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"Système d'alimentation de moteur, au moyen d'hydrogène naissant
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obtenu par électrolyse, et dispositif moteur orre,gni3.âaxat"
L'objet de la présente invention est un système d'alimen- tation de miteur, soit à piston, soit rotatif, au moyen d'hydro- gène à l'état'naissant obtenu par voie électrolytique afin d'utiliser les qualités chimiques spéciales présentées par 1'
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hydrogène/ cet état, et les qualités physi(lues*spé 1ciales (tem- pérature d'iflammation de 1'hydrogène, pression etc.),ladite
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a1imntatioh.étant néanmoins effectuée de façon que la vapeur d'eau qui se forme, dans la capacité 'ménagée à cet effet dans le moteur, par la combustion de l'hydrogène avec l'oxygène, soit à uné température telle (et par conséquent à une pression telle)
que ladite vapeur puisse concourir (en même temps que
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1; exp:'<?sion ,causé'e par ,'ladi te combustion) aux actions sur le piston, ou sur tout organe mobile d'un moteur rotatif, pour lui faire exécuter ses,courses motrices,
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L"inv,entiona également pour objet une combinaison de méca-' nismes et de dis positifs propres à permettre l'exécution du mode d'alimentâtidn ci=deseizs défïnî.
,J),. . ".' - ',i:zivn,tion'pe.t. px-ati,g,tiiènt être, exécutée en alimentant .H:' 't ,' . "'},' '- .x A :,:, :'i'c:X:.r{'i"..'f'{"
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un moteur qui, pour simplifier, a été supposé du type à piston, mais qui pourrait aussi bien être établi sous forme de turbine, avec un mélange tonnant d'hydrogène et d'oxygène,' ou plus exac- tement avec un mélange d'hydrogène, d'oxygène et d'air, l'hy- drogène'et l'oxygène étant produits à. mesure par 'électrolyse; lesdites. alimentation et génération étant réalisées à tempéra- ture très élevée et, par conséquent, à une haute pression, de préférence à une pression assurant une combustion spontanée du mélange dans le cylindre du moteur.
Les expériences effectuées , ont démontré que la puissance qui peut être engendrée de cette manière par les actions sur le piston,ou en général sur l'organe mobile de la machine, est, pour l'hydrogène à l'état naissant, supérieure à. l'énergie né- cessaire pour obtenir électrolytiquement la décomposition de l'eau en hydrogène et oxygène.
Dans le cas où, en raison des conditions spéciales du type d'installation, il n'est pas possible d'atteindre lesdites températures et pressions de combustion spontanée, on pourra in- jecter avec ledit mélange'une certaine quantité d'un carburant approprié aux pressions et températures susdites, ledit carbu- rant étant capable, par ses calories de combustion, d'éviter l'abaissement de la température et de la pression qui se pro- duirait sinon pour la vapeur d'eau formée.
En pratique, l'in- jection de carburant sera nécessaire pendant la période de mine en route du moteur, et pour porter certains organes du disponi-. tif aux températures nécessaires pour que puisse se produire le phénomène susindigué. Les expériences effectuées ent démontré que si l'on maintient -cette injection auxiliaire, dudit combus- tibledans le mélange tonnant, même en quantité très petite, ou en obtient. -- en vertu des conditions très spéciales sous les- quelles il se combine avec l'agent oxydant-- un rendement ther- mique trèe élevé, supérieur à celui.qui lui est assigné par les connaissances scientifiques actuelles; par suite; on obtient également une sensible élévation du rendement du système entier.
De ce qui précède résulte, qu'il devient possible, ainsi du
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reste qu'il est réalisé conformément à la présente invention, d'accoupler directement au moteur une génératrice de courant électrique, servant' à la production, par,électrolyes, du mélange tonnant, dans un appareil.disposé au voisinag'e immédiat du cy- lindre du moteur,*afin de pouvoir introduire le mélange tonnant dans le moteur lorsque ledit mélange est encore à l'état mais= sant.
Afin d'obtenir une production maximum en mélange tonnant avec la plus faible consommation d'énergie électrique, en ré- duisant ainsi au minimum la quantité d'énergie absorbée par-la- génératrice directement accouplée au moteur, on a de préférence recours à des moyens modernes d'électrolyse, réalisée soit à l'aide de courant continu, -,- c le liquide à électrolyser étant sous hautes températures et hautes pressions, soit à l'aide de courant à haute fréquence.
pour -réaliser ledit système de la'manière susdite, 'on cons= titue,, suivant la présente invention, un groupe composé d'un moteur (par exemple un moteur à piéton) associé à des disposi- tions particulières permettant de régler la pression (et par conséquent la température) dans la chambre au-dessus du piston, d'une génératrice de courant électrique directement accouplée à l'arbre dudit moteur, d'un électrolyseur placé au voisinage immé- diat du moteur et de dispositifscapablës de réaliser ce que l'on a dit.précédemment par rapport au'système de la présente inven- tion.
Dans les dessins annexés on a représenté, à, titre d'exemple seulement, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre en coupe verticale axiale un dispositif suivant la présente invention.
La fig. 2 en est une vue en bout, du côté de l'arbre du moteur.
La-fig. 3 en est une vue en plan.
La fige 4 montre une vue en bout,,du côté de l'électrolyseur
La fig. 5 est une vue latérale du moteur.
La fig. 6 montre un schéma des circuits électriques.
En se référant en particulier à la disposition représentée,
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on voit en 1 le .moteur, en 2 la génératrice de courant électri- que et en 3 l'électrolyseur disposé à proximité du moteur. Ee mouvement de l'arbre du moteur, obtenu comme il sera explique ci-après, commande la rotation de la génératrice de courant électrique; ce courant est amené par des bornes 4 et 5, et des conducteurs correspondants,dans le bain 6 où il agit pour élec- trolyser le mélange d'eau et de soude caustique y contenu. Les deux électrodes du dispositif électrolytique peuvent être cons- tituées de plusieurs manières différentes; de préférence elles seront formées l'une par une électrode centrale 7, et l'autre par la paroi même 8 du récipient d'électrolyse.
Un diaphragme en forme de lame, constitué d'une matière perméable l'eau et non conductrice de l'électricité, et dont le bord supérieur est plus élevé que le niveau 9 du liquide, sert à prévenir le contact de l'oxygène et l'hydrogène produits, afin d'en empêcher la recom- binaison dans le liquide. Dans la chambre supérieure 10 de l'électrolyseur on obtient la formation d'un mélange .tonnant.
Afin de réaliser des conditions favorables à la formation de l'hydrogène, . selon les. principes précédemment indiqués, il faut que le liquide soit maintenu à des températures et des pressions élevées, et l'on obtient ce résultat en adoptant un courant convenable. Le mélange tonnant obtenu est envoyé par un conduit 11; il traverse un barbotant un réservoir de réserve de liquide 12, et se rassemble dans une chambre supérieure 13 du réservoir ; decelle-ci le mélange passe, par un tuyau 14, au dispositif d'alimentation du cylindre 15'.
Deux cas sont à considérer: dans le premier, la compression du mélange est suffisante pour que la combustion spontanée puisse se produire, et en ce cas l'inflammation s'obtient sans intervention d'aucun autre moyen; dans le second, le moteur travaille à une pression inférieure, et il faut alors prévoir une bougie et une magnéto 17, destinées à produire l'allumage du mélange tonnant.
Le moteur doit donc être constitué de façon à permettre de régler exac- tement le volume de la chambre de compression au-dessus du
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piston 18,
A cet effet, le cylindre présente à la partie supérieure'un orifice à travers lequel est introduit un second piston, ou contrepiston, 19, dont la position peut être réglée, par exemple au moyen d'une tige filetée 20 et d'un petit volant 21, Le mou- vement du piston 18-produit, au moyen de sa bielle 22, la rota= tion du vilebrequin 23, sur lequel est également montée la gé= nératrice 2, produisant le courant nécessaire à l'électrolyse.
L'énergie consommée pour l'électrolyse étant, inférieure à l'éner gie résultant de la combustion du mélange tonnant, une partie de celle-ci reste disponible à l'arbre moteur 24, et peut être utilisée de toute manière appropriée. pour assurer le fonctionnement normal du dispositif, la mise en route du moteur s'obtient au moyen d'un carburant convenable, et, par exemple d'alcool, en utilisant de préférence le même dispositif d'alimentation 15'.
L'introduction dudit carburant a également pour but d'em- pêcher la chute de température et par conséquent de la pression de la vapeur d'eau formée par la combustion de l'hydrogène et de l'oxygène, ainsi que de maintenir ladite vapeur d'eau à une pression élevée, laquelle,en agissant sur le piston 18, concourt, avec la poussée résultant de l'explosion du mélange tonnant, au mouvement utile du piston, Cette injection de combustible au- xiliaire pourra donc être maintenue pendant le fonctionnement régulier du dispositif, afin d'utiliser dans celui-ci l'énergie d'expansion de la dite vapeur d'eau.
Le dispositif que-l'on a représenté schématiquement est muni de plusieurs autres dispositifs particuliers nécessaires ou utiles à son fonctionnement. Entre le conduit 11 et le ré- servoir de réserve est disposée une soupape de retenue 25, fig.
5, réglable, destinée à ne permettre'le passage du mélange ton= nant que sous une pression déterminée. Un manomètre 26, fig.1, sera disposé au sommet de l'électrolyseur; un conduit 27, fig 4, muni d'un robinet 28, ouvert de temps à autre pour l'alimenta- tion de l'électrolyseur, permet le passage de l'eau avec la
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soude caustique du réservoir auxiliaire à l'électrolyseur.
Une soupape de retenue est interposée sur le conduit 27 pour éviter que le liquide de l'électrolysuar ne puisse, en raison de la pression du gaz, refouler le liquide dans la dit conduit.
Comme il va de soi, tout autre moyen d'alimentation, par exemple une pompe, un injecteur etc.... pourrait être adopté.
Le réservoir 29 du combustible auxiliaire est relie,par un tube 30, fig. 2, au dispositif d'alimentation et de carbura- tion ; 31 désigne une pompe de circulation de l'eau de refroidis- sement; ladite circulation pourra être la même pour le moteur et pour l'électrolyseur, ou bien elle pourra être supprimée pour ce dernier appareil; 32 désigne les appareils usuels de mesure et de contrôle pour le courant électriclue. Celui-ci pourrait, pendant une première période de mise en marche, être fourni par une batterie tampon d'accumulateurs, 33, fig. 6.
D'autresparticularités d'importance secondaire, comme par exemple les cames et les tiges de commande des soupapes, niveaux etc.. ont été emisse de la description pour la simplifier.
Il doit être entendu que de nombreuses modifications prati- ques pourraient'être apportées àla disposition plus spécialement décrite et représentée. On pourrait notamment séparer l'électrol lyseur du moteur; on pourra utiliser les gaz d'échappement du moteur pour éventuellement concourir au réchauffage de l'élec- trolyseur; le moteur peut être polycylindrique; on pourra utili- ser les gaz d'échappement d'un cylindre pour actionner un second cylindre à une pression inférieure; le moteur pourrait être rotatif au lieu d'être à piston, etc. etc., toutes ces modifica- tions restant néanmoins basées sur les principes de l'invention.
Le dispositif pourra aussi être combiné avec un condenseur -dans lequel sont envoyé les produits d'échappement du moteur, constitués par la vapeur d'eau etles produits de la combustion auxiliaire, ce afin de permettre la condensation de'la vapeur d'eau et son retour à l'électrolyseur où elle reformera le li- quide pour l'édlectrolyes; on pourra en outre prévoir des moyens propres à assurer toute économie thermique dans le dispositif.