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Procédé pour utiliser directement des combustibles solides en vue de l'alimentation des moteurs à combustion interne et produits combustibles pour cette alimentation
On a souvent envisagé d'utiliser directement, pour l'ali- mentation des moteurs à combustion interne, des combustibles solides, préalablement -pulvérisés. L'emploi du charbon pulvérise) était, d'ailleurs, le but initial poursuivi par DIESEL.
L'utilisation directe des combustibles solides, dans les moteurs, se heurte à la quadruple difficulté: @ a) - d'avoir un combustible assez pur ne laissant,après combustion, ni cendres, ni produits susceptibles d'encrasser ou de détériorer le moteur; b) - d'obtenir, par broyage préalable du combustible, une finesse suffisante, pour permettre la combustion complète en un
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temps pouvant, dans les moteurs rapides, être de l'ordre du milliè- ,ne de seconde; c) - d'effectuer, avec rapidité et précision, l'intro- duction strictement dosée du combustible pulvérisé, introduction en quantité, variable avec la charge du moteur et pouvant être d'un poids très réduit (de l'ordre du centigramme pour les moteurs de pe- tite cylindrée);
d) - d'assurer, dans les conditions variables de charge et de vitesse de rotation, l'inflammation du combustible et la propa- gation régulière de la combustion.
La présente invention apporte, par un procédé très simple, une solution à ces divers problèmes.
Selon l'invention, au moins un combustible solide est préa- lablement dissous, ou mis à l'état de solution colloïdale stable,
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dans un solvant approprié formé d1atl m.oina,ilbn ;ctbmhusjiqlèd1:g.iJttde, la solution ou pseudo-solution étant introduite dans la chambre de combustion du moteur, de la même manière que les combustibles liquides usuels non volatils, tels que les huiles lourdes.
On pourra donc recourir, par exemple, à la pulvérisation par l'air comprimé, ou à l'introduction par pompe d'injection.
Le combustible solide peut être naturel ou de synthèse.
L'emploi d'une solution vraie constituera le procédé de base de l'invention. C'est seulement lorsque le combustible solide ne sera pas soluble que l'on aura recours à une solution collordale.
Parmi les "solvants" alors utilisables, on peut citer les alcools méthylique, éthylique et butylique, la glycérine'acétone, la benzine, le toluène, etc...
Dans le cas des solutions vraies, le procédé, selon l'invention, permet de triompher facilement des quatre séries de dif'ficultés qui ont été indiquées.
- Si le combustible solide dissous contient des impuretés, celles-ci,très généralement, seront insolubles dans le copbustible
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liquide utilisé comme solvant et pouron't être séparées par filtra- tion.
- pendant la combustion, le combustible solide ayant été dissous, se trouve à l'état moléculaire lorsqu'il entre en contact avec l'air comburant. On obtient donc l'état maximum de dividion, ce qui assure une combustion très rapide,
A l'état colloïdal (pseud-solution), la matière sere su- core très divisée.
- L'introduction dosée, dans la chambre de combustion du moteur, de la solution liquide obtenue, ne présente pas plus de dif- ficulté que l'introduction d'un combustible liquide usuel.
- Enfin, l'allumage sera assuré par le combustible liquide ou par le combustible solide dissous.
Dans le cas d'utilisation du cycle DIESEL, il y aura auto- allumage de la solution injectée. Le combustible dissous pourra di- minuer la température d'allumage et s'enflammer le premier.
Si la moteur fonctionne selon le cycle à explosion, on pro- voquera, à la manière habituelle, par étincelle électrique, l'allu- mage du mélange carburé formé par suite de l'injection effectuée pendant la compression préalable.
Il doit y avoir assez d'air comburant pour permettre au combustible liquide, et au combustible solide dissous, de brûler complètement. Le mélange carburé, formé par la vaporisation du com- bustible liquide, sera donc un mélange très pauvre, pouvant suppor- ter des compressions importantes, si la température d'inflammation reste assez élevée pour le combustible solide à l'état très divisé.
En suspension homogène dans le mélange carburé, les molé- cules du combustible solide seront, en ce cas, rapidement dissociées, et brûlées, au passage du front de flamme.
En résumé, l'invention permet alors de réaliser d'abord, à partir du combustible liquide, un mélange carburé très pauvre, assu- rant les avantages de tels mélanges et présentant leur sécurité du point de vue des phénomènes de détonation. D'autre part, les inoon-
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vénients de ces mélanges sont supprimés par suite de l'enrichissement considérable provoqué par le co,nbustible solide. On peut dire que le mélange est pauvre, en avant de la flambe, et normal, ou riche, dans celle-ci.
On obtient des conditions de fonctionnement non seulement comparables, mais supérieures à celles permises par l'utilisation de combustibles liquides utilisés seuls.
Bien entendu, on pourra, selon l'invention, substituer au combustible solide, un mélange de combustibles solides, et au combustible liquide, un mélange de combustibles liquides.
En dehors de quelques produits cellulosiques végétaux, les combustibles solides proprement dits sont le bois, le charbon, et les combustibles divers marquant, entre eux, les étapes intermédiai- res de transformation. Ces combustibles ne peuvent être utilisés pour l'alimentation des moteurs, qu'après une gazéification, ou des transformations chimiques profondes, dont le rendement énergétique est très réduit. Selon l'invention divers produits, naturels ou de synthèse, deviennent des combustibles pouvant être utilisés directement pour l'alimentation des moteurs à combustion interne.
Parmi ces combustibles solides et les divers liquides combustibles, soit naturels, soit de synthèse, pouvant leur servir de solvants, on peut citer les sels d'ammonium, par exemple l'ecétate C2 H3 O2 (NE ), le solvant étant l'alcool, anhydre ou non.
De poids 77, une molécule d'acétate d'ammonium contient 7 atomes d'hydrogène dont le volume, à la pression atmosphérique et à zéro degré, est 78, 3 litres. Un gramme d'acétate d'ammonium correspond donc approximativement à un litre d'hydrogène.
En dissolvant, par exemple, 400 Gr. d'acétate d'ammonium, dans un litre d'alcool éthylique ou méthylique, celui-ci est amené à se comporter, par rapport à l'hydrogène, comme un solvant pouvant, à la pression atmosphérique, dissoudre 400 fois son volume de gaz.
On obtient donc, sous une forme extrêmement simplen et avec un gaz
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aussi peu soluble que l'hydrogène, des résultats, au moins compara- bles à ceux que l'on a dans le cas des gaz solubles, dissous, sous pression dans des "bouteilles" appropriées.
Ainsi, par l'intermédiaire d'un sel ammoniacal, et en titi- lisant l'azote inépuisable de l'air, on peut incorporer à un com- bustible liquide, et mettre sous une forme directement utilisable pour les moteurs, l'énergie hydraulique, Celle-ci, transformée par- tiellement en énergie électrique, permet l'électrolyse de l'eau (production d'hydrogène) et fournit également l'énergie mécanique nécessaire aux transformations.
On sait, d'autre part, que le gaz de cokerie permet une importante production synthétique d'ammoniac.
La transformation de l'ammoniac en un sel d'ammonium, so- luble dans un combustible liquide, injecté par pompe, constitue un moyen très simple d'associer l'ammoniac à l'alimentation des mo- teurs à combustion interne.
On peut substituer à l'acétate, un autre sel d'ammonium. ou un mélange de sels d'ammonium.
Pour l'application du procédé de l'invention, on peut utiliser un combustible liquide, miscible,à l'eau, une certaine proportion de celle-ci pouvant permettre de dissoudre un combusti- ble solide, non soluble par lui-même, dans le combustible liquide.
C'est ainsi que l'on peut utiliser: comme combustible liquide, au moins un alcool hydratât et comme combustible solide, au moins une substance su- crée non soluble par elle-même dans l'alcool.
On peut également utiliser une solution formée d'au moins une substance sucrée, et d'au moins un sel d'ammonium, dissous dans de l'alcool hydraté.
Le combustible liquide obten"dans ce dernier cas mettra à la disposition du moteur, des calories lesquelles pourront prove- nir:
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pour l'ammonium, de l'énergie hydraulique ; pour l'acide acétique, de la carbonisation du bois; pour le cancre, de l'hydrolyse du bois ; et pour l'alcool, de sa synthèse à partir des lignites.
L'utilisation de l'énergie ou des calories disponibles, aurait nécessité : un moteur électrique, pour l'énergie hydraulique transformée en électricité; un moteur alimenté par gazogène à bois, et un moteur alimenté par gazogène à combustibles minéraux.
L'invention permet donc de tendre, pour l'alimentation des moteurs à combustion interne, vers une synthèse des énergies utilisables, sous la forme la plus pratique, le combustible liquide.
Il est connu que le chloroforme, la pyridine et la naphtaline bouillante, sont des solvants de certains des constituants de la houille.
L'application de l'invention permet, si l'on peut réaliser industriellement, dans un solvant approprié, la mise en solution d'une partie des constituants de la houille, d'utiliser directement celle-ci pour l'alimentation des moteurs à combustion inter ne.
En attendant ce résultat, on peut obtenir des solutions colloïdales de charbon, minéral ou végétal, le solvant étant formé d'au moins un combustible liquide dans lequel peut être dissous au moins un combustible solide.
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