FR2738596A1 - Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe - Google Patents

Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe Download PDF

Info

Publication number
FR2738596A1
FR2738596A1 FR9510665A FR9510665A FR2738596A1 FR 2738596 A1 FR2738596 A1 FR 2738596A1 FR 9510665 A FR9510665 A FR 9510665A FR 9510665 A FR9510665 A FR 9510665A FR 2738596 A1 FR2738596 A1 FR 2738596A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
air
turbine
compressor
engine
combustion engines
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.)
Granted
Application number
FR9510665A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2738596B1 (fr
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 FR9510665A priority Critical patent/FR2738596B1/fr
Publication of FR2738596A1 publication Critical patent/FR2738596A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2738596B1 publication Critical patent/FR2738596B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/02—Hot gas positive-displacement engine plants of open-cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G3/00—Combustion-product positive-displacement engine plants
    • F02G3/02—Combustion-product positive-displacement engine plants with reciprocating-piston engines
    • 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

L'amélioration consiste à placer sur la sortie de la chaudière à air du moteur à combustion externe un turbo-compresseur dont la turbine, alimentée par les gaz de combustion de la chaudière, entraîne un compresseur d'air pour suralimenter l'admission du moteur. Une partie du débit du compresseur peut être dérivée pour alimenter, si nécessaire, le brûleur en air comburant, notamment lors d'un redémarrage ou d'un démarrage à froid du moteur.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour améliorer les performances des moteurs volumétriques à combustion externe utilisant l'air comme fluide moteur, encore appelés "moteurs à air chaud" . Il sera décrit en faisant référence à la figure 1 sur laquelle la partie à gauche de la ligne LL' représente le schéma d'un moteur à combustion externe particulier, à titre d'exemple, et la partie à droite de la ligne LL', le dispositif objet de la présente invention.
Le moteur de l'exemple fonctionne selon un cycle à quatre temps. Au cours du premier temps, le piston 7 descend du PMH au PMB, et, la soupape 1 étant alors ouverte, aspire de l'air atmosphérique par le conduit 19. Au cours du deuxième temps du cycle, l'air moteur est repoussé du cylindre 10 par le piston 7 à travers le clapet 5 vers la surface d'échange 23 représentée symboliquement par un tube spiralé, de la chaudière à air 4. Cette surface d'échange 23 est exposée à la flamme 26 produite par le brûleur 27, qui transmet ainsi sa chaleur à l'air moteur qui circule dans 23, avant d'être réadmis dans le cylindre à travers la soupape 3 au cours du troisième temps du cycle, pour s'y détendre et produire le travail utile recherché.Lorsque le piston 7 remonte, pour accomplir le quatrième temps du cycle, l'air moteur détendu peut s' échapper par le conduit 20 hors du cylindre 10 à travers la soupape 2 qui est alors ouverte. Plutôt que de le laisser s'échapper à l'atmosphère, il est alors judicieux de reutiliser cet air qui est encore sous pression et encore chaud, comme air comburant dans le brûleur. A cette fin l'air moteur qui s'échappe par la tubulure 20 est d'abord conduit par la tubulure 28 vers le réchauffeur d'air 29, qui récupère ce qu'il est possible de la chaleur de la flamme qui subsiste après passage sur la surface d'échange 23, et est conduit ensuite au droit du brûleur 27 pour y servir d'air comburant.
Les gaz produits par la combustion et l'excès d'air comburant ont encore à la sortie 30 de la chaudière à air 4 une pression et une température supérieures à la pression et à la température atmosphé- riques. Le dispositif selon l'invention consiste à profiter de ces circonstances pour envoyer ces gaz se détendre dans la turbine à gaz 24 qui entraine le compresseur 25, lequel comprime l'air provenant de l'atmosphère ambiante ou d'un autre compresseur d'air, et le présente ainsi comprimé à la tubulure d'admission 19 du moteur, ce qui a pour premier effet d'augmenter la puissance du moteur sensiblement en proportion de l'augmentation de la pression d'admission ainsi obtenue.
Un second effet de cette disposition en sortie de chaudière à air du turbo-compresseur 24-25 selon l'invention est la diminution du temps de réponse entre une demande de variation de puissance sollicitée par une variation du débit de combustible dans le brûleur 27, et l'apparition sur l'arbre du moteur de la variation de puissance demandée. En effet, une variation de débit de combustible produit immédiatement une variation du débit de gaz à la sortie 30 de la chaudière 4 qui alinente la turbine 24, donc une variation de la surpression d'alimentation créée par le compresseur 25, donc la variation de puissance recherchée, sans avoir à attendre que la température de l'air moteur qui défile dans la surface d'échange 23 ait elle-même varié. On parle alors de l'ameliora- tion de la "réactivité" du moteur.
Ces deux premiers effets bénéfiques du dispositif selon l'invention, l'augmentation de la puissance du moteur et la dininution du tenps de sa réponse à une demande de variation de puissance, sont obtenus quel que soit sa vitesse de rotation, contrairement à ce qui se produit dans la turbo-suralimentation des moteurs à combustion interne, dans lesquels le débit de gaz d'échappement qui se détend dans la turbine est forcément lié à la vitesse de rotation du moteur.
Un troisième effet bénéfique du dispositif selon l'invention est l'amélioration du rendement global du moteur, car le remplacement de l'admission directe par la conduite 19 d'air atmosphérique comme air moteur par l'air comprimé dans le compresseur 25 augmente la puissance du moteur à debit égal de combustible dans le brûleur 27.
La présente invention prévoit encore d'installer une tubulure de dérivation 32 entre la tubulure 31 de sortie du compresseur 25 et la tubulure 28 qui alimente le brûleur en air comburant. Sur cette tubulure 32, une vanne 33 commandée à la main ou par un asservissement ou par tout autre moyen approprié, permet de régler entre zéro et la totalité la fraction du débit du compresseur 25 qui est dérivée directenent vers le brûleur 27. Cette disposition permet en particulier d'assurer la fourniture d'air conburant même dans le cas où le moteur est momentanement arrêté, et maintenir ainsi la température de la chaudière 4 à une valeur suffisante pour un redémarrage ultérieur du moteur. Pour étendre cette fonction à un démarrage à froid, la turbine 24 étant alors à l'arrêt, un moteur électrique 34 entraînera le compresseur 25 pendant le temps nécessaire au démarrage par une transmission débrayable ou à roue libre 35.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1) Dispositif pour améliorer les performances des moteurs à combustion externe caractérisé par le fait que les gaz de combustion et l'excès d'air comburant qui s'échappent de la chaudière à air 4 sont envoyés dans une turbine 24 pour s'y détendre avant dètre rejetés à l'atmosphère, laquelle turbine 24 entraine un compresseur d'air 25 dont la sortie d'air sous pression alimente principalement l'admission du moteur.
2) Dispositif pour améliorer les perfornances des moteurs à combustion externe selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une fraction réglable par un vanne 33 entre zéro et la totalité du débit de l'air du compresseur 25 peut être dérivée vers le brûleur 27 de la chaudière à air 4 pour y servir d'air comburant.
3) Dispositif pour améliorer les performances des moteurs à combustion externe selon la revendication 2 , caractérisé par le fait qu'un moteur électrique 34 peut être substitué momentanément à la turbine 24 pour entraîner le compresseur 25, pour assurer la fourniture d'air comburant lors d'un dénarrage du moteur à froid.
FR9510665A 1995-09-12 1995-09-12 Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe Expired - Fee Related FR2738596B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9510665A FR2738596B1 (fr) 1995-09-12 1995-09-12 Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9510665A FR2738596B1 (fr) 1995-09-12 1995-09-12 Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2738596A1 true FR2738596A1 (fr) 1997-03-14
FR2738596B1 FR2738596B1 (fr) 1997-10-03

Family

ID=9482466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9510665A Expired - Fee Related FR2738596B1 (fr) 1995-09-12 1995-09-12 Dispositif pour ameliorer les performances des moteurs a combustion externe

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2738596B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008022705A1 (fr) * 2006-08-25 2008-02-28 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh procédé et dispositif de conversion de l'énergie thermique de combustion en énergie mécanique
WO2008031939A3 (fr) * 2006-09-11 2008-05-15 Frederic Thevenod Moteur thermique à source chaude externe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054027A (en) * 1975-01-28 1977-10-18 Manzato Gustave A Convertible hydrogenator and gas turbine
US4341070A (en) * 1980-03-31 1982-07-27 Caterpillar Tractor Co. High thermal efficiency power plant and operating method therefor
FR2673979A1 (fr) * 1991-03-14 1992-09-18 Kovacs Andre Machine thermodynamique a cycle a quatre temps.
DE4444227A1 (de) * 1994-12-13 1995-06-01 Alexander Dr Ing Waberski Antriebseinheit in der Form eines Hochleistungs-Turboverbundkolbenmotors mit der Hochdruckabgasturbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054027A (en) * 1975-01-28 1977-10-18 Manzato Gustave A Convertible hydrogenator and gas turbine
US4341070A (en) * 1980-03-31 1982-07-27 Caterpillar Tractor Co. High thermal efficiency power plant and operating method therefor
FR2673979A1 (fr) * 1991-03-14 1992-09-18 Kovacs Andre Machine thermodynamique a cycle a quatre temps.
DE4444227A1 (de) * 1994-12-13 1995-06-01 Alexander Dr Ing Waberski Antriebseinheit in der Form eines Hochleistungs-Turboverbundkolbenmotors mit der Hochdruckabgasturbine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008022705A1 (fr) * 2006-08-25 2008-02-28 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh procédé et dispositif de conversion de l'énergie thermique de combustion en énergie mécanique
WO2008031939A3 (fr) * 2006-09-11 2008-05-15 Frederic Thevenod Moteur thermique à source chaude externe
JP2010502897A (ja) * 2006-09-11 2010-01-28 セヴェノド，フレデリック 外部熱源を備えた熱機関
US9046054B2 (en) 2006-09-11 2015-06-02 Frédéric Thevenod Heat engine with external hot source

Also Published As

Publication number Publication date
FR2738596B1 (fr) 1997-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2524139B2 (ja) 内燃エンジン及びその運転方法
EP0015208A1 (fr) Dispositif de récupération d'énergie thermique dans un moteur à combustion interne suralimenté
EP0091356B1 (fr) Procédé de récupération d'énergie dans un générateur de puissance, et générateur de puissance pour la mise en oeuvre dudit procédé
JPS5870023A (ja) 内燃機関の運転条件の改良方法および内燃機関
EP1408224A1 (fr) Moteur à piston combiné à un cycle de Joule
FR2500059A1 (fr) Systeme d'echappement pour moteur a combustion interne
FR2835284A1 (fr) Dispositif et procede de commande d'un moteur a combustion interne
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
FR2576061A1 (fr) Procede pour alimenter en chaleur un moteur a alimentation exterieure en chaleur par combustion intermittente et moteur pour la mise en oeuvre de ce procede
SU992769A1 (ru) Двигатель внутреннего сгорани
WO2001096727A1 (fr) Moteur a combustion interne sans refroidissement exterieur
FR2718189A1 (fr) Procédé pour l'augmentation de la puissance et l'amélioration du rendement des moteurs à combustion interne turbocompressés ou non.
EP1830052A1 (fr) Cycle combiné à air
FR2571432A1 (fr) Installation a gazogene pour un moteur a combustion interne suralimente
RU99109328A (ru) Способ пуска и газоснабжения энергетической газотурбинной установки и устройство для его осуществления
CN1074082C (zh) 轮式发动机
SU1016546A1 (ru) Способ работы четырехтактного двигател внутреннего сгорани
WO1984004779A1 (fr) Moteur a combustion interne
BE484126A (fr)
SU794234A1 (ru) Силова установка
FR2606074A1 (fr) Ensemble de balayage pour la suralimentation et/ou l'aspiration des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
EP1398482A1 (fr) Moteur suralimenté ayant un couple optimisé à bas régime
BE889530R (fr) Nouveau systeme de moteur a combustion
BE514603A (fr)
FR2726038A1 (fr) Dispositif economiseur de carburant

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse