FR2502692A1 - Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine - Google Patents

Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine Download PDF

Info

Publication number
FR2502692A1
FR2502692A1 FR8106488A FR8106488A FR2502692A1 FR 2502692 A1 FR2502692 A1 FR 2502692A1 FR 8106488 A FR8106488 A FR 8106488A FR 8106488 A FR8106488 A FR 8106488A FR 2502692 A1 FR2502692 A1 FR 2502692A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
turbine
dynamic
thermal energy
liquid
exhaust gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR8106488A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR8106488A priority Critical patent/FR2502692A1/fr
Publication of FR2502692A1 publication Critical patent/FR2502692A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/20—Control of the pumps by increasing exhaust energy, e.g. using combustion chamber by after-burning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF PERMETTANT DE RECUPERER UNE GRANDE PARTIE DE L'ENERGIE THERMIQUE ET DYNAMIQUE PERDUE DANS LES GAZ D'ECHAPPEMENT DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. IL COMPREND UNE ROUE DE TURBINE 6 ACTIONNEE PAR LA PARTIE DYNAMIQUE DES GAZ, UN RESERVOIR A LIQUIDE 14, UNE POMPE 15 ENVOYANT LE LIQUIDE A TRAVERS UN INJECTEUR 17 DANS LE CONDUIT D'ECHAPPEMENT 4 POUR EN AUGMENTER LA MASSE GAZEUSE, PAR VAPORISATION INSTANTANEE ET AUGMENTER PAR LA MEME LA PUISSANCE DYNAMIQUE RECUPERABLE SUR LA ROUE DE TURBINE.

Description

Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique des gaz d'échappements des moteurs à combustion interne par injection de liquide et turbine.
La présente invention concerne un dispositif de récupération de 1' énergie dynamique et thermique perdue dans les gaz d'échappements.
Jusqu'à maintenant la récupération de l'énergie perdue dans les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne se limite à la récupération d'une partie de leur énergie dynamique servant à l'entrainement du compresseur d'air d'appoint de carburation.
L'objet de la présente invention est de récupérer à la fois l'énergie dynamique et thermique perdue dans les gaz d'échappements, la valeur de cette perte pouvant se situer aux environs de 40% suivant les caractéristiques des moteurs.
Pour cela, sur le conduit d'échappement des gaz on place une turbine de récupération de l'énergie dynamique. Pour la récupération de 1' énergie thermique on injecte du liquide (eau, méthanol, méthanol ou mélange), cela le plus près possible du cylindre; La vaporisation instantanée de ce liquide, ou sa combustion, augmente d'une façon très importante la masse gazeuse et sa vitesse d'écoulement dans le conduit d'échappement. Son énergie dynamique, peut ainsi, être récupérée sur la roue de la turbine, la récupération est transmise, soit au moteur, soit à l'entrainement d'accessoires ou autres.
Ce système a le gros avantage de récupérer une grande partie de l'énergie importante perdue, et de réduire d'autant la consommation ainsi que la pollution, en effet dans le cas de vaporisation les gaz d'échappement sortant sont beaucoup plus froids.
L'eau additionnée d'éthanol ou de méthanol augmente encore le rendement de ce système en permettant l'utilisation de carburants végétaux ou minéraux secondaires, sans aucun risque de détérioration des organes moteurs.
Cette énergie peut- & re facilement récupérable et directement transmise à l'arbre de sortie moteur, soit, suivant les besoins à alimenter des servitudes annexes.
Une description détaillée du dispositif fait suite pour une meilleure compréhension de la présente invention.
Cette description est donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant au dessin annéxé.
Cette figure décrit l'ensemble du dispositif avec son système de transmission.
Les gaz d'échappement sortent du moteur (1) par l'orifice (3) et le conduit (4) vers le carter de la turbine (5) . La roue de turbine (o) est entrainée par ceux-ci.
Suivant les caractéristiques du moteur, pour obtenir un rendement maximum, la roue de turbine sera du type Françis Pelton, soit mise axiale ou autre modèle mieux adapté.
Pour cet exemple nous prendrons de l'eau pour la récupération de l'énergie thermique.
Du réservoir (14) l'eau arrive à une électro-pompe autorégulatrice (13) commandRe par le régime (19) du moiteur.
La mise en fonction de la pompe ne se fait qu'à partir d'un régime pré-déterminé (19) du moteur correspondant à une certaine vitesse d'écoulement des gaz d'échappement ainsi qu'à une température pouvant assurer la vaporisation instantannéo du liquide. Un interrup- teur (18) à commande manuelle permet à tout moment d'arrêter la pompe en oaa de nécessité.
La régulation de la pompe doit fournir à tous les régimes moteurs une quantité de liquide à l'injecteur (17) pouvant subir une vaporisation instantanie- sans risque de saturation.
Cette vaporisation instantanée du liquide se traduit par une augmentation importante de la masse gazeuse dansa le conduit d'échappement (4) et en accélère la vitesse d'écoulement et sen énergie dynamique immédiatement récupérée par la turbine (6) et transmise par son arbre (7) à travers un coupleur, soit hydraulique, soit mécanique par l'intermédiaire de l'arbre (12) à la poulie crantée (13) et par courroie (20) sur le volant moteur.
Ce système de récupération a l'avantage d'être simple et silencieux.
I1 assure également une réduction de vitesse correcte entre la vitesse de la turbine et celle du moteur.
Mais tout autre système de transmission peut entre envisagé, chaines, engrenages ou autres.
Lors de l'utilisation de carburants secondaires comme le méthanol ou I'éthanol, employés purs ou mélangés, la récupération d'énergie est beaucoup plus importante et cela sans nuire à la tenue des organes des moteurs.
Ce système peut être employé indifféremment sur les moteurs turbocompressés ou atmosphériques.
Il faut tenir compte que l'effet turbine freine légèrement l'évacuation des gaz d'échappement en maintenant une petite contre-pression, ce qui se traduit par un moins bon remplissage des cylindres du moteur. Cela doit être accompagné pour les moteurs à turbo-compresseur par une légère augmentation de la pression d'air.
Pour les moteurs atmosphériques, comme sur la figure représentée la compensation est réalisée par la mise on place sur l'axe de la turbine d'un petit compresseur d'air (8) qui souffle à quelques dizaines de grammes d'air,par le conduit (9) vers l'alimentation du cylindre (10) à travers le régulateur de carburation (2).
Ce système annule l'effet de la contre pression de l'échappement pour le bon remplissage des cylindres.

Claims (7)

RPVL!;DICATIONS
1.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique perdue dans les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne, du type comportant une turbine transmission de puissance, caractérisé par le fait que cette turbine est combinée avec une pompe auto régulée, un système d'injection et de vaporisation de liquide dans le conduit d'échappement asservi au régime du moteur et un système de compensation assurant un bon remplissage des cylindres.
2.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique1 selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'énergie dynamique est récupérée par une roue à turbine (6).
3.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'énergie dynamique est transfwrmée en dynaatiqu-par.-l'injéction de liquide se vaporisant instantanément dans le conduit d'échappement (4) on agissant sur la turbine de récupération.
4.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pompe distributrice (15) de liquide est auto-régulatrice et ne fournit que la quantité de liquide pouvant être vaporisé instantanément dans le conduit d'échappement, cela en fonction du régime du moteur 5.- Système de récupératien de l'énergie dynamique et thermique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le liquide est soit de l'eau, soit tout autre liquide soit des mélanges se vaporisant ou devenant combustibles.
6.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la puissance récupérée peut être transmise directement à l'arbre (7) du moteur ou utilisée à actionner des servitudes annexes.
7.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le freinage à l'évacuation des gaz d'échappement par la turbine est compensé par un compresseur d'air (8) de carburation entrainé par la turbine (6).
8.- Système de récupération de l'énergie dynamique et thermique, selon la revendication I, caractérisé par le fait que différents types de turbines peuvent être utilisées.
FR8106488A 1981-03-27 1981-03-27 Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine Withdrawn FR2502692A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8106488A FR2502692A1 (fr) 1981-03-27 1981-03-27 Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8106488A FR2502692A1 (fr) 1981-03-27 1981-03-27 Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2502692A1 true FR2502692A1 (fr) 1982-10-01

Family

ID=9256843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8106488A Withdrawn FR2502692A1 (fr) 1981-03-27 1981-03-27 Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2502692A1 (fr)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5191766A (en) * 1991-06-10 1993-03-09 Vines Frank L Hybrid internal combustion/steam engine
EP0935059A3 (fr) * 1998-02-07 2003-02-12 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Procédé et dispositif pour l'opération d'un moteur à combustion interne suralimenté
CN102418594A (zh) * 2011-08-12 2012-04-18 北京理工大学 涡前喷水废气能量回收系统和控制方法
RU2572154C2 (ru) * 2014-01-14 2015-12-27 Игорь Юрьевич Исаев Система наддува впускного тракта двигателя внутреннего сгорания с использованием энергии отработавших газов
WO2017021737A1 (fr) * 2015-08-06 2017-02-09 George Joseph Appareil de récupération d'énergie et moteur à combustion interne
US10294891B2 (en) 2015-11-12 2019-05-21 Innovation Management And Sustainable Technologies S.A. De C.V. Energy collector system applicable to combustion engines
WO2020198768A1 (fr) * 2019-03-29 2020-10-08 Hofbauer Fritz Moteur combiné à combustion interne et à vapeur

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE533318A (fr) *
CH110559A (de) * 1924-03-21 1925-06-01 Buechi Alfred Verbund-Verbrennungskraftmaschine.
FR862854A (fr) * 1939-03-18 1941-03-18 Moteur à combustion à turbine d'échappement
FR944839A (fr) * 1947-03-26 1949-04-15 Naphtes Soc Ind Des Procédé pour améliorer le rendement des moteurs à combustion interne
FR2422033A1 (fr) * 1978-04-05 1979-11-02 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Procede et appareil pour le fonctionnement d'un moteur a combustion interne suralimente
US4249385A (en) * 1978-04-25 1981-02-10 Bissell Lawrence E Two-phase thermal energy conversion system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE533318A (fr) *
CH110559A (de) * 1924-03-21 1925-06-01 Buechi Alfred Verbund-Verbrennungskraftmaschine.
FR862854A (fr) * 1939-03-18 1941-03-18 Moteur à combustion à turbine d'échappement
FR944839A (fr) * 1947-03-26 1949-04-15 Naphtes Soc Ind Des Procédé pour améliorer le rendement des moteurs à combustion interne
FR2422033A1 (fr) * 1978-04-05 1979-11-02 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Procede et appareil pour le fonctionnement d'un moteur a combustion interne suralimente
US4249385A (en) * 1978-04-25 1981-02-10 Bissell Lawrence E Two-phase thermal energy conversion system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5191766A (en) * 1991-06-10 1993-03-09 Vines Frank L Hybrid internal combustion/steam engine
EP0935059A3 (fr) * 1998-02-07 2003-02-12 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Procédé et dispositif pour l'opération d'un moteur à combustion interne suralimenté
CN102418594A (zh) * 2011-08-12 2012-04-18 北京理工大学 涡前喷水废气能量回收系统和控制方法
RU2572154C2 (ru) * 2014-01-14 2015-12-27 Игорь Юрьевич Исаев Система наддува впускного тракта двигателя внутреннего сгорания с использованием энергии отработавших газов
WO2017021737A1 (fr) * 2015-08-06 2017-02-09 George Joseph Appareil de récupération d'énergie et moteur à combustion interne
US10294891B2 (en) 2015-11-12 2019-05-21 Innovation Management And Sustainable Technologies S.A. De C.V. Energy collector system applicable to combustion engines
WO2020198768A1 (fr) * 2019-03-29 2020-10-08 Hofbauer Fritz Moteur combiné à combustion interne et à vapeur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2485087A1 (fr) Moteur a combustion interne
FR2549534A1 (fr) Dispositif a turbocompresseur pour moteur a combustion interne
FR2462556A1 (fr) Injecteur de carburants perfectionne pour moteur a turbine a gaz
EP0091356B1 (fr) Procédé de récupération d'énergie dans un générateur de puissance, et générateur de puissance pour la mise en oeuvre dudit procédé
FR2502692A1 (fr) Systeme de recuperation de l'energie dynamique et thermique des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne par injection de liquide et turbine
WO2014057227A1 (fr) Moteur thermique pour l'entrainement d'un arbre moteur
FR2511080A1 (fr) Systeme de suralimentation de moteurs a combustion interne pour vehicules automobiles
FR2500536A1 (fr) Procede et dispositif pour diminuer la consommation en carburant d'un moteur a combustion interne
WO2015049469A1 (fr) Machine thermique aeronautique comprenant une reserve de fluide sous pression pour demarrer un moteur a cycle ferme
FR2906309A1 (fr) Moteur a combustion interne suralimente et procede de suralimentation
US3948235A (en) System for utilizing waste heat of an internal combustion engine
US20110297120A1 (en) RAKH Cycle, Boilerless, Airless, Hydrogen Fueled, Closed Cycle, Steam Engine
FR2571432A1 (fr) Installation a gazogene pour un moteur a combustion interne suralimente
JPS5853607A (ja) 内燃機関における排気ガスのエネルギ変換方法
FR2512884A1 (fr) Dispositif d'alimentation pour un moteur a combustion interne
FR2871851A1 (fr) Installation de suralimentation pour un moteur a combustion interne avec jet pulse
CH244153A (fr) Installation de force motrice.
BE361209A (fr)
FR2515262A1 (fr) Turbocompresseur sur gaz d'echappement
FR2680385A1 (fr) Moteur-turbine a reaction circulaire orthogonale.
FR2738596A1 (fr) Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe
CH419729A (fr) Dispositif de réglage du taux de suralimentation d'un moteur à combustion interne
CH276512A (fr) Installation de propulsion.
FR2470258A1 (fr) Systeme d'alimentation ameliorant par combustion complete du carbone, le rendement thermodynamique des moteurs a explosion alimentes avec des carburants liquides et supprimant la pollution occasionnee par l'oxyde de carbone
BE494365A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse