1 CONDUIT DE CIRCULATION D'AIR MUNI D'UN DISPOSITIF D'IONISATION ET1 AIR CIRCULATION DUCT WITH IONIZATION DEVICE AND
D'ACCELERATION [0001] Le domaine technique de l'invention concerne les conduits de circulation d'air pour un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif de suralimentation en air, comportant des moyens d'ionisation de l'air et des moyens d'accélération de l'air ionisé. Plus spécifiquement, le dispositif de suralimentation en air fonctionne sur la base d'un champ électrique, créé à partir d'une différence de potentiel élevée, appliquée aux bornes d'une pluralité de couples d'électrodes de polarité opposée, situées dans le conduit. Ainsi, à partir d'une certaine géométrie des anodes, lorsque l'air arrive dans le conduit au niveau desdites anodes, il subit, dans un premier temps, une ionisation par capture d'électrons, puis, dans un deuxième temps, une accélération vers les cathodes en raison du champ électrique créé entre lesdites électrodes. L'air, qui est chargé positivement avant d'arriver sur les cathodes, arrache à celles-ci un électron, et redevient ainsi neutre, évitant une phase de ralentissement au-delà desdites cathodes. Ce phénomène d'ionisation suivi d'une phase d'accélération, réalisé au moyen d'un champ électrique produit sous certaines conditions, est plus connu sous l'appellation effet de Biefeld-Brown . Les conduits de circulation en air selon l'invention, peuvent, par exemple, faire partie du circuit d'admission en air du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. [0002] Les conduits de circulation d'air pour moteur de véhicule automobile existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer la demande de brevet FR 0650519, qui se rapporte à un procédé de suralimentation en air d'un moteur à combustion interne, ledit procédé incluant une phase d'ionisation de l'air suivie d'une phase d'accélération de l'air ionisé. La spécificité de ce procédé est que la phase d'ionisation de l'air, est réalisée à partir de l'interaction de l'air avec des micro-ondes, la phase d'accélération de l'air ainsi ionisé, étant assurée par un champ électrique créé aux bornes d'électrodes de polarité opposée, et placées dans le conduit d'air. Pour ce procédé, les 2906847 2 phases d'ionisation et d'accélération de l'air nécessitent donc l'utilisation de deux moyens distincts, l'un pour émettre des micro-ondes, et l'autre, pour accélérer l'air ionisé. [0003] Les conduits de circulation d'air selon l'invention, disposent d'un dispositif ayant un seul et même moyen pour assurer à la fois les fonctions d'ionisation et d'accélération de 5 l'air, induisant ainsi un gain de place significatif, ainsi qu'une simplification réelle de mise en oeuvre. De plus, lesdits dispositifs ne dépendant d'aucun paramètre extérieur lié, par exemple, aux conditions de fonctionnement du moteur, peut être déclenché à tout moment et peut donc être utilisé avec une grande souplesse. [0004] La présente invention a pour objet un conduit de circulation d'air pour un moteur à 10 combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant un dispositif de suralimentation comportant des moyens d'ionisation de l'air et des moyens d'accélération de l'air ionisé. La principale caractéristique du conduit selon l'invention est que les moyens d'ionisation et d'accélération sont constitués par au moins un couple d'électrodes, composé par une anode de forme effilée et par une cathode, entre lesquelles est établie une différence de 15 potentiel. En effet, l'effet recherché résulte du champ électrique issu de la différence de potentiel appliquée aux bornes desdites électrodes, ainsi que de la forme spécifique de l'anode, qui doit comporter une forme effilée pour faciliter le phénomène d'arrachement d'électrons des molécules d'air. La forme effilée peut concerner la totalité de l'anode, ou bien une partie seulement de celle-ci. Il est également nécessaire que l'anode ne se 20 déforme pas, et conserve son caractère de rigidité pour produire l'effet escompté. [0005] Avantageusement, le dispositif comprend une pluralité de couples d'électrodes constitués chacun par une anode de forme effilée et par une cathode. En effet, il est préférable de bien répartir le champ électrique dans le conduit, de manière à homogénéiser, au sein dudit conduit, les phénomènes d'ionisation et d'accélération, afin de traiter 25 simultanément une plus grande quantité d'air. [0006] Préférentiellement, chaque anode se présente sous la forme d'un fil métallique rigide. Cette configuration sous la forme d'un fil continu, est privilégiée pour des raisons de facilité de fabrication. La rigidité du fil est indispensable pour favoriser une bonne interaction avec l'air incident. 2906847 3 [0007] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, chaque anode présente une saillie pointue. Cette configuration est une alternative au fil rigide, qui est également parfaitement adapté pour résoudre le problème posé. [0008] De façon préférentielle, les couples d'électrode sont identiques entre eux, et la 5 distance séparant deux électrodes d'un même couple est constante pour tous les couples. Cette uniformité des couples d'électrodes permet d'amplifier l'effet recherché, tout en conservant une bonne maîtrise des phénomènes impliqués. [0009] De façon avantageuse, la différence de potentiel est ajustable en fonction de la distance séparant les deux électrodes d'un même couple. 10 [0010] Préférentiellement, le rapport entre la différence de potentiel et la distance séparant les deux électrodes d'un même couple est supérieur à 10000 V/cm. De cette manière, le fait de pouvoir ajuster la différence de potentiel à la distance séparant les deux électrodes d'un même couple, augmente les possibilités d'écartement desdites électrodes dans le conduit, et permet d'accroître l'éventail des configurations à traiter, en terme de 15 d'accélération et de distance d'accélération. [0011] Avantageusement, les couples d'électrodes sont placés dans le conduit, de sorte que les anodes et les cathodes sont disposées selon deux plans transversaux et parallèles entre eux, les anodes étant placées en amont des cathodes, et chaque anode est orientée parallèlement à la cathode qui lui correspond. Autrement dit, les anodes sont réparties 20 selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction de propagation de l'air dans le conduit. Les cathodes sont également réparties selon un plan transversal parallèle au plan des anodes. L'air arrive d'abord sur les anodes pour être ionisé, puis est ensuite accéléré vers les cathodes. Puisque les anodes sont de forme allongée et qu'elles sont orientées parallèlement aux cathodes qui leurs correspondent, lesdites cathodes sont également de 25 forme allongée et présente donc un axe longitudinal. [0012] De façon préférentielle, le conduit possède une section circulaire. Une section sans angle est, en effet, favorisée, pour homogénéiser le flux d'air accéléré, en évitant notamment de créer des zones peu influencées par le champ électrique. 2906847 4 [0013] De façon avantageuse, le conduit est réalisé en matériau composite. Il peut également être constitué en métal. Dans ce dernier cas, si les électrodes étaient amenées à être au contact du conduit, il faudrait les isoler de celui-ci. [0014] Préférentiellement, les anodes sont parallèles entre elles. Selon d'autres modes de 5 réalisation préférés de l'invention, les anodes peuvent être disposées en triangle, en hexagone, ou en carré. [0015] De façon avantageuse, les anodes sont constituées par des fils de cuivre. [0016] De façon préférentielle, les cathodes sont de forme allongée et ont une section symétrique en forme de goutte d'eau. Ce profil, qui correspond à celui qui est engendré par 10 l'action de l'air sur une goutte d'eau en chute libre, se justifie pour limiter, de façon optimale, les pertes de charge. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, les cathodes ont une section circulaire. [0017] Avantageusement, les anodes et les cathodes traversent, au moins partiellement, la paroi latérale dudit conduit. De cette manière, le conduit sert de support auxdites 15 électrodes. [0018] De façon préférentielle, le conduit comprend une portion convergente située en aval des cathodes et prolongée par une partie de section réduite. De cette manière, ladite portion convergente contribue à maintenir l'accélération de l'air produite au niveau des cathodes, voire à l'augmenter. 20 [0019] L'invention a également pour objet un circuit d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant un conduit selon l'invention. [0020] Les dispositifs selon l'invention présentent l'avantage de n'impliquer aucune pièce mécanique, évitant ainsi d'avoir recours à une lubrification sous pression. Ils ont de plus l'avantage de fonctionner sans provoquer de vibrations ou de chocs significatifs, 25 réduisant, de façon importante, les nuisances sonores. Enfin, ils ne créent aucune source de chaleur artificielle, toujours nuisible pour le moteur ou pour son environnement immédiat. 2906847 5 [0021] On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un conduit de circulation d'air selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 3. La figure 1 est une vue en perspective d'un conduit de circulation d'air selon l'invention 5 - La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du conduit de la figure 1, selon un plan parallèle aux électrodes. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du conduit de la figure 1, selon un plan perpendiculaire aux électrodes. [0022] En se référant à la figure 1, un conduit 1 de circulation d'air selon l'invention, 10 comprend un corps principal 2 et un corps secondaire 3, lesdits corps 2,3 étant séparés par une zone convergente 4. Les deux corps 2,3 se présentent sous la forme de cylindres creux, le corps principal 2 ayant un diamètre supérieur au diamètre du corps secondaire 3. La zone convergente 4 possède une section circulaire et profilée, diminuant progressivement pour joindre le corps principal 2 au corps secondaire 3. La partie interne 15 du conduit 1 ne présente ni cassure ni arête pour accroître la fluidité d'écoulement de l'air. L'air se propage dans le conduit 1 an allant du corps principal2 vers le corps secondaire 3. [0023] En se référant aux figures 1 et 3, le corps principal 2 présente dans sa partie amont, et régulièrement espacés sur un demi cercle, une première série de cinq orifices 5a circulaires, situés dans un plan transversal par rapport à l'axe de révolution du conduit 1. ACCELERATION [0001] The technical field of the invention relates to air circulation ducts for an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a device for supercharging air, comprising ionization means of the air and means of acceleration of the ionized air. More specifically, the air supercharging device operates on the basis of an electric field, created from a high potential difference, applied across a plurality of opposite polarity electrode pairs located in the conduit. . Thus, from a certain geometry of the anodes, when the air arrives in the duct at the level of said anodes, it undergoes, at first, an ionization by electron capture, then, in a second step, an acceleration to the cathodes because of the electric field created between said electrodes. The air, which is positively charged before reaching the cathodes, pulls an electron from them, and thus becomes neutral, avoiding a phase of slowing beyond said cathodes. This phenomenon of ionization followed by an acceleration phase, realized by means of an electric field produced under certain conditions, is better known as the Biefeld-Brown effect. The air circulation ducts according to the invention may, for example, be part of the air intake circuit of the internal combustion engine of a motor vehicle. [0002] The air circulation ducts for a motor vehicle engine exist and have already been the subject of patents. For example, reference may be made to patent application FR 0650519, which relates to a process for supercharging air of an internal combustion engine, said method including an ionization phase of the air followed by a phase of acceleration of ionized air. The specificity of this process is that the phase of ionization of the air, is carried out starting from the interaction of the air with microwaves, the phase of acceleration of the air thus ionized, being ensured by an electric field created at the terminals of electrodes of opposite polarity, and placed in the air duct. For this process, the two phases of ionization and acceleration of the air therefore require the use of two distinct means, one for emitting microwaves, and the other for accelerating the ionized air. . [0003] The air circulation ducts according to the invention have a device having one and the same means for providing both the ionization and acceleration functions of the air, thus inducing a gain. significant space, as well as a real simplification of implementation. In addition, said devices do not depend on any external parameter related, for example, to the operating conditions of the motor, can be triggered at any time and can therefore be used with great flexibility. The present invention relates to an air circulation duct for an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a supercharging device comprising means for ionizing the air and means for accelerating ionized air. The main characteristic of the conduit according to the invention is that the ionization and acceleration means are constituted by at least one pair of electrodes, composed of a tapered anode and a cathode, between which a difference of 15 potential. Indeed, the desired effect results from the electric field resulting from the potential difference applied across the terminals of said electrodes, as well as from the specific shape of the anode, which must have a tapered shape to facilitate the phenomenon of electron stripping. air molecules. The tapered shape may concern the entire anode, or only a part thereof. It is also necessary that the anode does not deform, and retains its stiffness to produce the desired effect. Advantageously, the device comprises a plurality of electrode pairs each consisting of a tapered anode and a cathode. Indeed, it is preferable to distribute the electric field well in the conduit, so as to homogenize, within said conduit, ionization and acceleration phenomena, in order to simultaneously treat a larger amount of air. Preferably, each anode is in the form of a rigid metal wire. This configuration in the form of a continuous wire is preferred for reasons of ease of manufacture. The rigidity of the wire is essential to promote a good interaction with the incident air. According to another preferred embodiment of the invention, each anode has a pointed projection. This configuration is an alternative to the rigid wire, which is also perfectly suited to solve the problem. [0008] Preferably, the electrode pairs are identical to each other, and the distance separating two electrodes of the same pair is constant for all the couples. This uniformity of the pairs of electrodes makes it possible to amplify the desired effect, while maintaining a good control of the phenomena involved. Advantageously, the potential difference is adjustable depending on the distance separating the two electrodes of the same pair. Preferably, the ratio between the potential difference and the distance separating the two electrodes of the same pair is greater than 10,000 V / cm. In this way, the fact of being able to adjust the potential difference to the distance separating the two electrodes of the same pair, increases the possibilities of spacing said electrodes in the conduit, and makes it possible to increase the range of configurations to be treated. in terms of acceleration and acceleration distance. Advantageously, the pairs of electrodes are placed in the conduit, so that the anodes and the cathodes are arranged in two transverse planes and parallel to each other, the anodes being placed upstream of the cathodes, and each anode is oriented in parallel. to the cathode that corresponds to it. In other words, the anodes are distributed in a plane substantially perpendicular to the direction of propagation of the air in the duct. The cathodes are also distributed in a transverse plane parallel to the plane of the anodes. The air first arrives on the anodes to be ionized, then is then accelerated to the cathodes. Since the anodes are elongate in shape and oriented parallel to their corresponding cathodes, the cathodes are also elongated and thus have a longitudinal axis. Preferably, the conduit has a circular section. A section without angle is, in fact, favored, to homogenize the accelerated air flow, avoiding in particular to create areas with little influence by the electric field. Advantageously, the duct is made of composite material. It can also be made of metal. In the latter case, if the electrodes were to be in contact with the conduit, they should be isolated from it. Preferably, the anodes are parallel to each other. According to other preferred embodiments of the invention, the anodes may be arranged in a triangle, a hexagon, or a square. Advantageously, the anodes consist of copper son. Preferably, the cathodes are elongated and have a symmetrical section in the form of a drop of water. This profile, which corresponds to that which is generated by the action of air on a drop of water in free fall, is justified to limit, in an optimal manner, the pressure losses. According to another preferred embodiment of the invention, the cathodes have a circular section. Advantageously, the anodes and cathodes pass through, at least partially, the side wall of said conduit. In this way, the conduit serves to support said electrodes. Preferably, the conduit comprises a convergent portion located downstream of the cathodes and extended by a reduced section portion. In this way, said convergent portion contributes to maintaining the acceleration of the air produced at the cathodes, or even to increasing it. The invention also relates to an air supply circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a conduit according to the invention. The devices of the invention have the advantage of not involving any mechanical part, thus avoiding the use of pressure lubrication. They also have the advantage of operating without causing significant vibrations or shocks, significantly reducing noise nuisance. Finally, they do not create any source of artificial heat, always harmful for the engine or for its immediate environment. The following is a detailed description of a preferred embodiment of an air flow duct according to the invention, with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. Figure 2 is a longitudinal sectional view of the duct of Figure 1, in a plane parallel to the electrodes. Figure 3 is a longitudinal sectional view of the duct of Figure 1, in a plane perpendicular to the electrodes. Referring to FIG. 1, an air circulation duct 1 according to the invention comprises a main body 2 and a secondary body 3, said bodies 2, 3 being separated by a converging zone 4. two bodies 2,3 are in the form of hollow cylinders, the main body 2 having a diameter greater than the diameter of the secondary body 3. The convergent zone 4 has a circular and profiled section, gradually decreasing to join the main body 2 to the body secondary 3. The inner portion 15 of the duct 1 has no break or edge to increase the flow fluidity of the air. The air is propagated in the duct 1 year from the main body 2 to the secondary body 3. [0023] Referring to Figures 1 and 3, the main body 2 has in its upstream part, and evenly spaced on a half circle, a first series of five circular orifices 5a, located in a plane transverse to the axis of revolution of the duct 1.
20 Ledit corps principal 2, possède sur le demi cercle complémentaire , une deuxième série de cinq orifices 5b circulaires, situés dans le même plan transversal que la première série d'orifices 5a. L'espacement entre les orifices 5b de la deuxième série est le même que celui séparant les orifices 5a de la première série. Le corps principal 2 est traversé par une série de cinq fils métalliques rigides 6, passant chacun par un orifice 5a de la première 25 série et par un orifice 5b de la deuxième série. Lesdits fils 6, qui sont préférentiellement constitués par du cuivre, se retrouvent parallèles entre eux. Ils définissent un réseau de cinq anodes 6, disposées transversalement par rapport à l'axe de révolution du conduit 1. De cette manière, lesdites anodes 6 sont supportées par le corps principal 2 du conduit 1, et 2906847 6 peuvent émerger de part et d'autre dudit corps 2. Le corps principal 2 présente dans sa partie aval, et régulièrement espacés sur un demi cercle, une première série de cinq orifices 7a situés dans un plan transversal par rapport à l'axe de révolution du conduit 1. Ledit corps principal 2, possède sur le demi cercle complémentaire , une deuxième série de cinq 5 orifices 7b, situés dans le même plan transversal que la première série d'orifices 7a. L'espacement entre les orifices 7b de la deuxième série est le même que celui séparant les orifices 7a de la première série. Les orifices 7a,7b des deux séries situées dans la partie aval du corps principal 2, ont chacun une section en forme de goutte d'eau, présentant une extrémité arrondie 8 est une extrémité pointue 9, jointes l'une à l'autre par deux segments 10 sensiblement rectilignes. Lesdites sections possèdent un axe de symétrie reliant le milieu des deux extrémités 8,9 , et qui est parallèle à l'axe de révolution du conduit 1. Les sections sont chacune pratiquées dans le corps principal 2, de manière que l'extrémité arrondie 8 se retrouve en amont de l'extrémité pointue 9. Le corps principal 2 est traversé, au niveau de sa partie aval, par une série de cinq pièces métalliques rigides 10, de forme 15 allongée, passant chacune par un orifice 7a de la première série et par un orifice 7b de la deuxième série. Lesdites pièces 10 possèdent également une section en forme de goutte d'eau, analogue à celle des orifices 7a,7b qu'elles traversent, mais de dimensions légèrement inférieures, de sorte que lesdites pièces10 puissent coulisser dans lesdits orifices 7a,7b. Chaque orifice 5a de la première série située dans la partie amont du corps 20 principal 2, est aligné sur un orifice 7a de la première série située dans la partie aval dudit corps 2 selon un axe parallèle à l'axe longitudinal du conduit 1. Les pièces 10 se retrouvent parallèles entre elles et parallèles aux anodes 6 situées en amont dans le conduit 1. Elles sont chacune prolongées dans le sens de la longueur par une pièce secondaire 11 cylindrique de plus faible section, par l'intermédiaire desquelles les pièces 10 vont être 25 connectées à un générateur de tension.. Les pièces définissent un réseau de cinq cathodes 10, disposées transversalement par rapport à l'axe de révolution du conduit 1. De cette manière, lesdites cathodes 10 sont supportées par le corps principal 2 du conduit 1, et peuvent émerger de part et d'autre dudit corps 2, en faisant notamment ressortir la pièce cylindrique secondaire 11. Chaque anode 6 et la cathode 10 qui lui correspond, se retrouvent dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du conduit 1. [0024] Le conduit lselon l'invention fonctionne en respectant les étapes suivantes.Said main body 2 has, on the complementary half-circle, a second series of five circular orifices 5b, situated in the same transverse plane as the first series of orifices 5a. The spacing between the orifices 5b of the second series is the same as that separating the orifices 5a of the first series. The main body 2 is traversed by a series of five rigid metal wires 6, each passing through an orifice 5a of the first series and through an orifice 5b of the second series. Said son 6, which are preferably made of copper, are found parallel to each other. They define an array of five anodes 6, arranged transversely with respect to the axis of revolution of the duct 1. In this way, said anodes 6 are supported by the main body 2 of the duct 1, and can emerge from both sides. 2. The main body 2 has in its downstream part, and regularly spaced on a semicircle, a first series of five orifices 7a located in a plane transverse to the axis of revolution of the duct 1. Said body main 2, has on the complementary half-circle, a second series of five orifices 7b, located in the same transverse plane as the first series of orifices 7a. The spacing between the orifices 7b of the second series is the same as that separating the orifices 7a of the first series. The orifices 7a, 7b of the two series located in the downstream part of the main body 2, each have a drop-shaped section of water, having a rounded end 8 is a pointed end 9, joined to each other by two substantially rectilinear segments. Said sections have an axis of symmetry connecting the middle of the two ends 8, 9, and which is parallel to the axis of revolution of the duct 1. The sections are each formed in the main body 2, so that the rounded end 8 is located upstream of the pointed end 9. The main body 2 is crossed, at its downstream part, by a series of five rigid metal parts 10, of elongated shape, each passing through an orifice 7a of the first series and by an orifice 7b of the second series. Said parts 10 also have a drop-shaped section similar to that of orifices 7a, 7b through which they pass, but of slightly smaller dimensions, so that said parts 10 can slide in said orifices 7a, 7b. Each orifice 5a of the first series located in the upstream portion of the main body 2 is aligned with an orifice 7a of the first series located in the downstream portion of said body 2 along an axis parallel to the longitudinal axis of the duct 1. parts 10 are parallel to each other and parallel to the anodes 6 located upstream in the conduit 1. They are each extended in the longitudinal direction by a cylindrical secondary part 11 of smaller section, through which the parts 10 are The parts define an array of five cathodes 10, arranged transversely to the axis of revolution of the duct 1. In this way, said cathodes 10 are supported by the main body 2 of the duct 10. 1, and can emerge on either side of said body 2, notably by making out the secondary cylindrical part 11. Each anode 6 and the cathode 10 which corresponds to it , are found in a plane parallel to the longitudinal axis of the duct 1. The duct 1 according to the invention operates in accordance with the following steps.
2906847 7 Alors que l'air circule en permanence dans le conduit 1, le dispositif d'ionisation et d'accélération est déclenché par la mise sous tension des électrodes 6,10. La différence de potentiel est ainsi portée à au moins 10000 V, créant un champ électrique parallèle à l'axe longitudinal du conduit 1. L'air se trouvant dans le voisinage immédiat des anodes 6 est 5 ionisé par arrachement des électrons. L'air, se retrouvant alors chargé positivement, est accéléré vers les cathodes 10, leur arrachant au passage des électrons. L'air résultant retrouve sa neutralité et continue d'être accéléré au-delà des cathodes 10, notamment au niveau du corps secondaire 3 de section réduite.While the air is constantly circulating in the duct 1, the ionization and acceleration device is triggered by energizing the electrodes 6, 10. The potential difference is thus brought to at least 10000 V, creating an electric field parallel to the longitudinal axis of the duct 1. The air in the immediate vicinity of the anodes 6 is ionized by tearing off the electrons. The air, then found positively charged, is accelerated to the cathodes 10, tearing them out of the electrons. The resulting air regains its neutrality and continues to be accelerated beyond the cathodes 10, especially at the secondary body 3 of reduced section.