DESCRIPCION

CAMPOS TECNICOS DE LA INVENCION

La presente invención se relaciona con la mecánica concerniente a los dispositivos que pueden utilizarse para convertir los motores de combustión interna convencionales para que pueda trabajar con la energía del aire comprimido en lugar de combustibles para su operación normal. Esta invención cubre los componentes y partes de esta conversión así también el sistema utilizado para este objetivo obteniéndose como resultado un motor capaz de trabajar con el aire o gas comprimido conservando los mismos entandares de potencia y desempeño que si fuera con combustible, reduciendo en un cien por ciento (100%) la contaminación del medio ambiente.

ANTECEDENTES DE LA INVENSION

El deterioro del medio ambiente y dentro de el la polución del aire es uno de los grabes problemas del mundo de hoy, los motores de combustión interna que son usados en los vehículos contribuyen en gran medida con el deterioro del aire de nuestro planeta, por lo que existen artículos en la ley asignado a este asunto por diferente legislaciones que ponen un límite a los contaminantes que emiten los motores de combustión interna a la atmósfera. Sin embargo la mayoría de estos dispositivos han cumplido con un éxito limitado y son a menudo costosos y complejos, una alternativa limpia es la de adaptar el motor de combustión interna para que trabaje con aire comprimido o gas comprimido conservando los mismos estándares de potencia y desempeño que si fuera con combustible reduciendo en un cien por ciento (100%) la contaminación del medio ambiente. ESTADO DE LA TECNICA

En el estado de la tecina es conocida la patente US3885387, con fecha de prioridad US19730372559 19730622, inventor SIMINGTON GARNET J. de título "AIR DRIVE ADAPTOR", en la que se reivindica un dispositivo para adaptar un motor de combustión interna y que este opere con aire comprimido, utilizando un tanque de aire, válvulas para introducir en el momento adecuado la cantidad correcta de aire en los cilindros, mediante el conducto disponible para las bujías de encendido. El aire comprimido es alimentado por un compresor movido por un motor de gasolina o por un motor eléctrico accionado por una batería.

En el estado de la técnica es conocida la patente US4715181 , con la fecha de prioridad US19860923595 19861027, el inventor es CESTERO LUIS G, de título "Device to convert piston-reciprocating internal combustión engines to compressed air motors", en la que se reivindica un dispositivo con diferentes cámaras o depósitos de aire comprimido, válvulas y conductos que entregan aire comprimido a los cilindros de un motor de combustión interna para que trabaje con ausencia de combustibles fósiles. Además se proporciona un adaptador para que el aire comprimido una vez que realiza el trabajo en el motor sea transferido mediante un compresor eléctrico nuevamente al tanque.

En el estado de la técnica es conocida la patente US2006/0191261 , el inventor es Bailer, Rudolph V, SR., con fecha de publicación 31 de agosto del 2006, de título "Gasoline to pneumatic engine conversión zero emission & fuel cost", en la que se reivindica un motor de combustión interna a gasolina que se puede convertir en un motor neumático con cero emisiones nocivas y cero costo del combustible recurrentes. Esto se puede lograr mediante la conversión de corriente continua de la batería a la corriente alterna y el uso de la corriente alterna para operar un dispositivo de aire comprimido caliente. Un sistema de suministro de aire caliente que puede reemplazar la gasolina y las bujías con energía neumática, que se entrega al motor a través de los tapones de inyección neumática, de acuerdo al orden de encendido del motor. Como el motor comprime aire frió, y se mezcla con el aire caliente comprimido se crea se crea una reacción violenta lográndose con esta acción impulsar el pistón hacia abajo. Cuando este proceso se repite el cigüeñal del motor girara a una velocidad y par suficiente para causar que un automóvil avance por sí mismo sobre una superficie. En el estado de la técnica es conocida la patente US2008/0127932, el inventor es Bailer, Rudolph V. SR., con fecha de publicación 05 de Junio del 2008, de título "Diesel to pneumatic engine conversión zero emission & fuel cost" en la que se reivindica, un método de conversión de un motor diesel a un motor neumático de combustible y libre de contaminación. Un motor diesel convencional, de puede convertir en un motor neumático que no queme combustible. Esto se puede lograr mediante la conversión de corriente continua de la batería a la corriente alterna y el uso de la corriente alterna para utilizar un dispositivo de aire comprimido capaz de entregar más de 500 PSI.

Puesto que el motor comprime el aire a temperaturas de unos 1000 grados F. y las presiones de alrededor de 500 PSI, si uno se mezcla con el aire frió a presiones superiores a 500PSI una reacción violenta se produce y baja el pistón de la unidad de motor con suficiente fuerza, esto se repite de conformidad en el orden de encendido del motor, hará que el vehículo se pueda impulsar libre a lo largo de una superficie.

En el estado de la técnica es conocida la patente US06/158303, el inventor es Rogers Sr., Leroy K., con fecha de publicación 10 de julio de 1981 , de título "Method and apparatus for operating an engine on compressed gas" en la que se reivindica, un método y aparatos para hacer funcionar un motor de un cilindro y un pistón reciprocable en él con gas. El aparato se compone de una fuente de gas comprimido conectado a un distribuidor que distribuye el gas comprimido en el cilindro. Una válvula se presta a admitir selectivamente gas comprimido para el cilindro cuando el pistón se encuentra en una posición central, aproximadamente el punto muerto superior. En una realización de la presente invención el momento de la apertura de la válvula de avanza de tal manera que el gas comprimido es admitido en el cilindro progresivamente más antes de que la posición de punto muerto superior del pistón, la velocidad del motor aumente. En una modalidad adicional de la presente invención se proporciona un actuador de la válvula que aumenta la longitud de tiempo durante el cual la válvula permanece abierta a admitir gas comprimido en el cilindro como la velocidad del motor aumenta. En el estado de la técnica es conocida la patente US4715181 , el inventor es CESTERI LUIS G., con fecha de publicación 29 de Diciembre del 1987, de título "Device to convert piston-reciprocating internal combustión engines to compressed air motors", en la que se reivindica, un dispositivo de transporte: el aire y el compresor de un reservorio está adaptado para ser montado en un motor de combustión convencional de cuatro tiempos para convertirlo en operación por la presión de aire. El dispositivo cuenta con depósitos de aire de presión, válvulas y conductos para la entrega de la presión del aire a los cilindros de un motor en una secuencia programada. Después de cada movimiento del aire de alimentación está agotado a la entrada de un compresor realizado por el dispositivo que entrega el comprimido el aire de escape de nuevo a los depósitos y, al hacerlo, aumenta la energía de escape aire sustancialmente igual a la producción de trabajo útil del motor.

En el estado de la técnica es conocida la patente US4210062, el inventor es PLESKO EDWARD J., con fecha de publicación 01 de julio de 1980, de título "Air conversión for internal combustión engines", en la que se reivindica, un elemento de conversión con válvula para la conexión a una fuente de aire comprimido líquido, como el aire o vapor y un cilindro en un motor de combustión interna. Un sensor es siempre la que se comunica con las condiciones de presión en el cilindro sirvió para que los impulsos repetitivos potencia de accionamiento del pistón en el cilindro como en el funcionamiento normal del motor de combustión interna. La divulgación contempla un elemento de válvulas por cilindro en el motor que la conversión se logra por la tubería colectora de gas, vapor o de fluidos, a todos los cilindros a través de los elementos de conversión. Cada una de las unidades de conversión está conectada a los cilindros mediante sustitución de las bujías de los motores existentes, cadencia y el poder son regulables.

En el estado de la técnica es conocida la patente US4102130, el inventor es STRICKLIN HARRY CHARLES., con fecha de publicación 25 de julio de 1978, de título " Converting an internal combustión engine to a single acting engine driven bye steam or compressed air", en la que se reivindica, el método que convierte un motor convencional de combustión interna ciclo de cuatro tiempo, en un motor que funciona cambiando el ciclo de tiempo de las válvulas en relación con el cigüeñal y la conexión de los puertos de la válvula para una válvula de inversión para la admisión de vapor que salga de los puertos de admisión al conectar los puertos de escape a la atmosfera, así como para invertir la conexión, de forma selectiva. En el estado de la técnica conocido las tecnologías de los franceses GUY NEGRE y CYRIL NEGRE (W09748884, W09937885 Y WO03036088) como la del inventor uruguayo ARMANDO REGUSCI CAMPOMAR (AU2004203395) están diseñadas para ser aplicadas en vehículos especialmente diseñados para sus motores, por lo que no pueden ser empleados en los autos existentes y de hacerlo las modificaciones a realizar en los mismos requieren de grandes inversiones por lo que aunque reducen en gran medida la contaminación, la sustitución de las tecnologías instaladas y de los millones de vehículos que circulan en el planeta no es muy variable a corto plazo.

Si bien todos estos dispositivos es estas patentes permiten que los motores de combustión interna trabajen con aire comprimido, no puede asegurarse que dicho trabajo sea eficiente además no se encuentra descrito el comportamiento de los mismos a bajas rpm, o cómo se comportan en el momento del encendido. Y si tenemos en cuanta el avance en la industria automotriz, en especial en la fabricación de los motores y accesorios para obtener un mayor rendimiento en la combustión, se puede arribar a la conclusión que la realización de adaptaciones en los motores de combustión interna para que puedan trabajar con aire i comprimido y dejen de trabajar completamente con combustible, manteniendo los parámetros de explotación de este o con un rendimiento aceptable, constituyen una alternativa ecológica, tecnológica y económica.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

El objeto de la presente invención es proporcionar un método y un aparato para adaptar un motor de combustión interna para que funcione con aire o gas comprimido y ser aplicado a cualquier medio de trabajo.

Otro objetico de la presente invención es proporcionar un método y un aparato que se efectivo para lograr un suministro constante y creciente de aireo gas comprimido a medida que se desee aumentar la velocidad del motor, lográndose una velocidad suficiente al i accionamiento de un automóvil convencional en las velocidades de la carretera.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un aparato que sea fácilmente adaptable a un motor de combustión interna y lograr convertir el motor de combustión interna para la operación con aire o gas comprimido, manteniendo los estándares de explotación del motor de combustión al adaptador para que trabaje con aire o gas comprimido. Otro objetivo del invento es proporcionar un método y el aparato que pueda eliminar la contaminación al medio ambiente tanto por la eliminación de los gases residuales de la combustión, de ruidos, de aceites quemados al trabajar el motor en frió y no contaminarlo con monóxidos de carbono etc.

El coche de auto recarga, esta invención no es un "móvil perpetuo". La energía del aire depende de su entalpia (presión y temperatura) y del volumen del depósito, como al comprimirlo el aire se calienta, y los depósitos presentan perdidas térmicas, además el aire comprimido no es ninguna forma de generar energía, únicamente, sirve para transferirla.

La siguiente invención proporciona un método y un aparato para hacer funcionar un motor de combustión interna que tiene por lo menos un cilindro y un pistón reciprocante, en que se sustituye el combustible y las bujías por un sistema que usa el aire o gas comprimido como fuerza motriz y esta es suministrada dentro de la cámara por el orificio de la bujía. Este dispositivo incluye un depósito de aire o gas comprimido que soporte el doble de presión que contendrá, una válvula distribuidora conectada con el depósito de aire o gas comprimido y el motor, para admitir el aire o gas comprimido al cilindro cuando el pistón está en aproximadamente una posición del punto muerto superior dentro del cilindro por medio del orificio de las bujías. Un escape se proporciona para agotar el gas expandido del cilindro como los retornos del pistón aproximadamente a la posición del puto muerto superior.

Para comprimir el aire o gas por primera vez se necesita una fuente de energía externa, o el compresor eléctrico interno con que cuenta el sistema para casos de emergencia, esta presión se almacena en el depósito, y con esa energía acumulada se comienza el trabajo del sistema.

Para la conversión del motor de combustión, a un motor neumático es necesario eliminar las siguientes piezas:

1- Bujías.

2- Bomba de combustible.

3- Inyectores o carburadores.

4- Tanque de combustible.

5- Bobina de encendido.

6- Cables de bujía.

7- Filtros de combustibles. BREBE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS.

Los objetivos, características y ventajas de la invención serán más plenamente entendidos a partir de la siguiente descripción de las formas realización preferida y alternativas de la invención de la manera ilustrada en los dibujos acompañantes. Los dibujos no están a escala, solo hacen énfasis en ilustrar los principios de la invención.

La figura 1 es un diagrama esquemático del conjunto completo del sistema dispuesto en un motor;

La figura 2 es un diagrama esquemático de la válvula aplicadora. La figura 3 es un diagrama esquemático de la válvula distribuidora. La figura 4 es un diagrama esquemático del compresor diferencial.

DESCRIPCION DETALLADA

Referente a la FIGURA 1 , un motor de combustión (1) (que puede ser de más de un cilindro), que a modo ilustrativo y no limitativo se explica solo para motores de 4 cilindros en línea, un depósito de aire o gas comprimido (3) construido para soportar el doble de las presiones que fueran necesarias según las potencias que se requieren utilizar, el mismo tiene los sistemas de seguridad exigidos por normas técnicas, donde se incluyen válvulas de seguridad calibradas para una presión inferior para lo que fue diseñado el deposito, para proporcionar el aire o gas comprimido se emplea un compresor diferencial (2) diseñado para trabajar con la misma presión del aire o gas que sale por el múltiple de escape del motor (1), se presentan en el sistema una válvula distribuidora (4) que esta acoplada al motor y deja entrar el aire al pistón que se encuentra en el punto muerto superior del cilindro en el antiguo tiempo de explosión, mediante una válvula aplicadora (6) que es la encargada de dejar pasar el aire a mayor presión al interior de la cámara por el agujero de la bujía. Todo el sistema esta acoplado con mangueras de alta presión, valvular y filtros de aire o gas.

> La FIGURA 2, es una válvula aplicadora (5), compuesta por una carcasa partida en una parte superior (27), enroscada a una parte inferior (28), que cuentan con un reducción de diámetros que favorecen el aumento de la presión del fluido, en la parte superior (27) se aloja un resorte (24) y una esfera (23) que se encuentran comprimido por la tapa (26) enroscada que presenta el agujero (25) en el que se acoplan las mangueras por donde entra el aire o gas comprimido, esta cámara funciona como una válvula de un solo paso dejando solo pasar el aire o gas en una dirección. La parte inferior (28) termina en una rosca que se emplea, para enroscar la válvula en la rosca del motor donde se instala la bujía.

La FIGURA 3, es la válvula distribuidora, esta tiene la función de dosificar y distribuir el flujo de aire o gas, al interior del cilindro que se encuentra en antiguo punto de explosión, para de esta manera entre el flujo de aire en el cilindro o cámara y se realice el trabajo. Esta válvula está compuesta por un cuerpo exterior (30), un eje de válvula (31) que lo mueve el motor mediante el árbol de leva, coordinando el antiguo tiempo de encendido del motor con dejar pasa el flujo de aire o gas en el cilindro o cámara que lo necesite, por los orificios (32) y la fijación de la estructura es realizada mediante los orificios de soporte (33).

La FIGURA 4 es el compresor diferencial, diseñado para trabajar con la misma presión de aire o gas que sale por el múltiple de escape del motor, este tiene la función de comprimir el aire que retorna al depósito (3) a alta presión y el aire de baja presión es incorporado al sistema por el múltiple de escape (7). Este compresor está compuesto por dos cámaras una de mayor diámetro (34) y otra de menor diámetro (35), en dichas cámaras se encuentra dos pistones (36) y (37) conectados entre sí por un vástago (38), el aire entra por la manguera de alta presión (15), proviene del múltiple de escape (7), entra a las cámaras (34) y (35) realiza el trabajo y sale por la manguera de alta presión (16) al múltiple de admisión y por la manguera de alta presión (17) al depósito (3).

MEMORIA DESCRIPTIVA

Una vez instalado todo el sistema para iniciar el movimiento del motor, es necesario llenar el depósito de aire o gas (3) por primera vez, con la utilización de una fuente externa que se acopla a la válvula de entrada (22) o mediante el compresor (20) instalado en el sistema que toma aire de la atmosfera mediante el filtro (9) y lo comprime directamente en el depósito (3) y que opera con energía eléctrica que proporciona la batería de la máquina. Una vez llenado el depósito de aire o gas a la presión necesaria ya el sistema está listo para iniciar el trabajo, se procede a abrir la válvula de seguridad manual (12) por el operador, una vez abierta se procede a colocar la llave de encendido del auto o máquina de interruptor (no mostrado en el dibujo) que controla la electro válvula (1) abre el flujo de aire o gas a presión.

Para lograr el flujo variable de aire que imprimirá la diferencia de aceleración del motor, se acciona el pedal del acelerador del auto o máquina que acciona la válvula de aceleración (13) en correspondencias con las necesidades de marcha y la decisión del operador del sistema.

El aire o gas que sale a presión del depósito (3) a través de las válvulas (11 , 12 y 13) pasa por el filtro de secado y de partículas (8) para ser aplicado a la válvula distribuidora (4) que distribuye el aire o gas a alta presión a las válvulas aplicadoras (5) según el orden correspondiente, entiéndase al pistón que se encuentra en el punto muerto superior, en el antiguo tiempo de explosión del motor.

Las válvulas aplicadoras (5) reciben y aplican esta presión al cilindro y pistón correspondiente según el orden de encendido del motor (1) cualquiera que este sea, la presión del aire o gas empuja al pistón del punto muerto superior al punto muerto inferior, similar a si ocurriera la combustión dentro del cilindro o cámara.

El aire o gas una vez que realiza este trabajo de llevar el pistón del punto muerto superior al inferior moviendo el cigüeñal, lleva otro pistón al punto muerto superior para realizar la misma operación, se abre la válvula de escape del pistón que realizo el trabajo y se encuentra lleno de aire o gas y este comienza a desplazarse del punto muerto inferior al superior saliendo el gas del cilindro o cámara por el múltiple de escape (19), entrando a un filtro de partículas (7) desde donde sale por una tubería o manguera (15) hacia el compresor diferencial (2).

El compresor diferencial (2) está especialmente diseñado para esta aplicación, recibe el aire o gas que sale a menor presión por el múltiple de escape (19) ( presión menor que la que se encuentra en el aire o gas del depósito (3) ), por sus características constructivas el compresor diferencial (2) utilizando la presión de salida del motor (1) re comprime de nuevo este aire o gas y lo dirige a alta presión al depósito (3)a través de las mangueras (17) el filtro de particular y secado (9). _1Q

La válvula de no retroceso (10) no permite el retorno del flujo de aire o gas en sentido inverso, por lo que aire o gas que se dirige a alta presión al depósito (3) por la manguera (17) y el filtro de partículas y secado (9) no puede retornar al compresor diferencial (2), la porción del aire o gas que sale de la sección de baja presión del compresor diferencial (2), por la manguera (6) es dirigida al múltiple de succión del motor (1) a través del filtro de partículas (6).

En el filtro de partículas (6) hay una toma de aire o gas de la atmosfera (21) a través de la cual el motor succiona una parte de aire o gas de la atmosfera para compensar las posibles pérdidas, la fuerza de succión del motor (1) a través de la manguera (16) se suma a la fuerza de presión de salida que llega de la sección de baja presión del compresor diferencial (2) este aire o gas es incorporado al cilindro o la cámara al abrirse la cámara de succión y esta succionar mediante el múltiple de admisión.

Este aire o gas succionado en el cilindro o cámara es comprimido en el ciclo de compresión del motor (1) y a el se suma el aire o gas que entra por la válvula aplicadora (5) por lo cual en las sección de alta presión del compresor se obtiene gran poder de compresión y alta presión del aire o gas que se está re comprimiendo el cual es devuelto al depósito (3).

Montar en el depósito (3) está la válvula de seguridad (14) la cual tiene la misión de aliviar la presión en el deposito (3) si la presión llegase a exceder los límites máximo del trabajo establecido liberando el posible excedente de presión a la atmosfera.

Ante la presencia de accidente o colisiones del auto, existe una válvula de seguridad (23) que tiene la misión de proteger de posibles roturas y daños tanto al sistema como a las personas que estén en el área ya que antes golpes violentos esta válvula se abre y libera la presión de forma controlada evitando una explosión.

El sistema en caso de emergencia presenta un compresor eléctrico (20) que tomara el aire de la atmosfera a través de la toma (21) y pasando por el filtro (3) lo entrega al depósito (3) a través de la válvula manual (12) la válvula de retorno (10) evita el retorno inverso y el filtro (9) limpiara este aire o gas para entregarlo al depósito (3).