CH222617A - Procédé pour l'utilisation de la chaleur perdue dans un moteur à combustion à refroidissement par l'eau. - Google Patents

Description

  Procédé pour l'utilisation de la chaleur perdue dans un moteur à     combustion     à refroidissement par l'eau.    La, présente invention se rapporte à un  procédé pour l'utilisation de la chaleur perdue  dans un moteur à combustion à refroidisse  ment par l'eau.  



  Le but de l'invention est l'utilisation  rationnelle de la chaleur abandonnée à l'eau  de refroidissement et perdue dans les gaz  d'échappement en l'employant pour vaporiser  un fluide d'un poids moléculaire d'au moins  58, non miscible avec l'eau et en faisant  détendre la vapeur obtenue dans une turbine.  



       -Une    forme d'exécution du procédé selon  l'invention donnée à titre d'exemple est illus  trée dans le dessin, qui représente, à titre  d'exemple également, une installation pour  la mise en     oeuvre    de cette forme d'exécution  du procédé.  



  Dans l'installation représentée, le cylindre  1 du moteur à combustion est refroidi par  de l'eau distillée envoyée dans la chemise  de refroidissement 2 de ce cylindre par une  pompe 4.    L'eau à son entrée peut avoir, par exem  ple, une température entre 50   C et 65   C.  A sa sortie de la chemise 2 l'eau est intro  duite, à travers une vanne d'étranglement 3,  dans un échangeur de chaleur 6, tandis que  les gaz d'échappement du     moteur@sont        amenés     dans une chambre 5 de cet échangeur et de  là passent dans des tubes 7 baignés par  l'eau venant de la chemise 2. Ces gaz  réchauffent l'eau venant de la chemise et à  sa sortie de l'échangeur 6 cette eau peut  avoir une température inférieure à<B>1001</B> C,  par exemple.  



  Dans la chemise 2, de même que dans  l'échangeur 6, l'eau est maintenue sous une  pression supérieure à celle d'ébullition. De  l'échangeur 6, l'eau     réchauffée    passe dans un  récipient 10 d'où elle est conduite à travers  un     dégazeur    13 à un     réchauffeur    14. Du       réchauffeur    14, elle est renvoyée à la che  mise 2 du moteur par la pompe 4. Dans le  récipient 10, qui constitue l'évaporateur, on      injecte du butane liquide sous forme finement  divisée. Le butane n'étant pas miscible avec  l'eau forme avec elle une espèce d'émulsion.

    (On pourrait aussi utiliser     l'isobutane.)    Le  butane     emprunte    de la chaleur à l'eau et  s'évapore, la vapeur se séparant de l'eau  pour arriver     dans    la partie     supérieure;    9 du  récipient 10. La pression partielle de     1 < i     vapeur d'eau dans le récipient 10 peut être  considérée comme     négligeable    par rapport à  celle du butane. La vapeur de butane pro  duite est envoyée par une tubulure 15 à une  turbine à vapeur 16 comportant une seule  roue à action à couronne d'aubes unique et  qui entraîne     lui        alternateur    17.

   Cette turbine       pourrait    aussi entraîner l'arbre moteur du  moteur à     combustion.    La     vapeur    détendue  dans la turbine est amenée par la conduite  18 dans un     condenseur    19 alimenté par de  l'eau de refroidissement, de l'eau de mer  par exemple, qui entre par exemple à<B>15"</B> C  et sort à 20   C. Le butane condensé traverse  ensuite le serpentin 22 du     réchauffeur    14 et  il est renvoyé au récipient 10     au    moyen de  la pompe 23.  



  L'eau chaude s'étant refroidie pour avoir  cédé de la chaleur au butane     passe    du réci  pient 10 dans le     dégazeur    13 dans lequel sa  pression devient inférieure à celle (lui     règne     dans ce récipient 10 et, par conséquent, elle  perd 1a vapeur de butane qu'elle contenait  dissoute.

   Cette     vapeur    est amenée directe  ment dans le condenseur 19 par le tube<B>Il.</B>       Plie    fois dégazée, l'eau     réacquiert    aux     dépens     de l'énergie cinétique     une    partie de sa pres  sion initiale et après avoir     traversé    le réchauf  feur 14, elle est envoyée     par        1 < i    pompe 4  dans la chemise 2.  



       Etant    donnée qu'une vapeur saturée, en  se détendant     adiabatiquenient    entre deux       températures,    acquiert des vitesses     d'échap-          pement    inversement     proportionnelles    à la  racine carrée du poids     moléculaire,    la     vapeur     de butane ou     d'isobutane    aura, par     colisé-          quent,    des vitesses     remarquablement    infé  rieures à celles de la vapeur d'eau entre     les     mêmes     limites    de température,

   de sorte que  la turbine â action à une seule roue et à    couronne d'aubes unique     travaillera    dans des  conditions de rendement maximum, avec des  vitesses périphériques bien inférieures '"à celles  qui     seraient    nécessaires si l'on employait de  la vapeur d'eau:

    Le butane ou     l'isobutane    employés dans  l'exemple décrit possèdent dans le     diagramme          température-entropie    une ligne de     saturation     telle que clans sa branche descendante elle  présente dans l'intervalle de température  compris entre     1011    C et<B>1000</B> C une partie       surplombante,    de sorte que dans une expan  sion     adiabatique,    on peut partir de la vapeur  saturée et sèche ou presque sèche, pour  obtenir après la détente une vapeur     sur-          chauffée    ou sèche,

   tous les inconvénients dus  à l'humidité de la vapeur dans une turbine       étant    ainsi éliminés. Enfin, le butane ou       l'isobutane    possède à la température voisine  de celle de la source froide une pression de  vapeur saturée un peu     supérieure    à la pres  sion atmosphérique de     manière    qu'il est facile       d'obtenir        l'étanchéité    des     organes    et d'empê  cher     des    retours     d'air.    La vitesse d'échappe  ment du butane ou de     l'isobutane    dans une  détente adiabatique entre .les températures  de 90   C et 15   C par exemple est à 

  peu       près    de 400 m par seconde contre environ  1000 pour la vapeur d'eau, de sorte que la  roue de la turbine de l'installation décrite  fonctionnera à un rendement maximum avec  une vitesse périphérique de 200 m par seconde       seulcinent,    tandis que dans le même cas avec  la vapeur d'eau il faudrait avoir une vitesse  périphérique     d'environ    500 m par seconde,       inadmissible    à l'état présent de la technique.  La     pression    du butane à 15   C est d'environ  1,8 atmosphère absolue, tandis que pour la  vapeur d'eau la pression absolue est d'environ  0,02 atmosphère.

   A la fin de     la,    détente, les  vapeurs du butane, même partant d'une  vapeur     saturée    et     humide,    sont     surchauffées,          tandis    que pour la vapeur d'eau on aurait  un fort degré d'humidité.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour l'utilisation de la chaleur perdue dans un moteur à combustion à refroi- dissement par l'eau, caractérisé en ce que l'on réchauffe l'eau de refroidissement dans un échangeur de chaleur au moyen des gaz d'échappement du moteur, que l'on injecte dans cette eau réchauffée un fluide non miscible à l'eau et d'un poids moléculaire d'au moins 58 qui ainsi se vaporise, que l'on sépare la plus grande partie de la vapeur de ce fluide de l'eau et en ce qu'on envoie cette vapeur dans une turbine présentant une seule roue à action à couronne d'aubes unique, d'où l'on fait passer cette vapeur dans un condenseur. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce que le fluide injecté dans l'eau réchauffée présente dans le diagramme tem- pérature-entropie une ligne de saturation qui, dans sa branche descendante, comporte dans l'intervalle entre 0 et<B>1000</B> une partie sur- plombante. 2. Procédé suivant la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le fluide injecté dans l'eau réchauffée est du butane. 3. Procédé suivant la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le fluide injecté dans l'eau réchauffée est de l'isobutane.