ces éléments permettent un positionnement aisé selon la place disponible au niveau du collecteur primaire d'air, tout en facilitant la maintenance et le changement de ces différents organes.¶ Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, le dispositif peut incorporer une ou plusieurs caractéristiques suivantes : -l’organe d’homogénéisation comprend une âme textile type câble tord ferromagnétique guipé par des anneaux a charge magnétiques et des céramiques la la la .- l'organe d'homogénéisation peut comprendre un tube dans lequel sont insérer des cylindres a charge magnétiques et cylindres de céramiques la la la -l’organe d’homogénéisation comprend un réseau de fibres métalliques hydrofuges.l’organe d’homogénéisation est en matériau ferromagnétique alors que la chambre dans laquelle il est inséré est en un matériau amagnétique. L'organe est fonctionnel dans les deux sens. Dans un mode de réalisation, l’organe d’homogénéisation (5) est composé d’une âme ferromagnétique ou une âme magnétique enserrée dans un support tubulaire amagnétique souples. Selon un mode de réalisation, la chambre (5) est de diamètre supérieur aux connexions d’entrée et de sortie créant une chambre de tranquillisation d’homogénéisation et de formatage du comburant air et taux d’hygrométrie. ¶ L'invention concerne un moteur et une chaudière équipé d'un dispositif conforme a l'une des caractéristiques précédentes.L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle ci apparaîtrons plus clairement a la lecture de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un dispositif conformes a l'invention,donnée uniquement à titre d'exemples et faites en se référant aux dessins annexés dans lesquels : La est une vue, en aplat, des éléments constitutifs d’un dispositif conforme à un premier mode de réalisation de l’invention, des organes de liaison entre des éléments et certains éléments étant schématiquement représentés , La est une vue de dessus d'un élément constitutif de la .La la est une coupe selon la ligne V-V et VI-VI a la et du dispositif 1. La est une vue de dessus d'un élément constitutif de la figure en variante. La la est une coupe selon la ligne VII-VII et VIII- VIII a la du dispositif 1 ,représenté à la comprend un premier organe 2 de collecte de l'air .Cet organe 2, schématiquement illustré , a une forme et des dimensions adaptées à la sortie d'un conduit avec un filtre simple ,par exemple un moteur équipant un véhicule automoteur ou une chaudière .Par véhicule automoteur on désigne ici aussi bien une voiture qu'un camion ,une moto, scooter un engin agricole un engin de chantier ou un bateau, par chaudière tout type de foyer a combustion de gaz bio masse ou produit dérivé de produit pétrolier. Avantageusement , l'organe 2 est réalise en un matériau métallique inaltérable , par exemple en acier inoxydable ,Il est adapté pour collecter l'air ,Pour cela ,l'organe 2 est avantageusement positionné dans le sens commun de circulation marche avant du véhicule ,Le maintien d'une tel organe en cette position est réalise par des moyens connus en soi,par exemple avec des colliers permettant d’éviter toute vibration du dispositif, L'organe 2 est, par exemple une canule ou un tube métallique souple tresse aviation inox ou rigide, en acier inoxydable amagnétique. L'organe 2 permet de prélever une partie de l'air et du taux d'hygrométrie dans l’environnement proche muni d'un filtre simple en calandre par exemple du véhicule ou dans l’environnement du foyer. La quantité de gaz et d'air prélevée est fonction de la quantité de la dépression d'air d'admission demandé par le moteur 20, c'est a dire du travail demandé au moteur ou pour une chaudière. L'organe 2 est dans ce mode de réalisation relié par un tuyau 3, Schématiquement illustré a la , a l'organe 2 . Le tuyau 3 est réalisé dans un matériau insensible aux conditions environnementales et résistant a la chaleur ; il s'agit, par exemple ,d'un tuyau 3 métallique souple ou rigide ,en acier inoxydable ,dont les dimensions et l'encombrement sont adaptés aux conditions de montage du dispositif dans l’environnement du moteur ou pour une chaudière introduit dans le conduit d’admission d'air. Une extrémité 1 se trouve dans le sens de la marche ou dans l’environnement du tuyau 3 est fixée à la sortie de l'organe 2 et l'autre extrémité 6 est fixée sur la première chambre 4 au niveau d'une conduite d'admission des gaz 7 . Avantageusement le montage du tuyau 3 est effectué de manière amovible ,par exemple par des bagues filetées, sur la conduite 7 et sur la sortie de la canule 2. La chambre 5 est pourvue d'un blindage amagnétique en tresse souple 55 propre à équilibrer la pression dans la chambre . Elle est située a proximité de l'admission 20 , le tuyau 3 étant alors d'une longueur minimale a être libre a l'acquisition de l'air . Dans un autre mode de réalisation ,la distance entre les deux point de connexions chambre 2 ,4 est fonction des conditions de montage du dispositif et de la place disponible au voisinage du moteur. La chambre 4 est également distante de l'organe 2. L'organe d’homogénéisation comprend une durite souple 54. La chambre 5 a pour fonction d'assurer un formatage optimal pour l'air et le taux d'hygrométrie de l'air de l'entrée 4 . En d'autres termes ,on formate ce mélange avant son injection dans le filtre a air propre au moteur. Cette chambre 5 est également adaptée pour permettre la filtration de certaine particules les plus fines peuvent passer dans le circuit d'admission d'air avant le filtre a air du moteur de leur combustion, L'organe homogénéisation 52 comprend un réseau de fibre appliqué sous forme de ruban ferromagnétique et est composé d'une âme ferromagnétique. Le passage permet de formater le mélange avant son admission dans le filtre a air propre au moteur. La chambre 5 est un flexible et elle à une forme globale de tube non exhaustive. Une telle forme flexible permet de la positionner dans le compartiment moteur contre un élément situé au voisinage du moteur, afin de faciliter la fixation du dispositif tout en minimisant l'encombrement de l'ensemble du dispositif . La fixation de la chambre 16 est facilitée par une flexibilité due à sa composition et son état (durite flexible inox) c'est un produit industriel connu. La chambre 5 est configurée ,par sa forme tubulaire (non exhaustive) et flexible, de manière à définir un parcours en ligne de air à l’intérieur de la chambre 5 ,entre l'entrée et la sortie de la chambre 4 ,Pour cela les extrémités libres du tube constitutif de la chambre 5 sont équipées d'une conduite 4 d'admission de l'air . L'extrémité libre opposée est pourvue d'une conduite 6 de sortie du formatage ,ces conduites 4 , 6 sont similaires aux autres conduites. C'est à dire qu'elles comprennent une bague filetée. Il est a noté qu'à l’installation ,la chambre 5 n'a pas de sens d'installation. La conduite 4 est reliée via le tuyau 3 ,à la conduite 5 ,La conduite 6 est reliée via un tuyau 7 , similaire au tuyau 3 , à un organe d'injection 20 du mélange dans un circuit d'admission avant le filtre a air d'un moteur,non illustré. En variante ,l'admission du comburant formaté est effectuée directement dans le tuyau de collecte de l'admission avant le filtre a air du moteur. Comme illustrée à la , des organes homogénéisation 51 52 53 et 56 sont insérés en position centrale dans la chambre 5. Ces organes de formatage textile hydrofuge avec une âme ferreuse et d'une disposition magnétique 51 sont insérés ,en position centrale obtenue par le guipage d'un ruban ferreux textile ,dans la chambre 5 de sorte qu'ils assurent une homogénéisation de mélange sur la totalité du parcours de ce dernier entre l'entrée 4 et la sortie 6 de la chambre 5 ,Ces organes sont par exemple un tord ferromagnétique fin 51 et un ruban textile ferreux guipant 52 ,L'organe 51 est réalisé en un matériau magnétique par exemple un tort un câble en acier inséré dans des aimants en forme d'anneau 53. Cet organe de formatage 5 est également un organe de filtration du mélange et de forçage par effet de friction et de magnétisation dit effet de formatage. Ainsi on réalise un écoulement turbulent une friction et un formatage du mélange air et taux d'hygrométrie , dû à la configuration de la chambre 5 et a la présence ,dans la chambre 5 ,d'un obstacle à savoir les organes 51, 52, 53, 56 . On assure également une filtration du mélange en retenant certaines particules ,selon leurs tailles ,sur ce même organe 5 et au préalable sur l'organe 2,que ce dernier soit un réseau de fibres 52.¶ Par ailleurs ,la présence d'un champ magnétique par les éléments magnétiques 53(éléments magnétiques néodymes ou ferrites en oppositions de champs repartis de façon définis) dû à la différence de la nature entre le métal constitutif de la chambre 5 durite plastique 54 et le métal constitutif de l'organe 5 tresse inox isolante 55 influe sur l'orientation des constituants du mélange lors de leur passage dans la chambre 5.Par la présence d'un champ magnétique,on limite le risque que des particules se collent sur les parois de la chambre 5 ce qui pourrait entraîner une diminution du volume utile de la chambre ,voire un colmatage de celle ci. La chambre 5 assure ainsi un brassage homogène du mélange air taux d'hygrométrie eau et son nettoyage en limitant la quantité de particules envoyées dans le circuit d'admission avant le filtre a air propre au moteur. Dans un autre mode de réalisation illustré aux figures 1, la canule 2 alimente la chambre 5.L'alimentation en air se fait alors par la canule 2 .Cette canule 2 peut être insérée a l'avant du véhicule sur la calandre pour la collecte de l'air et du taux d'hygrométrie .Elle peut être pourvu d'un filtre a air propre a cette canule afin de pré filtrer le comburant. Cette autre mode de réalisation permet une installation dans l'environnement direct du moteur et ainsi la chambre 5 par sa forme avantageuse se place dans l’environnement du moteur. Un tel dispositif est relativement simple a mettre en œuvre et le montage est aisé sur tout type de moteur en particulier lorsque ceux ci équipent un véhicule , puisqu'il ne nécessite pas de transformation particulière du véhicule la terminaison du circuit étant avant ou dans le filtre a air. Le dispositif est monté à l’intérieur ou devant le filtre a air et en périphérie du moteur du véhicule moto génératrice son encombrement est minimal et il est fixé de manière amovible sur le véhicule puisqu'il ne nécessite pas de transformation particulière de véhicule. Ce montage a pour objet de soumettre l'ensemble a la dépression phénomène connut du fonctionnement d'un moteur et d'une chaudière sur l'acquisition du comburant de l'air et du taux d’hygrométrie sous une atmosphère 1. Par ailleurs les éléments du dispositif peuvent être positionnés selon des angles différents l'alimentation étant optimale quelle que soit la position de la chambres 5 par rapport a l'horizontale .En variante les chambres 5 sont de plus grandes dimensions ou multiple que celle ci décrites ,par exemple elles ont formées de plusieurs chambre 5 pouvant formater une plus grande quantité d'air et son taux d'hygrométrie avoir un parcours en zigzag plus long ou plus court. L’invention a trait à un dispositif de qualification par formatage de comburant du mélange d'air et de son taux d'hygrométrie préalablement à son injection dans l’admission d'un appareil a combustion interne .Elle concerne également un véhicule équipé d’un tel dispositif ainsi que les chaudières a combustion interne pourvu d'un acheminement du comburant au filtre a air propre au moteur et a la chaudière et ou foyer. Ce dispositif est utilisable avec tout type de moteur thermique, également dénommé moteur à combustion interne ainsi que les chaudières a combustion internes. Dispositif de filtration d’air pour son injection dans le circuit d’admission d'un moteur ou d’une chaudière, ledit dispositif de préfiltration comprenant : - un organe de collecte (2) d’air ; -au moins une chambre (5) de formatage d’air et d’un taux d'hygrométrie d’air, ladite chambre (5) étant reliée à une conduite d’admission (4 ) d’air et à une conduite de sortie (6) d’air d’au moins au dispositif (20) d’admission en comburant, cette chambre (5) étant pourvue d’un organe d’homogénéisation (51), caractérisé en ce que cette chambre est configurée par un tube flexible renforcé en tresse inox (55). Dispositif selon la revendication (1), caractérisé en ce que la chambre (5) est pourvue d’un blindage amagnétique en tresse souple (55). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe d’homogénéisation comprend une durite souple (54). Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que l’organe d’homogénéisation (51) est composé d’une âme ferromagnétique ou une âme magnétique enserrée dans un support tubulaire amagnétique souples. Dispositif selon l’une des revendications (1) à (2), caractérisé en ce que l’organe d’homogénéisation (51) comprend un réseau (52) de fibres ferromagnétiques hydrofuges. Dispositif selon l’une des revendications (4) ou (5), caractérisé en ce que l’organe d’homogénéisation (51) comprend des éléments magnétiques (53) répartis de façon définie dans ladite chambre (5) pour agir un ensemble des matériaux ferromagnétiques dudit organe d’homogénéisation. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre (5) est de diamètre supérieur aux connexions d’entrée et de sortie créant une chambre de tranquillisation d’homogénéisation et de formatage du comburant air et taux d'hygrométrie. Moteur ou chaudière équipés d'un dispositif conforme à l'une des revendications précédentes. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe d’homogénéisation (51) comprend une composition multiple et alternées de céramiques dynamisantes (56) et lesdits éléments magnétiques (53) noyées dans le réseau (52) de fibres magnétiques Hydrofuge.