Gas produce for IC-engine fuel - has container for active materials to disassociate water vapour with duct to engine intake

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RÉPUBLIQUE FRANÇAISE @ N° de publication : 2484 538

INSTITUT NATIONAL {A n'utiliser que pour les

De la propriété industrielle

commandes de reproduction).

Paris

Demande

De brevet d’invention

Convertisseur de vapeur d'eau par thermochimie (hydrothermochimie). Classification internationale (Int. Cl.3) F 02 B 47/02, 61/00. Date de dépôt... uscececeecesse 13 juin 1980.

Priorité revendiquée :

Date de la mise à la disposition du public de la demande ............ B.O.PI. — « Listes » n° 51 du 18-12-1981. Déposant : BONNIN Monique, résidant en France.

Invention de : Monique Bonnin.

Titulaire : /dem (2)

Mandataire : Monique Bonnin, 520, rue du Docteur-Jean Michel, Bâtiment A, 39000 Lons-le-Saunier. Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE, 27, rue de la Convention — 75732 PARIS CEDEX 15

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Convertisseur ayant la possibilité de dissocier les vapeurs d'eau par des matières chauffées devenant oxydables à une certaine température.

Ç pe La présente invention concerne la récupération de la vapeur d'eau provenant de la carburation, de la combustion d'hydrocarbure, ou de gaz à fortes teneurs d'hydrogène. La chaleur, au lieu de se disperser dans l'atmosphère, agit sur la matière dont la température est maintenue suffisante par une buse de brûleur (6) pl. 1, fig. 2 et 4, pl. 2, fig. 1 A9. Jet 2, pl. 3 et 4, l'alimentation en combustible de ce brûleur est un gaz pour moteur et chauffage ou de l'essence gazéifiée pour moteur.

Le comburant propulsé par un ventilateur (27 sur dessin abrégé moteur et chauffage) vient au mélangeur (7), en passant à 1'électrovanne (26) qui coupe l'arrivée d'air, done arrête le chauffage de la matière; A Ç JO la chaleur de celle-ci est ainsi maintenue par l'arrivée des gaz brûlés du moteur ou du chauffage.

Le gaz ou l'essence gazéifié n'étant pas carburé dans la buse (6), passe par les lumières (52) dans le récipient (3) des matières dont celles-ci ont le pouvoir à une certaine température de dissocier la

Lo 2 vapeur d'eau. Le gaz provenant de l'extérieur s'associe à &'hydrogène venant de naître et sort par le trou (38 pl. 1, fig. 2, 3, 4 ple 2, fig. 3, 4 pl. 4, dessin pour l'abrégé moteur et chauffage) passe à l'électrovanne (25 dessin pour l'abrégé), pour atteindre le mélangeur gaz, air (19) puis arrive au foyer du chauffage. Pour les moteurs, le

15. 30 gaz passe au volet d'accélération (17) et il est absorbé dans la tuyauterie (35) d'admission du moteur pour le fonctionnement de celui-ci.

Aucun procédé de ce genre n'a été utilisé à ce jour.

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Essai en thermochimie des matières actives utilisées dans nos appareils convertisseurs pour un Kg

Grandes calories utilisées : 200

Grandes calories obtenues : 1060

Cette matière à l'avantage d'être régénérée.

Fonctionnement et conception du convertisseur pour moteur : Acesoché ou posé à la sortie des gaz d'échappement de la culasse du moteur par le collet (36) dont les gaz brûlés peuvent pénétrer par l'orifice et atteindre le silencieux du convertisseur en chauffant j'eau du bac (4), ils passent par la grille (40) après s'être détendus, émettent leurs chaleurs aux parois (50), celles-ci la retransmettant au récipient (3) qui contient les matières actives. Ces matières peuvent être dans un, deux ou trois compartiments et chauffées par un, deux ou trois brfleurs, done chaque compartiment possède un brûleur de chauffe tout en étant en communication par le sommet des parois de séparation (49). Cette installation a l'avantage d'une pénétration de chauffe dans la matière active. L'allumage des brûleurs se fait suivant les besoins, l'un après l'autre, par une bougie à étincelle permanente (5) placée sur la buse (6) et l'arrêt de chauffe se fait l'un après l'autre suivant un cycle bien déterminé, commandé par un électrovanne, comme l'indique le deuxième paragraphe.

La commande de l'électrovanne vient d'une source de rotation mécanique, électrique ou thermique.

Les gaz brûlés d'échappement poursuivent leurs circuits par les tubes (51) silencieux (41). Les gaz toxiques provenant des hydroearbures sortent par le tube (42), la vapeur d'eau vient se mélanger à celle du bac à eau (4) amenée par le tube (29 et 29') et entre par l'orifice (30)

de la buse (6) du brûleur en fonction ou en attente pour venir se disgocier contre la matière approchant la fusion. .

Important : Aprés un certain temps de fonctionnement, l'alimentation en vapeur d'eau devient presque guffisante avec la chaleur, gaz, vapeur d'eau provenant du ou des brûleurs de chauffe, sans beaucoup d'apport de carburant extérieur, sauf en cas d'accélération rapide.”

La pollution devient presque nulle par suite de très peu d'utilisation d'*hydrocarbure.

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Ce système peut être installé sur les moteurs à combustion interne pour réduire un peu la pollution et la consommation des hydrocarbures, sans modification notable de l'injection. Les appareils sont branchés : sur l'admission des moteurs. On ne peut cependant pas aveir le même rendement que sur un moteur à explosion..

Fonetionnement et conception du convertisseur pour chauffage 3 Une prise est faite à la perpendiculaire du tuyau d'évacuation des gaz brâlés à la sortie de la chaudière on du générateur de chaleur. Ceci communique à l'admission d'un ventilateur, dont celui-ci envoie les gaz usés à l'orifice (36) du convertisseur. Le cyele de fonctiomement dans le convertisseur pour chauffage est identique à celui d'un moteur.

L'hydrogéne provenant du convertisseur arrive à un mélangeur airgaz par un injecteur calibré à cet effet et stenflamme dans la buse accolée au brûleur à fuel ou à gaz de la chaudière. L'émission des gaz brûlés par le brfleur d'origine de la chaudière ou du générateur provoque le fonctionnement de la thermochimie,

La mise en route du ou des brûleurs du convertisseur se commande par un delco pour faire jaillir les étincelles aux bougies (5) de la buse (6) des brûleurs; ainsi un électrovanne ouvre le passage du gaz, quelqu'en soit la nature, pour le chauffage de la matière active au moment de la commande de chauffe de la chaudière,

A l'arrêt tout est coupé par le dijoncteur de la chaudière ou générateur de chaleur.

Les dessins représentent pl. 1, fig. 1 un convertisseur thermochimique parallélépipédique pour voiture Citroën 2, 3 CV vu de devant en élévation. Fig. 2 vu de dessus avec son couvercle et un brûleur.

Fig. 3 vu en coupe d'élévation, fig. 4 vu de dessus, sans couvercle.

Les dessins représentent pl. 2, fig. 1 un convertisseur sphérique d'une forme très appréciée par suite de la dilatation sans déformation des tôles à trois brûleurs de chauffe, dont deux visibles et un à l'arrière. Fig. 2 : convertisseur cylindrique ayant la même conception et les mêmes avantages que Le sphérique. Fig. 3, 4, coupe en élévation de chacun d'eux.

Pl; 3 coupe, vue de dessus d'un convertisseur sphérique ou cylindrique avec trois brûleurs et trois compartiments pour loger les matières actives.

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Les dessins représentent pl. 4 les éléments qui forment le convertisseur sphérique ou cylindrique.

Les dessins représentent pl. 5,*fig. 1 un mélangeur à sens inverses de gaz et d'air avec soupape-régulateur d'entrée d'air. Fig. 2 5 coupe longitudinale de soupape d'entrée d'air, de mélangeur et d'injecteur à gaz.

Les dessins représentent pl. 5, fig. 1 un brûleur de chauffe pour convertisseur thermochimique avec orifice pour bougie d'allumage. Fig. 2 coupe longitudinale de la buse avec orifice d'entrée de la va-

10 peur; ensuite, le mélangeur d'air et de gaz et l'injecteur à gaz.

Installation et fonctionnement de chaque élément sur les moteurs à explosion industriels et routiers.

1) Ossature d'appareil pour thermochimie.

2) Couvercle d'appareil à fermeture hermétique.

15 3) Récipient des matières actives.

4) Bac d'eau et d'évaporation.

5) _ Bougie pour allumage brûleur de chauffe pour convertisseur.

6) Buse de brûleur de chauffe pour convertisseur. . + 7) Porteur d'injecteur et mélangeur de gaz et d'air.

20 8) Vanne manuelle du brûleur pour convertisseur.

9) Barre d‘accouplement et de commande d'accélération. 10) Mélangeur d'air et de gaz à arrivage des fluides à sens opposés. 11) Porte injecteur des gaz provenant de l'extérieur.

12) Détendeur auto-commandé pour brûleur du convertisseur. 25 13) Détendeur ordinaire à gaz provenant de l'extérieur pour fonc tionnement au ralenti du moteur.

14) Détendeur à gaz provenant de l'extérieur pour l'accélération du moteur sous la commande de la barre d'accouplement (9). ° 15) Détendeur & moyenne pression auto-commandé par la pression des

30 gaz d'échappement du moteur et une commande électrique. 16) Injecteur des gaz provenant de l'extérieur pour la double alimentation en forte accélération.

17) Volet d'accélération.

18) Clapet d'air pour maintenir une légère dépression dans le mé- 35 langeur (19).et permettre l'arrivage des fluides en sens opposé pour un meilleur mélange. |

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19) Mélangeur gaz-air arrivant en sens opposé pour un meilleur mélange.

20) Filtre à air. 2 21) Flotteur de niveau d'eau pour bac (4).

22) Régulateur pour niveau d'eau.

23) Réservoir à eau d'alimentation du bac (4).

24) Détendeur auto-commandé pour forte accélération du moteur.

25) Eleetrovamne pour hydrogène naissant provenant du convertis

26) Electrovanne pour l'arrêt de l'air provenant du ventilateur (27), donc errêt de la combustion dans la buse (6).

27) Ventilateur d'alimentation en comburent de ou des buses (6).

28) Tuyau d'arvivée d'eau au bac (4) du régulateur d'eau (22).

et Tuyau conduit de vapeur d'eau.

30) Entrée de la vapeur d'eau dans la buse de chauffe (6) pour se dissocier dans le récipient (3) du convertisseur.

31) Rotule du brûleur pour diriser la flemme dans le sens désiré. de chauffe, |

32) Tuyauterie d'alimentation des détendeurs (12) et (24) par le détendeur principal (15).

33) Tube d'auto-commande des détendeurs (12) et (24).

34) %ube d'auto-commande du détendeur principal (15).

35) Admission du moteur.

36) Issue d'entrée dans le convertisseur des gaz d'échappement, 37) Joint en amiante.

38) Issue de sortie de l'hydrogène.

39) Conduit de l'hydrogène.

40) Grille de silencieux intérieur du convertisseur.

41) Silencieux hors du convertisseur.

42) Tuyau d'évacuation des gaz toxiques.

43) Tuyau de raccordement des deux mélangeurs (10) à (19).

44) Fermeture du convertisseur (1).

3% 45) Bobine d'allumage pour bougie (5) sur buse (6) commandée par un rupteur en fonction permanente.

46) Bougie et bobine de delco moteur.

4T) Culasse moteur.

48) Injecteur gaz dans coupe brûleur fig. 2, pl. 6.

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49) Parois de séparation des matières actives dans le récipient (3). 50) Parois d'arrêt des gaz brûlés qui recoivent cette chaleur pour l'émettre au récipient de matières actives (3) fig. 3, pl. 1, fig. 3

51) Tuyau d'évacuation des gaz brûlés, après avoir chauffé l'eau du bac (4) et s'être détendus dans l'espace (40) et continuant le chauffage de la paroi (50) fig. 3, pl. 1, fig. 3 et 4 pl. 2, plus pl. 3, ceux-ci arrivant au silencieux extérieur et continuant le cycle. 52) Lumière de chauffe des matières actives du récipient (3) par les buses (6).

L'ensemble de l'installation comprend pour moteur une alimentation en gaz provenant de l'extérieur distribuée par le détendeur | principal auto-commandé (15), détendeur de ralenti (13), détendeurs d'accélération (14) et (24) pour aboutir au mélangeur d'air (19) et (10) à arrivage inverse des fluides, puis est absorbé dans l'admission (35), pour la carburation.

Les gaz d'échappement entrent dans l'orifice du convertisseur (36), chauffent l'eau contenue dans le bac (4) qui provient du réservoir (23) et du régulateur de niveau d'eau (22). Cette eau s'évapore et alimente la buse (6) par ltorifice (30), elle va se dissocier dans les matières actives en effervescence du récipient (3), la chaleur est envoyée de la buse (6) et une bougie (5) introduite à sa périphérie provoque l'allumage du gaz sortant de la bouche de cette buse.

L'hydrogène venant de naître s'introduit dans la canalisation (38), passe à l'électrovanne (25), au mélangeur d'air (19) et au volet (17), vient compléter au mélangeur (10), le gaz extérieur provenant du porte injecteur (11).

La mise en marche du moteur se fait avec l'arrivée du gaz au détendeur principal (15 dessin pour l'abrégé) ou d'essence préalablement chauffée légèrement par l'électricité, ou autre source de chauffe; nous obtenons donc de l'essence gazéifiée.

La commande de l'électro-aimant qui est placée sur le détendeur auto-commandé (15) libère le passage du fluide au détendeur (13) règlé pour l'injecteur de ralenti placé en (11). |

La mise en route du moteur est faite, l'auto-commande du détendeur (15) est établie par le tube (34). Le détendeur (14) peut entrer 8 en fonction pour une accélération modérée. Avec une forte accélération, le détendeur auto-commandé (24) entre en jeu pour envoyer un fluide plus important à l'injecteur (16), l'ouverture du volet (17) est totale, le clapet d'air (18) se soulève beaucoup plus, la dépression est plus importante dans le mélangeur (19).

Le clapet (18) a été introduit dams le circuit air du filtre (20) à l'admission du moteur (35) avec l'arrivée du gaz dans un sens opposé à l'entrée de L'air (pl. 5, fig. 1 et fig. 2 dessin pour l'abrégé). Nous avons obtenu un valenti plus bas, wae marche plus régulière et une accélération plus rapide, moins de temps mort du moteur lors d'une forte accélération.

La mise en fonction du convertisseur chargé de ratières actives doit se faire si la vanne (8) du ou des brûleurs est ouverte (pl. 1, fig. 2, ple 3, pl. 6, fig. 1 et 2 plus dessin pour l'abrégé); aussitôt, une accélération très modérée met le détendeur aute-commandé par les gaz d'échappement du meteur en fonction. Le ecxbustible arrive au mélangeur (7). Le ventilateur (27) en marche, 1*éldetrovanne d'air (26) ouverte (dessin pour l'abrégé), le gaz combustible se mélange à l'air et entre dans la buse (6), s'enflamme avec la bougie (5) à étineelle permanente; le dard de la flamme pénètre par les lumières de chauffe (52) du récipient (3) atteint la matière active qui monte en température en recevant la chaleur des gaz brûlés du moteur et celle des brûleurs de la thermochimie. Dès que la température des matières actives est suffisante la vapeur qui vient en contact, se dissocie. Le cycle chimique commence comme l'indique le deuxième et troisième paragraphe,

Le responsable du fonctionnement (chauffeur de la voiture ou surveillant du moteur industriel) peut appuyer sur l'interrupteur peur ouvrir le passage de l'hydrogène par l'électrovanne (25). Au même moment le m@me interrupteur annule l'aimantation de la bobine du détendeur principal (15) qui réduit la pression en aval, donc réduit la pression dans le détendewr de chauffe, puis dans l'alimentation directe en gaz du moteur qui est compensée par la production en carburant du convertisseur thermochimique.

Un arrêt du moteur volontaire ou involontaire coupe l'arrivée ~ des gaz extérieurs au moteur par suite du manque de dépression dans les tubulures d'admission: faute d'explosion, il n'y a plus de pres9sion pour l'auto-commande des détendeurs.

Aucun gaz brûlé vient réchauffer les matières actives, ni se dissocier, donc aucun danger d'explosion ne subsiste.

Le matériel objet de notre invention peut être utilisé en toute 5 quiétude, pour la sécurité, comme pour réduire la consommation en carburant et combustibke.

La pollution atmosphèrique, ainsi que terrestre, devient nulle. L'utilisation serait appréciée sur chauffages, moteurs industriels, dans les centrales électriques du domaine thermique.

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Revendications

1. Convertisseur pour dissceier les vapeurs d'eau par thermochinie, utilisable sur moteur à explosion ou A eombustion interme et sur chauf= fage par hydrocarbure. Prélude de récupérer le chaleur, vapeur d'eau et produits qui se diepersont dans la nature, formé d'une enveloppe (1)

5 aphérique, eylindrigue aves embases enbouties ou genre de powalldid= pipède formé par un couvercle (2) à l'opposé, un orifice d'entrée (36). Directemont sous le berd du couverele acoclé à 1'envoloppe, wie issue de sortie den gaz naiesents (38); sux le périphérie de Venuveoleppe, à environ un tiers de la heutour depuis Le base, une, deux on trois ze

10 tules (31) pour adapter les br@leurs de chauffe.

2. Envelepps du convertisseur selon la xevendieation 1, caxeaté= wicée par un bae dtévaporation d'eau (4) oouvert par we parol inté— rioure perforés (40) pour la détente des gas brillds dans les convortissours sphéxiques et cylindriques. Le tout eles par la douxièso paroi

15 thesalque (50) dont colle émet la chaleur au récipient anovible de ne tires actives Aw, deux ou trois compartinonts.

3. la chauffe du convertisseur, rovendicetion 1, est caractérisée par uns buse (6) dont le périphéris ressenble à deux eGnes ou deux hezagones à deux bases, dont les grandes sont eppesdées.

20 4. la buse de chauffe du convertisseur, revendication 3, caracté râsée par le fait que la demi-coquille de ia buse cet équipée d'une bougie électrique (5) pour allumage des gaz.

5, L°alimentation en gas d'un moteur équipé d'un convertisseur themmochimique selon 12 revendicatien 1, cearactéeiade par un mélencour 25 (19) d'entrée des fluides en sons inveree 4 l'air, pay le filtro (20), le ges, par l'injectour (48).

6. Convertisseur selon la sevendiention 1, mélangeur d'air ot de gaz aclon revendication 5, caractérisé par un mélange homogène des fluides avee soupape (18), régulateur d'air et de dépression.

Drawings

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