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Moteur thermique à récupération d'énergie


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16 réponses à ce sujet

#1 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 02 fvrier 2010 - 19:22

Bonjour
Les liens ci dessous sont des accès à la base de brevet espacenet, ils vous donne l'accès à un brevet concernant un moteur thermique à récupération d'énergie.

http://fr.espacenet....r.espacenet.com

http://fr.espacenet....r_FR&CC=FR&FT=D

Nota: Il est possible d'envoyer les gaz d'échappement du moteur thermique(partie supérieure) vers l'admission du moteur à air chaud (partie inférieure) pour éviter un échangeur.

Concernant le fonctionnement de la partie moteur à air chaud, il existe un tableur sur moteur éricsson (taper moteur éricsson sur google, c'est dans les trois premières lignes).

J'ai bien essayé de dessiner sur base d'un moteur d'une super 5 diésel (en gardant le bas moteur).

Sur la base de ce moteur la course du piston étant de 83.5 et l'énergie à récupéré étant de 283 jouls (14147w pour 3000t/mn) ce qui fait 19 chevaux, le moteur de base est donné à 55ch à 4800 t/mn soit env 34 ch à 3000 t/mn.

Pour obtenir ces données sur le tableur j'ai saisi course 83.5; d1 320 (80424mm2); 20 °c ; 270 °c ; 1.013pa ; 2.5 bar 3000 t/mn.

L'on remarque que la section du piston de compression d2 correspond à un diamètre de 235mm (43373mm2).

Si j'ai bien compris la course d'évacuation de l'air comprimé est de 34mm et les 2.5 bar correspond à 1bar de pression atmosphèrique plus 1.5 bar de pression générée par le compresseur.

Le problème est de commander les soupapes de dimensions respectables pour ne pas créer de perte de charge qui annuleraient le bénéfice de la récupération d'énergie. 2 soupapes sur le compresseur pour remplacer les clapets, 2 soupapes sur le moteur à air chaud pour l'admission et l'échappement.

Pour éviter de réaliser des pistons trop gros, il faut augmenter la course se qui annule la base du moteur de super 5 diésel:
En mettant une course de 100mm il faut un d1 de 292.5
En mettant une course de 200mm il faut un d1 de 206.8 (il y à de la place pour effectuer des lumières d'échappement et d'admission sur la partie basse du moteur thermique)
En mettant une course de 300mm il faut un d1 de 168.7 (à mon avis la course devient trop importante pour la partie moteur thermique)

L'augmentation de la course permet de faciliter le positionnement des lumières d'échappement et d'admission du moteur thermique, mais augmente la vitesse maxi du piston (environ à 3000 t/mn :course 83.5 vitesse piston 13m/s., course 100 = 15m/s, course 200 =31 m/s, course 300=47m/s).


L' objectif de cette réalisation est de démontrer que l'on peut récupérer la moitié de l'énergie perdue en chaleur, donc de baisser la consommation de 50 pour cent lorsque le moteur est chaud, Il faut bien sûre soigner l'isolation sur le piston du moteur à air chaud et limiter les pertes de charge sur la circulation de l'air comprimé.

Nota: pour un premier teste, vous prenez une pompe à vélo en métal, vous bouchez l'orifice avec une vis et un joint, enlevez le ressort, vous installez verticalement cette pompe dans un récipient résistant à la chaleur, vous enfoncez le piston de la pompe à fond en forçant de travers pour chasser l'air prisonnier, levez le piston de la pompe de la course du piston de travail, posez une charge de 5kg bien centrée(pour une pompe d21), sous la charge le piston s'enfonce (c'est l'opération de compression),versez sur le corps de la pompe de l'eau bouillante ce qui a pour effet de soulever la charge 10mm environ pour une charge de 5kg sur une section de diamètre 21mm et une course de piston de 77mm.

Il va de soit que ce moteur ne se met pas dans une voiture sans prévoir une décompression sur l'alimentation du moteur à air chaud (ou la sortie compresseur), commandée par la position levée de la pédale d'accélérateur, pour maîtriser la vitesse du véhicule. (se ne sera pas le cas pour un véhicule ou ce moteur serait dédié uniquement pour pour la charge des batteries), il n'y à pas que le parc automobile qui est susceptible d'utiliser ce type de moteur.

J'espère ne pas vous avoir ennuyé avec mon truc, que peut-être parmi vous il y aura des (si ont le faisaient ce truc, subvention annoncée sur certain cite 90 pour cent, en soumettant la réalisation à une école,suivant les régions l'adem , oséo ...). Sur les territoires français et canadien cette invention est protégée, il préférable de demander une autorisation pour les prototypes éventuels, pour l'instant il est entre les mains des inventeurs, voir les brevets FR064151000 / CA 2616246 / FR2931208 / CA2669322 .

A vous relire , pour vos remarques, (soyez modéré dans vos éventuelles critiques, certains deviennent lourds, cela ce voit un peut trop que lorsque les idées ne viennent pas d'eux, elles sont nulles.... :siffle: ....).

#2 kidamdam

kidamdam
  • Localisation:paris

Posté 20 avril 2010 - 17:08

Pas mal de combiner moteur 4 temps et moteur Ericsson en un seul bloc.
Ai récupéré le brevet en PDF, reste à le lire in extenso...
Juste une remarque : fabriquer un bloc moteur sur ce principe est peut-être plus difficile que monter une turbo-compression.
Comme disais un autoconstructeur d'avion en réponse à un post de l'inventeur sur le site de l'autoconstructeur, je cite Mr Philippe (il ne donne pas son nom de famille) "Quoiqu'il en soit, bonne continuation et informez-moi des premiers résultats que vous obtiendrez sur un moteur expérimental" C'est là mais je suis sûrement en train de répondre à l'inventeur lui-même. :biglol:
Je lis et reviens vers vous ASAP

Modifié par kidamdam, 20 avril 2010 - 17:13 .


#3 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 25 avril 2010 - 11:31

Bonjour kidamdam.
Ce n'est pas un fonctionnement en 4 temps, mais en 2 temps pour la partie moteur. bien qu'un fonctionnement 4 temps soit envisageable.
Actuellement je crois que le mieux est de passer en collecte de finances, pour ensuite créer un entreprise dédiée au développement de ce projet.
La somme nécessaire pour la définition des plans et la réalisation d'un ou plusieurs prototypes est au minimum de 1000 000 d'euros, selon une approximation que l'on m'a donné. (c'est le prix d'un moteur de F1, qui ne tien que peut de temps dans des conditions de vitesse extrême).
Pour exemple, une somme de 1 000 000 euros c'est 1000 investisseurs à 1 000 euros, cela doit se trouver mais de quelle façon procéder je ne sais pas encore.

Ma première évaluation du coût général de l'obtention du prototypes par le biais d'une création entreprise innovante dédiée:
Dessin/études :Sur base des brevets et des données déjà connue à vérifier, 1 an de travail pour 4 ingénieurs ayant des compétences complémentaires (motoriste,thermodynamicien,matériaux,graissage, équilibrage, transmission de chaleur, dépôts de brevet éventuel (cela je peux le faire), payés 2500 euros net avec intéressement sur la valeur de vente des brevets avec prototype (de l'entreprise dédiée).
2500 euros (il faut peut-être gonflé les salaires et supprimer l'intéressement pour avoir droit à plus d'aide, mais danger de non motivation.)
donc 2500 x 4 ingénieurs x 12 mois x 2 charges =240 000 euros environ

Gestion/comptable/relations financières/communications
Même conditions que ci dessus mais sur 15 mois = 75 000 euros environ

Superviseur/sou-traitance/communications
15 mois = 75 000 euros environ

Total salaires 390 000 euros environ+ primes d'intéressement ...........

Réalisation prototype: Les pièces sont sous-traitées, le montage et les essais sont en interne.

Prix des pièces= Voir l'option faire réaliser les pièces par des écoles et là c'est pas chère, par compte les délais et la qualité ne sont pas métrisable. prix dédié 100 000 euros.

Conclusion: total possible 500 000 euros x 2 coutume d'évaluation=1000 000 d'euros à lever.

En serrant le budget, ne pas x par 2 et se récupérer les cessions des 4 brevets:FR 2 931 208--FR 2 900 970--CA 2 669 322--CA 2 616 246 dans l'état 500 000 euros ( avant démonstration et marketing ) n'importe qui peut prendre la main, si la description du processus lui convient (à ce jour les co-inventeurs ne sont pas contre).

Nota: une entreprise déjà en place peut le faire et toucher des subventions et prêt dédiées .

Je suppose que vous êtes d'accord avec ce point de vue, ce n'est plus un problème de technologie mais de finance , il y à bien les gros financiers à capital risque mais en cas de réussite ils veulent tout, le beurre et l'argent du beurre, à moins que je ne soit pas bien informé.

Le texte ci-dessus n'a pas valeur de contrat et n'engage pas les autres co-inventeurs.

Salutations.
Blain JY

#4 kidamdam

kidamdam
  • Localisation:paris

Posté 29 avril 2010 - 13:02

Bonjour J-Y. BLAIN,
J'ai enfin lu l'essentiel du brevet (ouf :D c'est toujours un peu rébarbatif).

A part MAT, et éventuellement Atlantis, Il me semble difficile de monter un bloc moteur aux membres d'OPLF. Hors c'est le but de ce forum : partager ses expériences sur ce que l'on peut faire.
Par contre on peut en adapter un. En n’ayant, par exemple, qu’une culasse à retravailler/créer.

Je ne me prononcerai pas sur le "bizness plan" que vous avez eu la gentillesse de nous communiquer. D'ailleurs ce n'est pas de l'ordre du "faire" mais du "à financer" auquel cas il faudrait que vous cherchiez un forum OPLf (« On Peut Le financer » hihi :biglol: c'est facile).

Ceci-dit je peux émettre quelques remarques quand au brevet :

• Vous augmenteriez le rendement de ce que vous appelez le moteur thermique en évacuant la chaleur sensible de compression (avant passage dans l’échangeur qui refroidi la chemise du « 2 temps »et en effectuant le stockage d’air comprimé de ce côté plutôt que du côté « réchauffé ». Ce moteur est compact ce n’est peut-être pas évident à mettre en place. :sourire:
• Quitte à multiplier les échangeurs autant placer un échangeur récupérateur après ces réservoirs de stockage croisant avec le flux d’air sortant de la chambre de détente du moteur. (canalisation 150 fig.2) cela transformera votre moteur thermique de cycle Joule en Ericsson/Joule avec récupération...
• Le piston du moteur deux temps est traversé par une soupape ce qui multiplie les segmentations. Pourquoi ne pas rester sur le dessin classique avec lumières découvertes en point mort bas ?

#5 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 30 avril 2010 - 10:02

Bonjour kidamdam.

Félicitation pour la lecture fastidieuse.
Bien vu pour la chaleur de compression à évacuer ( je l'ai vu après description du brevet), pour augmenter le rendement du thermique, pour le démarrage à froid il vaudra mieux conserver cette chaleur pour la monté en température rapide du thermique, cela dépend aussi de la pression de compression (du compresseur) choisie pour injecter la chaleur de compression dans l'air déjà préchauffée par le thermique et les gaz d'échappement ( 411 fig 5).
Pour les soupapes à ouverture par entraînement du piston, ce n'est pas obligatoire, c'est simplement une possibilité.voir (fig 1 moteur double effet). (Les dessins ne sont pas obligatoires dans les brevets, ils ne sont là que pour aider à la compréhension du texte).

Pour la finance, c'est bien là le problème, il faut y passer à la quête, sinon c'est la panne sèche assurée .

Coopératives salutations. Blain JY

#6 chatelot16

chatelot16
  • Genre: Homme

Posté 01 mai 2010 - 17:12

il ne faut pas perdre trop de chaleur de la compression : il faut la laisser ou elle est : c'est la temperature maxi du cycle qui fait le rendement , il ne faut refroidir que juste assez pour eviter la surchauffe

un systeme de recuperation ne doit recuperer que ce que le moteur normal perd

tous les moyen son bon , stirling , ericson , ou tout simplement vapeur

ma solution preferé et de transformer le moteur classique en chaudiere a vapeur , en le refroissant a un peu plus que 100°C , de transformer aussi en chaudiere a vapeur la pipe d'echapement et le pot d'echapement

il y a de quoi faire tourner un bon petit moteur a vapeur a piston (ou a turbine mais c'est moins performant en petite puissance )

ensuite il faut un condenseur a basse temperature : ca ne vaut rien pour un vehicule , ou le radiateur est trop petit donc trop chaud et le systeme a vapeur aura un rendement nul

c'est bon pour un groupe electrogene , ou on peut faire gros et ou le poid a trainer n'est pas un handicap comme pour un vehicule


completer le moteur diesel par un cycle a vapeur existe courament sur les tres gros moteur de bateau

#7 kidamdam

kidamdam
  • Localisation:paris

Posté 03 mai 2010 - 12:34

Question subsidiaire,
En figure 1 on aperçoit un accessoire non numéroté inséré dans la culasse. C'est une bougie pour l'alumage commandé ou une injection directe pour fonctionnement en ATAC (si oui il faudrait que la soupape centrale du deux temps soit une soupape commandable, ou avoir un papillon de régulation du fonctionnement en Auto Allumage)?
Si c'est une bougie où effectue-t-on le mélange?

#8 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 03 mai 2010 - 18:59

Bonjour kidamdam

C'est un injecteur qui est représenté sur la figure 1/6, cet injecteur est destiné à injecter tout combustible injectable ( fuel, essence, huile, hydrogène, gpl , etc), la section du piston sera en fonction de la qualité du combustible pour une puissance donnée.


Bonjour chatelot16

Une pulvérisation d'eau préchauffée dans le circuit d'air comprimé, soit avant son passage sur la partie moteur thermique ou dans la canalisation 150 qui canalise l'air comprimé surchauffé, après il faut récupérer l'eau par condensation, il y a le problème du gel à ne pas oublier, c'est peut-être valable en poste fixe, à une température ambiante hors gel. La température de thermique devra être élevé pour que cela soit efficace.


Salutations

#9 naturel

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Posté 04 mai 2010 - 08:03

un truc que je ne savais pas,sais que le froid se réchauffe plus vite que le tiède et donc que le chaud se refroidir plus vite que le tiède...

suis-je clair?

#10 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 04 mai 2010 - 08:24

Bonjour naturel

C'est pas clair, je demande des précisions, ou vous renvoi à ce qui est écrit à la fin du post de départ.

Salutations : ???:

#11 naturel

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Posté 04 mai 2010 - 09:27

salut blain,
le truc que j'ai au départ et que beaucoup de gens connaissent,sait quand tu veux dégeler ton par-brise de ta voiture en hivers...

si ton par-brise est gelé,le moyen le plus facile pour le dégeler n'est pas de lui mettre de l'eau chaude mais plutot tiède (et ca n'a rien à voir avec les chocs thermique que ton par-brise pourrait avoir).

si tu mes de l'eau chaude sur ton par-brise elle gélerait presque instantanément tandis que la tiède réchaufferait ton par-brise...(elle ne gélerait pas)

donc si je met une bouille d'eau bouillante au congélateur elle gélera plus vite qu'une tiède..

Modifié par naturel, 04 mai 2010 - 09:32 .


#12 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 04 mai 2010 - 10:05

Re-bonjour

Il me semble que les quantités d'eau ne soient pas les mêmes, peut d'eau très chaude et beaucoup d'eau tiède on le même pouvoir de réchauffement pour augmenter la température du pare-brise, par compte, les plombiers disent que l'eau qui à chauffée gèle plus facilement (tuyaux d'eau chaude).

Pour la bouillotte chaude au congélateur, pour qu'elle gèle plus vite, il faut peut-être qu'elle soit à la même température lors de la mise dans le congélateur.

Pour l'instant c'est hors sujet pour le moteur à récupération d'énergie, qui comprime de l'air pour l'envoyer se faire réchauffer et dilatée sur la partie moteur thermique, pour qu'ensuite la dilatation de l'air comprimé surchauffé restitue plus de force sur le piston de récupération qu'il n'en aura fallut pour comprimer ce même air.

Salutations.

#13 kidamdam

kidamdam
  • Localisation:paris

Posté 05 mai 2010 - 13:21

Bonjour à tous,

Ca reste hors sujet mais c'est marrant ;) (car contre intuitif)

Cela a été prouvé par des physiciens une même quantité d'eau chaude pure gèle plus vite que la "tiède".
Pourquoi pure parceque si on fait l'expérience avec de l'eau du robinet celle qui a été plus chauffée a dissous un peu plus de sels de l'échangeur et donc on ne compare pas des solutions avec la même capacité calorifique intrinsèque.
La conclusion des physiciens quand à la cinétique du transfert de chaleur était que l'eau chaude est soumise à un plus fort gradient de température au moment où on la place à congeler. Ce qui donne un brassage par convection plus important. Quand l'eau arrive à la même température que l'eau tiède elle a donc un transfert de chaleur plus efficace que l'eau tiède pas encore animée de convections.
Si l'expérience est répétée avec un apport d'agitation (agitateur magnétique par exemple) alors l'eau chaude gèle moins vite que l'eau tiède.

Dans le cas du pare brise l'eau versée coule sur le parebrise, il y a donc une couche immobile au contact de celui ci (et en échange de chaleur) et plein de couches mobiles laminaires sont isolées par un temps de contact et une surface d'échange faible d'avec la couche immobile.
Hors la couche est d'autant plus fine que l'eau au départ est chaude (l'eau chaude est moins visqueuse) donc elle a une quantité de chaleur à céder plus faible que dans le cas d'une eau tiède. Sans compter le fait que ces couches limites "immobiles" sont d'autant moins bien réchauffées que les couches mobiles coulent vite.

C'est pour ces même raison que les échangeurs de chaleur liquide/liquide sont généralement à plaques texturées:

*Les plaques augmentent surface d'échange et épaisseurs de couches limites, diminuent les vitesses d'écoulement donc augmentent les temps d'échange moyens.
*Les textures par les turbulences qu'elles engendrent augmentent les échanges thermiques de type convectifs entre couches limites et couches mobiles (qui ne sont alors plus laminaires) la surface "bosselée" par les tourbillons de la turbulence entre couches limites et couches mobile est par ailleurs bien plus grande dans le cas de la couche "plane" des écoulements laminaires.

Modifié par kidamdam, 05 mai 2010 - 13:32 .


#14 naturel

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Posté 05 mai 2010 - 16:08

kidamdam merci pour ton explication scientifique,j'ai pas tous compris mais je fonctionne plutot avec mon intuition que par ma tete.

#15 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 06 mai 2010 - 10:12

Bonjour
Je recadre en résumant.

Ce fil concerne un moteur thermique à récupération d'énergie (double effet).

Une partie de ce moteur est constituée d'un moteur thermique, le piston utilisé pour le moteur thermique est associé à un piston de compression/récupération, le système de compression récupération est comparable à un moteur à air chaud de type Ericsson.http://www.moteur ericsson.com/théorie.php

La partie moteur thermique fonctionne avec un rendement de 30 à 40 %, ce qui laisse de l'énergie sous forme de chaleur à récupérer pour faire fonctionner le moteur à air chaud.

La partie moteur thermique peut fonctionner en 2 temps ou 4 temps ..., alimenté en carburant par injection ou carburateur...., avec des commandes de soupapes indépendantes ou sans soupapes.

Le moteur à air chaud peut être débrayable, en conservant la soupape d'échappement ouverte ou en déviant l'air comprimé surchauffé vers une utilisation externe.

Le moteur à air chaud peut avoir des soupapes à commandes indépendantes du vilebrequin.

Le moteur à air chaud peut fonctionner par un apport de chaleur autre que celui généré par le moteur thermique, par le moyen d'un échangeur de chaleur. (411 fig 5)

Salutations

#16 kidamdam

kidamdam
  • Localisation:paris

Posté 06 mai 2010 - 12:55

Pour revenir sur le sujet, et concernant la partie moteur thermique de type Ericsson.

La société française EXOSUN a déposé le brevet FR2920854 de soupapes à faible énergie d'activation (et ils espèrent faibles "pertes de charge").

Je recherche régulièrement les publications concernant les moteurs Ericsson, j'ai découvert ce brevet mi-janvier.

Si vous les contactez peut-être qu'ils ne seront pas contre développer un "bloc" basé sur votre brevet et le leur...

Mais peut-être est-ce déjà fait?

Bien cordialement.

#17 Blain

Blain
  • Localisation:Belligné

Posté 06 mai 2010 - 15:23

Merci pour l'info pertinante, kidamdam

Salutations