et groupe électrogène comprenant un tel système

Domaine technique et état de l'art

La présente invention se rapporte à un système de génération d'énergie.

Plus particulièrement la présente invention concerne l'admission d'hydrogène et d'oxygène au mélange d'air d'un moteur thermique alimenté par du carburant.

Il est connu des motorisations à hydrogène. L'inconvénient de ce type de moteur à hydrogène est le risque d'explosion, de fuite car la motorisation est sous pression. De plus, ces moteurs à hydrogène sont très compliqués à fabriquer car la pression est importante.

Il existe également des piles à combustible qui utilisent des matériaux rares et qui coûtent très cher. La technologie des piles à combustible utilise des réservoirs qui stockent de l'hydrogène à haute pression comme par exemple 700 bars. Un tel stockage sur un véhicule met en danger les passagers du véhicule et les personnes alentour jusqu'à une dizaine de mètres. De plus, il est nécessaire d'avoir une énergie électrique pour réaliser un tel réservoir sous pression de sorte que le bilan de carbone de l'utilisation des piles à combustible ne soit pas rentable.

Un autre inconvénient est le poids d'une telle technologie ; généralement le véhicule pèse 40% de plus qu'un véhicule classique. Or, pour un véhicule lancé à 90km/h, sa consommation est quasi proportionnelle à son poids.

Une solution est présentée dans le document WO2007/133174 ; ce document décrit une génération d'hydrogène et d'oxygène. Grâce à ce système, on nettoie le moteur et on réduit les polluants du fait du nettoyage du moteur. La réduction du carburant est liée au nettoyage du moteur induit par l'admission de vapeur d'hydrogène et d'oxygène dans l'admission du moteur. L'inconvénient de ce type de système est que la production dépend d'une batterie et que cette production est alors très faible. Un autre inconvénient est que l'électronique du moteur n'est pas prévue pour fonctionner avec un tel système. Cette vaporisation ne pourra donc pas correctement être prise en compte dans la réduction de l'admission du carburant.

Le but de la présente invention est de proposer un système de génération d'énergie permettant d'améliorer la création d'hydrogène et d'oxygène afin de réduire la consommation de carburant d'un moteur thermique tout en réduisant les risques liés au stockage de l'hydrogène et de l'oxygène.

Description de l'invention L'invention propose un système de génération d'énergie, remarquable en ce qu' il comprend une première génératrice fabriquant de l'énergie électrique, un électrolyseur fabriquant, à partir d'électricité et d'eau, de l'oxygène et de l'hydrogène, un échangeur de chaleur fabriquant un gaz haute pression à partir d'un fluide frigorigène, une turbine produisant une énergie de rotation à partir du gaz haute pression et agencée pour entraîner en rotation la génératrice, et un moteur thermique produisant une énergie de rotation, ledit moteur thermique étant alimenté par de l'hydrogène, de l'oxygène et du carburant.

La génération d'hydrogène et d'oxygène est directement injectée dans la chambre de combustion avec le carburant. Il n'y pas de réservoir, ce qui évite les risques liés au stockage de l'hydrogène et de l'oxygène. La consommation de carburant est ainsi réduite. Par « génératrice », il convient d'entendre un générateur électrique permettant de produire de l'énergie électrique à partir d'une autre forme d'énergie.

Par « moteur thermique », il convient de noter que le moteur exerce un travail à l'aide d'un processus de combustion, comme par exemple un moteur à explosion ou un moteur à turbine.

La génératrice peut être accouplée à la rotation de la turbine directement ou indirectement. Par exemple, la génératrice peut être reliée directement à l'axe de rotation de la turbine ou par un intermédiaire.

Par « turbine », il convient d'entendre un dispositif rotatif destiné à utiliser l'énergie cinétique d'un fluide liquide comme l'eau, ou gazeux (vapeur, air, gaz de combustion), pour faire tourner un arbre solidaire des pales de la turbine, comme par exemple une turbine centrifuge (meilleur rendement) ou volumétrique.

Le terme « carburant » est un combustible qui alimente le moteur thermique.

De préférence, le système de génération d'énergie comprend une deuxième génératrice fabriquant de l'énergie électrique et accouplée à la rotation du moteur thermique. La deuxième génératrice peut être accouplée à la rotation du moteur directement ou indirectement. Par exemple, la deuxième génératrice peut être reliée directement à l'axe de rotation du moteur thermique ou par l'intermédiaire d'une courroie, d'un pignon ou autre.

De préférence, Péchangeur de chaleur est constitué d'un échangeur de chaleur à plaque ou d'un échangeur de chaleur à tube.

De préférence également, le système de génération d'énergie comprend le moyen de refroidissement de la première génératrice ou deuxième génératrice pour abaisser la température de fonctionnement.

Le moyen de refroidissement permet de maintenir une température inférieure à 100° de sorte à éviter la baisse de la génération du champ magnétique et d'assurer le bon fonctionnement de la génératrice en évitant toute dégradation.

De plus, le moyen de refroidissement n'empêche pas de transférer la chaleur dissipée à un fluide afin de transférer ladite chaleur à une huile caloporteurse. Le but étant de récupérer la chaleur et non de la dissiper. Il peut être utilisé tout moyen de récupération de chaleur. Selon un aspect, le système de génération d'énergie comprend un moyen de refroidissement de l'électrolyseur pour abaisser la température de fonctionnement.

Le moyen de refroidissement permet de maintenir une température inférieure à 100° afin d'assurer le bon rendement de l'électrolyseur.

Selon un autre aspect, ladite première génératrice ou deuxième génératrice comprend au moins un rotor constitué de plusieurs aimants permanents et un dispositif de maintien des aimants pour assurer le bon maintien de la position des aimants.

Lors du fonctionnement, la vitesse de rotation est élevée, le moyen de blocage permet d'encapsuler les aimants pour éviter toute détérioration du système.

Egalement selon un autre aspect, le moyen de refroidissement comprend un circuit d'un fluide passant par la génératrice et un échangeur pour refroidir le fluide. Par exemple, le fluide est de l'eau.

Selon une variante de la présente invention, le système de génération d'énergie comprend un moyen de mesure de la tension d'électrode et un moyen de régulation de la tension de chaque électrode. De cette façon, le moyen de limiter la tension de chaque électrode évite une surchauffe du système d'électrolyse pouvant diminuer considérablement le rendement de t'électrolyse.

Egalement selon un autre aspect, l'invention comprend un moyen de régulation du temps d'injection du carburant dans le moteur thermique. De préférence, le système de génération d'énergie comprend également un moyen de filtration d'un gaz, ledit moyen de filtration d'un gaz étant disposé à l'intérieur d'un réservoir de liquide électrolytique alimentant l'électrolyseur.

Le fait d'avoir le moyen de filtration d'un gaz et le réservoir au même endroit, permet d'optimiser l'encombrement du système de génération d'énergie. De préférence également, l'électrolyseur comprend des électrodes d'épaisseur de l'ordre de 0, 1 à 3 mm et un moyen d'espacement pour séparer chaque électrode d'une distance de l'ordre de 0,5 mm à 20mm.

De préférence, les aimants sont en terre rare néodyme.

Egalement selon une autre variante, le rotor et le stator sont disposés à une distance de l'ordre de 0,1 et 2mm.

La présente invention concerne également un aéronef comprenant un système de génération d'énergie.

La présente invention concerne également un véhicule automobile ou un groupe électrogène comprenant un système de génération d'énergie. Par « véhicule automobile », il convient d'entendre tout véhicule terrestre, maritime, ferroviaire ou aérien se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur.

Par « groupe électrogène », il convient d'entendre un dispositif autonome capable de produire de l'électricité.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, réalisée sur la base des dessins annexés. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique de l'invention,

- la figure 2 représente une vue en perspective d'une génératrice,

- la figure 3 représente une vue en perspective de l'électrolyseur,

- la figure 4 représente une vue éclatée de la génératrice de la figure 2,

- la figure 5 représente une vue éclatée d'un électrolyseur de la figure 3,

- la figure 6 représente une vue en perspective d'un réservoir,

- la figure 7 représente une vue éclatée du réservoir de la figure 6,

- la figure 8 représente une vue schématique d'un exemple d'invention.

Description de modes de réalisation de l'invention

Le principe est de transformer l'eau en hydrogène et en oxygène par un électrolyseur alimenté par la génératrice. L'utilisation de l'hydrogène et de l'oxygène permet de diminuer, d'une part, la pollution en réduisant par exemple les particules de CO ₂ et d'autre part, la consommation du moteur. Un mélange d'hydrogène et d'oxygène permet de réduire entre 50 et 95% de la consommation du carburant par rapport à son injection sans mélange d'hydrogène et d'oxygène.

La figure 1 illustre le principe de fonctionnement de l'invention.

Le système de génération d'énergie comprend un moteur thermique 1 , une première génératrice 3, une deuxième génératrice 3, un électrolyseur 7, un réservoir 9 de liquide électrolytique et un échangeur de chaleur 15. Il est possible d'avoir un fonctionnement avec de l'eau ou de l'eau déminéralisée. Le système de génération d'énergie comprend également au moins un moyen de refroidissement de la génératrice et de l'électrolyseur, un moyen de filtration du gaz produit par l'électrolyseur 7 et un moyen de régulation du temps d'injection 1 1 .

Un échangeur de chaleur 15 alimente au moins une turbine 14. La turbine 14 produit une énergie de rotation. Une première génératrice 3 est directement reliée à au moins une turbine 14 dans le but que la turbine entraîne en rotation la première génératrice 3. Par exemple, pour deux deuxièmes génératrices 3, il est préférable d'avoir quatre turbines 14. La deuxième génératrice 3 alimente en courant un électrolyseur 7 qui sera détaillé ci-après.

L'échangeur de chaleur 15 possède un circuit du fluide frigorigène, un circuit d'huile caloporteuse, une entrée de fluide frigorigène 151 et une sortie de fluide frigorigène 152, une entrée d'huile caloporteuse 153 et une sortie d'huile caloporteuse 154. Par exemple, le fluide frigorigène est un l , 1 , 1 ,2-tétraf uoroéthane (CH ₂ F-CF ₃ ) de l'eau ou tout type de fluide passant d'un état liquide à un état gazeux. L'huile caloporteuse est une huile synthétique pour transmission de chaleur.

Le fluide frigorigène 151 est stocké dans un réservoir de fluide frigorigène 16, par exemple le réservoir est un ballon liquide réfrigérant et le fluide possède une température d'évaporation de l'ordre de 80 à 150°C. Le fluide frigorigène entre dans l'échangeur de chaleur 15 par l'entrée de fluide frigorigène 151 , par exemple le fluide est à température ambiante. Le fluide frigorigène passe de l'état liquide à celui de gaz. Par exemple, l'échangeur de chaleur 15 est un échangeur à plaque. Le circuit du fluide frigorigène fonctionne sur le principe du cycle thermodynamique.

Le fluide frigorigène à la sortie de fluide frigorigène 152 de l'échangeur de chaleur 15 est à haute température et sous forme de gaz. Le gaz haute pression permet de faire tourner des turbines 14. En sortie de la turbine 14, le gaz entre dans un moyen de refroidissement 31, par exemple le moyen de refroidissement 31 est un condenseur ou échangeur de sorte à refroidir le gaz pour qu'il passe sous forme de liquide. En sortie du moyen de refroidissement, on obtient un liquide qui possède, par exemple, une température de 30°C. Ce fluide est alors acheminé vers le réservoir de fluide frigorigène 16.

Une pompe 8 permet de faire circuler le fluide frigorigène. Le fluide frigorigène fonctionne à haute pression et la pompe 8 doit être prévue pour supporter cette pression. Par exemple, la pompe 8 est située entre le réservoir de fluide frigorigène 16 et l'échangeur de chaleur 15.

L'échangeur de chaleur 15 a pour fonction de récupérer l'énergie thermique du moteur ou plus généralement d'une source de chaleur (par exemple, gaz d'échappement, électrolyseur...). Cette source de chaleur peut être récupérée du système de génération d'énergie (comme les gaz d'échappement d'un moteur thermique, le liquide électrolytique du l'électrolyseur), ou récupérée à partir d'un autre système qui possède une énergie thermique. L'échangeur de chaleur 15 possède également une entrée d'huile caloporteuse 153. Lors de l'admission de l'huile caloporteuse à l'intérieur de l'échangeur 15, l'huile caloporteuse est à haute température comme par exemple 150°C. L'échangeur de chaleur permet de donner les calories de chaleur au fluide frigorigène. A la sortie d'huile caloporteuse 154, l'huile caloporteuse est à basse température, comme par exemple 30°C. L'échangeur de chaleur permet d'avoir un échange entre le circuit du fluide frigorigène et le circuit d'huile caloporteuse.

L'huile caloporteuse à basse température entre dans un moyen de refroidissement 31 et permet de refroidir le liquide électrolytique alimentant les deux électrolyseurs 7. En sortie du moyen de refroidissement 3 1 , l'huile caloporteuse est toujours à basse température et va être acheminée vers un autre moyen de refroidissement 31 de sorte à récupérer la chaleur du fluide frigorigène qui passe de l'état de gaz à l'état liquide. L'huile caloporteuse sera donc plus chaude en sortie du moyen de refroidissement 31 , par exemple l'huile caloporteuse aura gagné en température et pourra être à 50°C. L'huile caloporteuse est alors acheminée vers la première génératrice et/ou la deuxième génératrice, ou encore vers la ou les turbines 14. Le but est de refroidir la première génératrice 3, ou la deuxième génératrice 3 ou les turbines 14 et de permettre également de récupérer une partie de la chaleur générée par la première génératrice 3, et/ou la deuxième génératrice 3 et/ou les turbines 14. L'huile caloporteuse sera donc plus chaude après ce passage, par exemple 70°C. Pour encore gagner de la chaleur, l'huile caloporteuse passe par le moteur thermique 1 et ressortira à 90°C par exemple. L'huile caloporteuse est ensuite acheminée vers l'échappement pour récupérer la chaleur de l'explosion. Par exemple, cet échange est réalisé par un échangeur à tube. L'huile caloporteuse en sortie de l'échangeur à tube est à haute température, comme par exemple 150°C et rentre dans l'échangeur de chaleur 15. De cette façon, il est récupéré la chaleur générée par les différents éléments du système de génération d'énergie de sorte à utiliser un maximum de chaleur. Par exemple, l'échangeur de chaleur récupère de la chaleur thermique des gaz d'échappement, de l'électrolyseur et/ou de toute autre source de chaleur thermique. De plus, le système tel que décrit récupère la chaleur petit à petit ce qui évite d'avoir une importante différence de température entre une entrée d'huile caloporteuse dans un élément et la sotrie cet élément. Par exemple, il est évité de passer de 30°C à 150°C en une seule fois. Il est alors possible d'avoir plusieurs échangeurs de chaleur 15 pour récupérer de la chaleur petit à petit.

Le moteur thermique 1 produit une énergie de rotation. Par l'intermédiaire d'une courroie 2, une deuxième génératrice 3 est entraînée en rotation en fonction du régime du moteur. La deuxième génératrice 3, que nous détaillerons ci-après, crée une énergie électrique. La deuxième génératrice 3 est composée d'un rotor constitué de plusieurs aimants permanents et d'un stator constitué d'un enroulement de fil de cuivre. La deuxième génératrice 3 crée une électricité triphasée par sa configuration.

La deuxième génératrice 3 est reliée à un pont de diodes pour redresser le courant alternatif en courant continu. Il est également possible que la génératrice soit reliée à un pont de diodes pour redresser le courant puisé ou en simple redressement.

Le courant continu issu de la première génératrice 3 ou de la deuxième génératrice 3 alimente deux électrolyseurs 7 qui permettent de réaliser des réactions chimiques d'un liquide électrolytique à l'aide du courant continu. Ces deux électrolyseurs 7 sont identiques et sont constitués de plusieurs électrodes ; ils seront détaillés ci après. Un moyen de régulation de la tension de 6 de chaque électrode évite une surchauffe de l'électrolyseur et assure le bon rendement de l'électrolyse. En effet, la surchauffe diminue considérablement le rendement de l'électrolyse.

Le moyen de régulation de la tension 6 de chaque électrode est un automate. L'automate comprend un moyen de mesure de la tension 5 de la première génératrice ou de la deuxième génératrice 3. Le moyen de mesure de la tension 5 peut également effectuer une mesure en sortie du pont de diodes 4. L'information de la mesure est transmise à l'automate qui assure la fonction d'alimentation de l'électrolyseur 7 afin d'assurer une tension entre 1 ,75 et 2,5V par électrode. La tension doit être limitée à 2,5V pour éviter toute surchauffe. Afin d'assurer le bon fonctionnement, la température est inférieure à 60°C. L'automate agit sur des relais statiques de 200A de façon à distribuer l'alimentation sans jamais dépasser les 2,5V par électrode. Par exemple, pour vingt électrodes, la tension globale ne dépassera pas 40V.

Lorsque le réservoir 9 contient de l'eau ou de l'eau déminéralisée, la fonction d'alimentation de l'automate pour réguler l'électrolyseur permettra d'assurer une tension de 1,75 à 20V par électrode. Dans une variante, le moyen de régulation 6 n'est pas utile lorsque la génératrice utilise un régulateur de tension.

En sortie de l'électrolyseur 7, un gaz constitué d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène est créé. Ce gaz est nettoyé par un moyen de filtration d'un gaz afin de nettoyer le mélange. Le gaz est crée à l'aide du liquide électrolytique de type potassium ou autre, comme par exemple du sodium. Il est nécessaire d'utiliser le moyen de filtration d'un gaz pour deux fonctions : comme pare-flamme et comme nettoyage du gaz pour extraire le liquide électrolytique du mélange d'hydrogène et d'oxygène.

Le gaz passe par un capteur de débit 10. Le capteur de débit permet de réguler le débit du carburant à acheminer vers le moteur thermique 1. L'information du capteur de débit 10 est envoyée au moyen de régulation du temps d'injection 1 1 du carburant. Le débit du carburant est alors régulé par le moyen de régulation du temps d'injection 1 1 du carburant afin d'ajuster les besoins du moteur thermique 1 en carburant. Le gaz passe par un clapet anti retour 13 pour protéger le système d'éventuels retours de flamme dans le tuyau. De préférence, le clapet anti-retour 13 est proche de la chambre de combustion du moteur thermique 1. Le gaz est ensuite mélangé à l'air pour être introduit dans la chambre de combustion du moteur thermique l. Afin d'optimiser le temps d'injection du moteur thermique 1, la présente invention possède un moyen de régulation du temps d'injection 11. Ledit moyen de régulation du temps d'injection 1 1 permet d'optimiser l'admission du gaz produit avec le carburant afin de réduire la consommation du carburant. Par exemple, le temps d'injection du carburant est réduit de 80%.

A l' intérieur du moteur thermique 1 , une huile spécifique est remplacée pour que l'admission d'un gaz constitué d'un mélange d'hydrogène et d'oxygène soit optimum. Par exemple, il est utilisé l'huile spécifique pour fonctionner avec de l'hydrogène, tel que de l'huile céramique. Si l'installation de la présente invention doit être effectuée à un moteur thermique déjà existant, une vidange peut être nécessaire afin de remplacer l'huile existante.

Le moteur thermique 1 est relié à un échappement 12.

Les figures 2 et 4 illustrent la génératrice 3. Pour la suite, la première génératrice 3 ou la deuxième génératrice 3 sera appelée génératrice 3.

La génératrice 3 possède un moyen de refroidissement 31 , non représenté sur la figure 2 ou 4, pour baisser la température du fonctionnement. Lors de son fonctionnement, la génératrice 3 tourne à grande vitesse ce qui provoque un échauffement des différentes pièces. Par exemple, le moyen de refroidissement 31 de la génératrice 3 est réalisé par le passage d'un circuit d'un fluide à l'intérieur de la génératrice 3, tel que de l'huile caloporteuse comme citée précédemment.

Selon une variante, il peut être prévu que le moyen de refroidissement soit réalisé également par air ou encore que le moyen de refroidissement 3 1 soit un radiateur ou un échangeur A la figure 2, il est représenté l'entrée du liquide de refroidissement 32 et la sortie liquide de refroidissement 33. La génératrice 3 crée une électricité triphasée et des sorties électriques triphasées 34 sont représentées.

La génératrice 3 possède un multiplicateur de vitesse. Par exemple, la génératrice possède une poulie 312 qui multiplie la vitesse de rotation du moteur par quatre. Selon une variante, la génératrice 3 est reliée directement à une turbine 14 sans multiplicateur de vitesse.

La génératrice 3 possède un rotor constitué d'aimants 309. Par exemple, les aimants 309 sont en terre rare néodyme comme par exemple de type N42 ou terre rare en générale, ou ferrites, alnico, néodyme, cobalt. Ces aimants 309 sont emboîtés dans une pièce d'emboîtement des aimants 308 afin de maintenir ces aimants 309 dans leur position les uns par rapport aux autres lors du fonctionnement. Un disque métallique 307 est de part et d'autre de la pièce d'emboîtement des aimants 308. Un dispositif de maintien des aimants est constitué de deux disques métalliques 307 et de la pièce d'emboîtement des aimants 308 et des aimants 309. Les disques métalliques 307 peuvent être dans un autre matériau, comme par exemple en composite. A l'intérieur de la génératrice 3, il est utilisé un fluide, de préférence un liquide diélectrique pour assurer la dissipation de la chaleur et donc un refroidissement de la génératrice 3. Il peut également être utilisé une huile caloporteuse comme citée précédemment. Les différentes pièces tournantes sont fixées à l'axe tournant 310 à l'aide d'un ou plusieurs écrous 31 1. L'axe tournant est maintenu en position par des roulements 302. Il peut être rajouté un joint d'étanchéité 305 qui peut être à lèvre pour empêcher les fuites du fluide diélectrique de la génératrice 3. L'ensemble des pièces est entouré par des pièces métalliques possédant un passage pour le liquide de refroidissement 313. Entre chaque pièce métallique, deux joints toriques 304 permettent d'assurer l'étanchéité entre ces pièces métalliques. Deux flasques 306 sont de part et d'autre de la génératrice 3 et encapsulent l'ensemble des pièces métalliques. L'ensemble des pièces métalliques est solidairement fixé par des goujons 301.

Autour du rotor est positionné un stator 303 constitué d'un certain nombre d'enroulement de fil de cuivre. Par exemple, le stator 303 possède deux fils de cuivre de diamètre 1 ,2mm qui sont doublés et leur longueur dépend du nombre de phases désirées. La figure 4 représente deux rotors et deux stators 303. Cette génératrice 3 permet de fournir

15 W par un moteur thermique de l OOcv. Il pourra être envisagé d'augmenter ou de réduire le nombre de rotor et de stator afin de subvenir au besoin souhaité. Le rotor et le stator 303 sont disposés à une distance de l'ordre de 0, 1 et 2 mm. La distance est l'écart entre le rotor et le stator. Par exemple, le rotor et le stator sont disposés à 0,5 mm de distance. Un écart trop petit peut entraîner une dégradation du système si le rotor vient à toucher le stator. Lorsque le rotor est trop éloigné, comme par exemple au-delà de 2 mm, la puissance du système est fortement diminuée.

Sur les figures 3 et 5, l'électrolyseur 7 possède une entrée 71 d'un liquide électrolytique. En sortie de l'électrolyseur 7, un mélange de gaz et de liquide est créé et passe par la sortie du gaz 72. Une pompe 8 alimente l'électrolyseur 7 du liquide électrolytique contenu dans le réservoir 9.

Cette pompe 8 permet, d'une part, de faire circuler le liquide électrolytique et d'autre part, sert d'anti retour de la circulation du liquide dans le réservoir.

L'électrolyseur possède également un moyen de refroidissement 31 qui permet de baisser la température du liquide électrolytique. En effet, en sortie de l'électrolyseur, le liquide électrolytique s'est réchauffé et pour assurer le bon fonctionnement dans les mêmes conditions, il est préférable d'abaisser la température de fonctionnement par le moyen de refroidissement. Par exemple, le moyen de refroidissement est un échangeur à plaque. Une pompe 8 alimente l'échangeur à plaque. Cette pompe 8 a pour rôle de faire circuler un liquide froid depuis le moyen de refroidissement vers l'échangeur à plaque afin de refroidir le liquide électrolytique passant dans l'échangeur à plaque. Il n'y a pas de mélange entre le liquide électrolytique et le liquide froid du moyen de refroidissement. L'électrolyseur 7 est constitué d'une pluralité d'électrodes. Chaque électrode peut être une électrode anode ou cathode 703 ou une électrode neutre 704. Par exemple, les électrodes anodes ou cathodes 703 ou les électrodes neutres 704 sont en inox 316L ou polymère.

Chaque électrode anode ou cathode 703 possède un alésage pour un passage de liquide 705, un alésage pour le passage du gaz 707 et une borne 706 connectable à un courant positif ou négatif. Afin d'améliorer la circulation dans les alésages de passage du gaz 707, le passage du gaz 707 est inversé d'une électrode neutre 704 à l'autre. L'électrolyseur possède également des électrodes neutres 704. Ces électrodes neutres 704 possèdent également un alésage du passage de liquide 705 et un alésage de passage du gaz 707. L'alésage du passage de liquide 705 permet de faire circuler le liquide électrolytique à travers les différentes électrodes anodes ou cathodes 703. L'électrolyseur 7 possède des moyens d'étanchéité entre chaque électrode anode ou cathode 703 et électrode neutre 704. Ces moyens d'étanchéité permettent d'assurer l'étanchéité entre les électrodes anodes ou cathodes 703 et les électrodes neutres 704 afin d'éviter toute fuite du liquide électrolytique. Par exemple, le moyen d'étanchéité est un joint d'étanchéité 702 qui est positionné entre chaque électrode neutre 704 et chaque électrode anode ou cathode 703. Le joint d'étanchéité 702 permet également une isolation électrique entre les électrodes anodes ou cathodes 703 ou les électrodes neutres 704. L'électrolyseur 7 est fermé par un couvercle 701 situé de part et d'autre des différents éléments de l'électrolyseur 7. Le couvercle 701 permet de contenir le liquide électrolytique à l'intérieur de l'électrolyseur 7.

Un joint d'étanchéité 702 est positionné de chaque côté du couvercle 701 afin d'assurer l'étanchéité globale de l'électrolyseur 7. Chacune des électrodes neutres 704, des électrodes anodes ou cathodes 703, des joints d'étanchéité 702 possède des alésages pour permettre leur fixation et assurer un espace suffisant pour permettre la réaction chimique. Cet espace est de l'ordre de 0,5 mm à 20mm suivant l'ampérage et peut être réalisé par l'épaisseur du joint d'étanchéité 702 ou par tout autre moyen isolant. De cette façon, cet espace permet d'être optimum pour la réaction chimique du liquide électrolytique et assure un bon rendement de l'électrolyseur 7. Dans le mode de réalisation présenté, l'espace entre chaque électrode anode ou cathode 703 et chaque électrode neutre 704 est de 3 mm.

Afin d'assurer le maintien et le positionnement des électrodes anodes ou cathodes 703 et des électrodes neutres 704, des tiges sont insérées à travers les différentes parties des pièces de l'électrolyseur 7. D'autres types de maintien des électrodes anodes ou cathodes 703, des électrodes neutres 704 et des couvercles 701 peuvent être envisagés comme par exemple des ergots sur des électrodes anodes ou cathodes 703 et des alésages traversant ou non les électrodes neutres 704.

Une première électrode anode ou cathode 703 est positionnée d'un côté de l'électrolyseur 7. Cette première électrode anode ou cathode 703 est reliée à la borne négative qui sera donc la cathode. Ensuite, une pluralité d'électrodes neutres 704 est positionnée et enfin une électrode anode ou cathode 703 est reliée à la borne positive qui sera donc l'anode.

Les électrodes anodes ou cathodes 703 et les électrodes neutres 704 ont une épaisseur de l'ordre de 0, 1 à 3mm. Par exemple, les électrodes anodes ou cathodes 703 et les électrodes neutres 704 ont une épaisseur de 1 mm.

Les figures 6 et 7 représentent le réservoir 9. Dans le mode de réalisation décrit, le réservoir 9 possède également un moyen de filtration du gaz créé par l'électrolyseur 7. Le réservoir 9 comprend un accès au réservoir 91 afin de remplir le réservoir d'un liquide électrolytique, et une sortie du liquide 92 afin d'acheminer le liquide électrolytique vers l'électrolyseur 7. Le réservoir 9 comprend également une entrée de gaz 93 et une sortie du gaz 94.

Le réservoir 9 comprend des cloisons 901 pour éviter que le liquide ne se déplace. Ces cloisons 901 ne sont pas étanches les unes par rapport aux autres, le liquide électrolytique est réparti dans tout le réservoir afin d'avoir le même niveau dans le réservoir. Le niveau minimum de liquide électrolytique correspond au niveau du bulleur 902. Le niveau maximum du liquide électrolytique est limité par l'accès au réservoir 91 de sorte que le liquide électrolytique ne soit pas acheminé avec le gaz dans l'admission du moteur.

L'hydrogène et l'oxygène et une partie du liquide électrolytique passent par l'entrée du gaz 73 et arrivent dans un bulleur 902. Les bulles créées par le bulleur passent par un réseau de chicane pour nettoyer le gaz produit, le liquide électrolytique reste dans le réservoir 9 pour repartir ensuite vers l'électrolyseur. La flèche F représente le chemin des bulles créées par le bulleur 902.

La proportion du gaz est de 1 volume d'oxygène et 2 volumes d'hydrogène.

La figure 8 représente un exemple de fonctionnement de l'invention pour un groupe électrogène. Le moteur thermique 1 est un moteur turbo diesel V8 comprenant un turbo. Le groupe électrogène de 200kW/h produit un courant triphasé alternatif. Le système de génération d'énergie permet de récupérer la chaleur du moteur thermique 1 (de l'ordre de 90°) et des gaz d'échappement (de l'ordre de 450°). Les gaz d'échappement passent à travers un échangeur de chaleur, dénommé évaporateur 17. Par exemple, les gaz d'échappement sont entre 450 et 300° et permettent de réchauffer le fluide frigorigène de 100° à 150° en sortie. Ensuite, les gaz d'échappement sont évacués par la sortie des gaz d'échappement 121. Le schéma indique plusieurs échangeurs de chaleur pour augmenter la chaleur du fluide frigorigène petit à petit. En sortant de l'évaporateur 17, le fluide frigorigène (de l'ordre de 150°) passe à travers une turbine 14 qui entraîne en rotation une génératrice 3. La génératrice 3 alimente l'électrolyseur 7. Il est possible ou non d'avoir un moyen de régulation de tension 6. Le système comprend un circuit (fermé) d'un fluide frigorigène qui passe à travers un condenseur 19, trois échangeurs de chaleur, un régénérateur 18 et un évaporateur 17. La circulation du fluide frigorigène est assurée par une pompe de circulation 8.

A la sortie de la turbine 14, le fluide frigorigène entre dans un autre échangeur de chaleur, dénommé régénérateur 18. Il permet d'augmenter la température d'une partie du circuit du fluide frigorigène de sorte à élever sa température de 90° à 1 10° environ. Le fluide frigorigène, en entrée du régénérateur 18, est à une température de 90° environ et provient de trois échangeurs de chaleur. Ces trois échangeurs de chaleur permettent au fluide frigorigène de passer d'une température de 30° (environ) à une température inférieure à 60°, puis passer d'une température de 60° (environ) à une température inférieure à 80° et passer d'une température de 80° (environ) à une température inférieure à 90°. Le fluide frigorigène, à une température de 30° (environ), provient d'un autre échangeur de chaleur, dénommé condenseur 19.

Un des trois échangeurs de chaleur réchauffe le fluide frigorigène par le liquide de refroidissement du moteur thermique 1 qui est à une température inférieure à 90° (sinon le moteur se met en sécurité). Une pompe 8 permet de faire circuler le liquide de refroidissement dans un circuit fermé.

Un autre des trois échangeurs de chaleur réchauffe le fluide frigorigène par le liquide électrolytique de l'électrolyseur 7 qui est à une température inférieure à 80° (pour assurer le bon fonctionnement de l'électrolyseur). Une pompe 8 permet de faire circuler le liquide électrolytique dans un circuit fermé. Dans cet exemple, la perte de chaleur thermique d'un électrolyseur est de 50%, l'échangeur de chaleur permet de récupérer 25% des 50% de la perte thermique.

Le dernier des trois échangeurs de chaleur réchauffe le fluide frigorigène par l'air comprimé du turbo du moteur thermique 1 qui est à une température inférieure à 60°. Le circuit de l'air comprimé provient du turbo et passe à travers un échangeur de chaleur et arrive dans l'admission du moteur thermique 1. Le condenseur 19 réchauffe le fluide frigorigène par un échangeur ou une tour de refroidissement 21. La tour de refroidissement 21 comprend un circuit fermé qui traverse le condenseur 19. Une pompe 8 fait circuler l'eau dans le condenseur 19 avant de retourner dans la tour de refroidissement 21. Un capteur ou une sonde de température 20 mesure la température de circulation de l'eau et donne l'information à la pompe 8 de sorte à plus ou moins accélérer le débit d'eau entre la tour de refroidissement 21 et le condenseur 19.

Une sonde de température 20 mesure la température en entrée de la turbine 14 de sorte à plus ou moins accélérer le débit de la pompe de circulation 8 du circuit du fluide frigorigène. La sonde de température 20 transmet l'information à un moyen de régulation de la pompe 23 pour plus ou moins agir sur la commande de la pompe de circulation 8 afin d'adapter le débit dans le circuit du fluide frigorigène.

L'électrolyseur 7 crée un gaz constitué d'un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Ce gaz est nettoyé par un moyen de filtration d'un gaz 22 afin de nettoyer le mélange. Ensuite, le gaz passe à travers un clapet anti-retour 13 pour ensuite être inséré dans l'admission du moteur thermique 1.

Dans une autre variante, il peut être envisagé, sans sortir du cadre de l'invention, d'adapter les proportions, les formes du système de génération d'énergie, de la génératrice 3, de l'électrolyseur 7 ainsi que celles du réservoir 9 telles que celles décrites précédemment par de simples dispositions constructives qui apparaîtront directement et sans effort excessif à l'Homme du métier.

Nomenclature

moteur thermique 706 borne d'électrode courroie d'accouplement 707 alésage de passage du gaz génératrice g pompe

31 moyen de refroidissement 40 9 réservoir

32 entrée du liquide 91 accès au réservoir refroidissement 92 sortie du liquide

33 sortie du liquide de 93 entrée du gaz

refroidissement 94 sortie du gaz

34 sortie électrique triphasée 45 901 cloison

301 goujons 902 bulleur

302 roulement

303 stator 10 capteur de débit

304 joints toriques 1 1 moyen de régulation du temps

305 joint d'étanchéité 50 d'injection

306 flasque 12 échappement

307 disque métallique 121 sortie de gaz d'échappement

308 pièce d'emboîtement des 13 clapet anti retour

aimants 14 turbine

309 aimants 55 15 échangeur de chaleur

310 axe tournant 15 1 entrée de fluide frigorigène

3 1 1 écrou 152 sortie de fluide frigorigène

3 12 poulie 153 entrée d'huile caloporteuse

313 passage du liquide de 154 sortie d'huile caloporteuse refroidissement 60 16 réservoir de fluide frigorigène pont de diode 17 évaporateur

moyen de mesure de la tension 18 régénérateur

moyen de régulation de la tension 19 condenseur

électrolyseur 20 sonde de témpérature

71 entrée liquide électrolytique 65 21 tour de refroidissement

72 sortie du gaz 22 moyen de filtration d'un gaz

701 couvercle 23 moyen de régulation de la pompe

702 joint d'étanchéité

703 électrode anode ou cathode

704 électrode neutre

705 alésage du passage de liquide