FR2843165A1 - Self-actuating compressor for superhating unsaturated steam has combustion chamber under alternating pressure to deliver thermodynamic energy - Google Patents
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Abstract
Description
Compresseur, automoteur de surchauffe, de la vapeur d'eau insaturée.Compressor, self-heating superheat, unsaturated water vapor.
Dans les chaudières actuelles, la vapeur est surchauffée par un échange de chaleur au In current boilers, the steam is superheated by heat exchange at
travers d'une paroi.across a wall.
Actuellement, les gaz de combustion, ayant servi à la surchauffe de la vapeur, sont rejetés entraînant, avec eux en pertes, une partie des calories produites, ainsi que, le volume gazeux qui Currently, the combustion gases, having served for the superheating of the steam, are discharged, causing, with them as losses, part of the calories produced, as well as, the gaseous volume which
a produit ces calories.produced those calories.
Au cours du temps il y a eu désintérêt de l'humanité pour la vapeur, l'évolution de la Over time there has been a disinterest in humanity for steam, the evolution of
surchauffe peut lui redonner ses lettres de noblesse. overheating can give it back its nobility.
La demande de brevet d'invention concerne la surchauffe de la vapeur d'eau insaturée. The patent application relates to the overheating of the unsaturated water vapor.
Le principe de base de l'invention, est la préchauffe de l'air, par compression dans une chambre de combustion caractérisée 6, par un clapet de refoulement 1, qui la relie, à un circuit de The basic principle of the invention is the preheating of the air, by compression in a combustion chamber characterized 6, by a discharge valve 1, which connects it, to a circuit of
vapeur d'eau insaturée 5.unsaturated water vapor 5.
L'adjonction de carburant dans la chambre 6, déclenche, brutalement, une expansion caractérisée gazeuse thermodynamique explosive très chaude et très importante, vers le circuit de The addition of fuel to chamber 6 suddenly triggers a very hot and very significant explosive thermodynamic gas expansion towards the heating circuit.
vapeur d'eau insaturée 5, qu'il surchauffe par mélange gazeux et gonfle. unsaturated water vapor 5, which it overheats by gas mixture and swells.
Pendant ce temps, ponctuel de combustion, la compression initiale de la chambre 6, s'est élevée au niveau de la pression du circuit 5, de vapeur d'eau insaturée, supérieure au taux de compression de la chambre 6, cette énergie thermodynamique résiduelle est utilisée par un moteur fonctionnant aux gaz comprimés afin de rendre automoteur l'ensemble du processus During this time, punctual combustion, the initial compression of the chamber 6, rose at the level of the pressure of the circuit 5, of unsaturated water vapor, higher than the compression rate of the chamber 6, this residual thermodynamic energy is used by a compressed gas engine to make the whole process self-propelled
décrit ci-devant.described above.
La figure I, représente le compresseur automoteur de surchauffe de la vapeur d'eau insaturée, il comporte: un volant, un vilebrequin rotatif, trois bielles non représentés, qui animent, solidairement, trois pistons 14, 15, 19, respectivement dans trois cylindres 16, 17, 18, Figure I shows the self-propelled compressor for overheating the unsaturated water vapor, it includes: a flywheel, a rotary crankshaft, three connecting rods not shown, which drive, in solidarity, three pistons 14, 15, 19, respectively in three cylinders 16, 17, 18,
qui peuvent être de cylindrée 13, 12, 20 différente, de par la course, de par la section. which may be of different displacement 13, 12, 20, by the stroke, by the section.
La chambre 13, dernier étage de compression pneumatique comporte: un clapet 11, d'aspiration et un clapet 2, de refoulement vers la chambre 6, la chambre 20, représente un autre étage de compression pneumatique qui possède un clapet 21, d'aspiration et un clapet 11, de refoulement vers la chambre 13, la chambre 12, motrice reçoit un reliquat de gaz chauds sous pression en provenance de la chambre 6, via la soupape commandée 3, ces gaz sont ensuite Chamber 13, the last pneumatic compression stage, comprises: a valve 11, for suction and a valve 2, for delivery to chamber 6, chamber 20, represents another pneumatic compression stage which has a valve 21, for suction and a valve 11, for delivery to the chamber 13, the driving chamber 12 receives a remainder of hot gases under pressure coming from the chamber 6, via the controlled valve 3, these gases are then
évacués via la soupape d'échappement 10. discharged via the exhaust valve 10.
Cette mécanique d'apparence classique se complète d'un dispositif caractérisé par une chambre 6, de combustion interne alternative munie d'un clapet de refoulement l, qui la relie au circuit 5, de vapeur d'eau insaturée, cette chambre de combustion 6, est reliée au compresseur f 213, par une soupape d'admission 2, et reliée aussi à la chambre 12, du cylindre moteur 17, via la soupape d'échappement commandée 3, la chambre 6, possède un dispositif d'injection de This mechanics of conventional appearance is supplemented by a device characterized by a chamber 6, of alternative internal combustion provided with a discharge valve l, which connects it to the circuit 5, of unsaturated water vapor, this combustion chamber 6 , is connected to the compressor f 213, by an intake valve 2, and also connected to the chamber 12, of the engine cylinder 17, via the controlled exhaust valve 3, the chamber 6, has an injection device for
carburant 4, il y a postcombustion via l'espace 7, qui fait partie du circuit 5. fuel 4, there is post-combustion via space 7, which is part of circuit 5.
Fonctionnement de la chambre de combustion 6. La chambre 6, est compressée, via le clapet 2, avec de l'air, d'un taux de compression insuffisant pour pénétrer dans le circuit 5, de vapeur d'eau insaturée, mais une injection 4, de carburant provoque, brutalement, via le clapet 1, de refoulement, une expansion caractérisée gazeuse explosive très chaude et projette le feu, le temps d'un éclair, vers le circuit 5, de vapeur, Operation of the combustion chamber 6. The chamber 6 is compressed, via the valve 2, with air, of an insufficient compression ratio to penetrate into the circuit 5, of unsaturated water vapor, but an injection 4, of fuel abruptly causes, via the valve 1, of discharge, a very hot explosive gas characterized expansion and projects the fire, the time of a flash, towards the circuit 5, of vapor,
qu'il surchauffe et gonfle.that it overheats and swells.
La combustion a élevé la pression initiale de la chambre 6, au niveau de la pression de la vapeur du circuit 5, ainsi, le reliquat de gaz chauds de la chambre 6, a une pression suffisante pour être exploitée, par le cylindre moteur 17, via la soupape d'échappement 3, il anime solidairement l'ensemble des pistons 15, 14, 19, en un cycle complet et rend automoteur The combustion raised the initial pressure of the chamber 6, to the level of the vapor pressure of the circuit 5, thus, the remainder of hot gases from the chamber 6, at a pressure sufficient to be exploited, by the engine cylinder 17, via the exhaust valve 3, it jointly drives all of the pistons 15, 14, 19, in one complete cycle and makes it self-propelled
l'ensemble de ce dispositif caractéristique. the whole of this characteristic device.
En deux temps, quatre phases sont exécutées, par deux cylindres différents 16, 17, en simultané, l'un 16, assure l'aspiration par le clapet 11, et la compression via le clapet 2, et l'autre In two stages, four phases are executed, by two different cylinders 16, 17, simultaneously, one 16, ensures the suction by the valve 11, and the compression via the valve 2, and the other
17, assure la phase motrice grâce à la soupape 3, et la phase échappement via la soupape 10. 17, ensures the driving phase thanks to the valve 3, and the exhaust phase via the valve 10.
Le taux de compression requis dans la chambre 6, peut être atteint par un seul étage de compresseur et l'air comprimé peut y atteindre une température pyrogène, à défaut on peut y The compression ratio required in chamber 6 can be achieved by a single compressor stage and the compressed air can reach a pyrogenic temperature there, otherwise it can be
prévoir un dispositif d'allumage et une bougie de préchauffage. provide an ignition device and a glow plug.
La figure II, représente une variante élémentaire simplifiée du compresseur automoteur de surchauffe de la vapeur d'eau insaturée, il comporte: un volant, un vilebrequin rotatif, une bielle, non représentés qui animent un piston 14, dans un cylindre 16, et compressent d'une manière classique une chambre de combustion 6, caractérisée par un clapet de refoulement 1, qui relie la chambre 6, au circuit 5, de vapeur d'eau insaturée, la chambre 6 comporte également une soupape d'admission 2, une soupape d'échappement 3, un dispositif d'injection 4, de carburant, Figure II shows a simplified elementary variant of the self-propelled compressor for overheating unsaturated water vapor, it comprises: a flywheel, a rotary crankshaft, a connecting rod, not shown which drive a piston 14, in a cylinder 16, and compress in a conventional manner a combustion chamber 6, characterized by a discharge valve 1, which connects the chamber 6, to the circuit 5, of unsaturated water vapor, the chamber 6 also comprises an intake valve 2, a valve exhaust 3, a fuel injection device 4,
dans le circuit 5, est prévu un espace 7, de postcombustion. in circuit 5, a space 7 is provided for afterburning.
Le fonctionnement de ce compresseur automoteur de surchauffe de la vapeur d'eau insaturée se fait sur un cycle à quatre phases: l'aspiration, la compression, la phase motrice, l'échappement. 1 i -3L'aspiration et l'échappement se font d'une manière classique connue, par contre le taux de compression est inférieur à la pression du circuit 5, de vapeur d'eau insaturée, avec lequel 5, la chambre 6, communique via le clapet 1, de refoulement, mais, l'injection 4, de carburant dans la chambre 6, en quelques millièmes de seconde, provoque une expansion gazeuse explosive, qui fait transiter une part importante des gaz brlants, via le clapet 1, de refoulement, vers le circuit , de vapeur d'eau insaturée et suite à ce transfert, la pression de la chambre 6, de combustion s'est élevée au niveau de la pression du circuit 5, donc supérieure à son taux de compression; cette différence de pression, due au reliquat de gaz chauds, est exploitée, lors de la phase motrice, dans la chambre 13, pour reproduire un cycle complet: échappement, aspiration et This self-propelled compressor for overheating unsaturated water vapor operates on a four-phase cycle: suction, compression, drive phase, exhaust. 1 i -3 The suction and the exhaust are done in a known conventional manner, on the other hand the compression ratio is lower than the pressure of the circuit 5, of unsaturated water vapor, with which 5, the chamber 6, communicates via the valve 1, for delivery, but, the injection 4, of fuel into the chamber 6, in a few thousandths of a second, causes an explosive gas expansion, which makes pass a significant part of the burning gases, via the valve 1, of discharge, towards the circuit, of unsaturated water vapor and following this transfer, the pressure of the combustion chamber 6 has risen at the level of the pressure of the circuit 5, therefore greater than its compression ratio; this pressure difference, due to the remainder of hot gases, is used, during the driving phase, in chamber 13, to reproduce a complete cycle: exhaust, suction and
compression.compression.
Les chambres 6 et 13, sont raccordées. Bedrooms 6 and 13 are connected.
On peut également concevoir un compresseur automoteur de surchauffe de la vapeur d'eau insaturée à l'aide d'un turbo-compresseur comprimant, l'une après l'autre, une série de chambres de combustion munies, chacune, d'un clapet d'entrée d'air comprimé, d'un clapet de refoulement vers le circuit de vapeur, d'une soupape d'échappement qui alimente une turbine It is also possible to design a self-propelled compressor for overheating unsaturated water vapor using a turbo-compressor compressing, one after the other, a series of combustion chambers each provided with a valve. compressed air inlet, a discharge valve to the steam circuit, an exhaust valve which supplies a turbine
motrice à gaz, d'un injecteur de carburant. gas engine, fuel injector.
Tout ceci suppose: un raccordement collectif d'admission d'air comprimé, un raccordement de chaque échappement vers une turbine motrice à gaz toutes solidaires dans leur mouvement du turbo-compresseur, des points de collecte reliant, individuellement, chaque All this presupposes: a collective connection of compressed air intake, a connection of each exhaust to a gas turbine engine all integral in their movement from the turbo-compressor, collection points connecting, individually, each
chambre de combustion au circuit de vapeur insaturée, par un clapet de refoulement. combustion chamber with the unsaturated steam circuit, by a discharge valve.
C'est une gageure utopique que de vouloir rentrer le feu dans un circuit o il n'y a que de It is a utopian challenge to want to enter the fire in a circuit where there is only
l'eau fusse sous la forme de vapeur insaturée. the water was in the form of unsaturated vapor.
Ce pari est réussi, cette innovation va permettre aux chaudières de livrer la vapeur d'eau insaturée à la température la plus basse possible, toutefois relativisée, par la pression d'exploitation choisie; car, à chaque pression correspond une température plancher, avec une This bet is successful, this innovation will allow the boilers to deliver the unsaturated water vapor at the lowest possible temperature, however put into perspective, by the operating pressure chosen; because, for each pressure, there is a floor temperature, with a
progressivité continue.continuous progressiveness.
Voici, six exemples correspondants: A 2,0 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au mois à 120 A 4,7 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au mois à 1500 A 23,0 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au mois à 220 A 72,0 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au mois à 288 A 155,0 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au mois à 328 A 218,0 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au mois à 3740 -4 Prenons l'exemple de 72 bar de pression, la vapeur d'eau insaturée est au moins à 2880, Here are six corresponding examples: At 2.0 bar pressure, the unsaturated water vapor is at least 120 A 4.7 bar pressure, the unsaturated water vapor at least 1500 A 23.0 bar pressure, the unsaturated water vapor is at least 220 A 72.0 bar pressure, the unsaturated water vapor is at least 288 At 155.0 bar pressure, the unsaturated water vapor is at least at 328 At 218.0 bar of pressure, the unsaturated water vapor is at least 3740 -4 Take the example of 72 bar of pressure, the unsaturated water vapor is at least 2880,
cela suppose que, pour un gramme d'eau, on ai apporté 788 calories. this assumes that, for one gram of water, we brought 788 calories.
Pour 274 calories supplémentaires on triple son potentiel énergétique par ce procédé de surchauffe. Il est indifférent que la vapeur d'eau insaturée soit d'origine nucléaire ou traditionnelle. On peut réaliser un compresseur automoteur de surchauffe de la vapeur d'eau insaturée à partir d'appareils classiques existants en y apportant des modifications mineures soit: - augmenter le volume minimal de la chambre de combustion de sept à dix fois For 274 additional calories we triple its energy potential by this process of overheating. It does not matter whether the unsaturated water vapor is of nuclear or traditional origin. A self-propelled compressor for overheating unsaturated water vapor can be produced from existing conventional devices with minor modifications, namely: - increasing the minimum volume of the combustion chamber from seven to ten times
par une adaptation de culasses modifiées caractérisées. by an adaptation of characterized modified cylinder heads.
- Assister l'admission, d'une manière importante compressée, par un ou plusieurs étages de compression classique supplémentaire dont le mouvement est solidaire du mouvement des autres composants et en particulier d'un moteur à - Assist the intake, significantly compressed, by one or more stages of additional conventional compression whose movement is integral with the movement of the other components and in particular of a motor
gaz comprimés.compressed gases.
- Moteur à gaz comprimés à turbine ou à pistons au fonctionnement classique soit: ò En deux temps comme dans la figure I ò En quatre temps comme dans la figure Il Le dispositif comprenant le compresseur, le moteur et la chaudière à vapeur d'eau insaturée établissent une synergie bénéfique entre l'énergie de la chaudière et l'énergie thermodynamique expansive caractérisée par une chambre de combustion 6, sous pression - Compressed gas turbine or piston engine with conventional operation either: ò In two stages as in figure I ò In four stages as in figure II The device comprising the compressor, the engine and the unsaturated steam boiler establish a beneficial synergy between the energy of the boiler and the expansive thermodynamic energy characterized by a combustion chamber 6, under pressure
alternative raccordée, via un clapet de refoulement 1, à un circuit 5, de vapeur d'eau insaturée. alternative connected, via a discharge valve 1, to a circuit 5, of unsaturated water vapor.
Ce procédé innovant se fait en trois étapes: - La première étape consiste à préchauffer de l'air par compression au sein d'une chambre 6, de combustion interne raccordée, via un clapet 1, de refoulement, au circuit 5, en veillant à ce que le taux de compression en 6, soit inférieur à la This innovative process is carried out in three stages: - The first stage consists in preheating air by compression within a chamber 6, of internal combustion connected, via a valve 1, of discharge, to circuit 5, taking care to that the compression ratio in 6 is less than the
pression en 5.pressure in 5.
- La deuxième étape caractéristique consiste à introduire dans la chambre 6, du carburant 4, dans le but d'y provoquer une expansion gazeuse thermodynamique, via le clapet 1, vers le circuit 5, à la fin de cette étape éclair, - The second characteristic step consists in introducing into the chamber 6, fuel 4, in order to cause a thermodynamic gas expansion there, via the valve 1, towards the circuit 5, at the end of this flash step,
la pression de la chambre 6, est égale à la pression du circuit 5, de vapeur. the pressure of the chamber 6, is equal to the pressure of the circuit 5, of steam.
-5 - La troisième étape consiste à exploiter le reliquat de pression, de la chambre 6, qui s'est élevé, par un moteur à gaz comprimés afin de pérenniser solidairement -5 - The third stage consists in exploiting the residual pressure, from the chamber 6, which has risen, by a compressed gas engine in order to solidify sustainability
ce cycle de trois étapes.this three-step cycle.
Conclusion Jamais, une énergie thermodynamique, produite sous pression, n'est arrivée à destination aussi directement, aussi rapidement, et sans que ne s'imposent des moyens de refroidissements Conclusion Never has thermodynamic energy, produced under pressure, reached its destination so directly, so quickly, and without the need for cooling means
intermédiaires puisqu'elle est refroidie, en instantané, dés son arrivée, par mélange gazeux. intermediate since it is instantly cooled as soon as it arrives by gas mixture.
Cette invention permet d'approcher, au plus près, le rendement absolu: énergie sur This invention makes it possible to approach, as closely as possible, the absolute yield: energy on
calories, et d'abaisser considérablement le prix de l'énergie. calories, and significantly lower the price of energy.
Il suffit d'obéir à une équation facile à résoudre, à savoir: régler le taux de compression de l'air pour que l'énergie nécessaire ainsi demandée soit au plus égale à l'énergie résiduelle de la chambre 6, après la combustion et le transfert gazeux vers le circuit 5. Dans cette équation il It suffices to obey an equation which is easy to solve, namely: adjusting the compression ratio of the air so that the necessary energy thus requested is at most equal to the residual energy of chamber 6, after combustion and gas transfer to circuit 5. In this equation there
faut tenir compte du rendement.performance must be taken into account.
Cette invention est en fait un procédé de refroidissement dynamisant d'un moteur thermique que l'on a poussé par une suralimentation à l'admission et par une augmentation du volume minimal de la chambre de combustion, on peut ainsi multiplier par cinquante le potentiel This invention is in fact a dynamic cooling process of an internal combustion engine that has been pushed by an intake boost and by increasing the minimum volume of the combustion chamber, we can thus multiply by fifty the potential
énergétique originel de la cylindrée d'un moteur thermique. original energy of the displacement of a heat engine.
Claims (2)
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|---|---|---|---|
| FR0209801A FR2843165B1 (en) | 2002-08-01 | 2002-08-01 | COMPRESSOR, OVERHEATING AUTOMOTIVE, UNSATURATED WATER VAPOR |
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| FR0209801A FR2843165B1 (en) | 2002-08-01 | 2002-08-01 | COMPRESSOR, OVERHEATING AUTOMOTIVE, UNSATURATED WATER VAPOR |
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| FR2843165A1 true FR2843165A1 (en) | 2004-02-06 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2357041A (en) * | 1942-01-20 | 1944-08-29 | Raymond L Woolley | Power plant |
| FR2354511A1 (en) * | 1976-06-07 | 1978-01-06 | Combustion Eng | Generating plant with nuclear fueled boiler - directly combusts hydrogen-oxygen mixt. in superheater and includes electrolysis plant for hydrogen and oxygen prodn. |
| DE3135863C1 (en) * | 1981-09-10 | 1983-07-28 | Johann 7554 Kuppenheim Helm | Gas/steam turbine plant |
-
2002
- 2002-08-01 FR FR0209801A patent/FR2843165B1/en not_active Expired - Fee Related
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20090430 |