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Sigalon  Security  Systems AB

--- Rotary engine ---

 

Pour la revue Biocontact

 

Invention d’un nouveau type de moteur rotatif utilisable avec de l’air comprimé. Le Moteur Rotatif à Air Pressurisé « MRAP » inventé par Monsieur Régis MUNOZ.

                          

Mon invention porte sur un moteur rotatif original, qui n’est ni de type Wankel, ni à turbine ( à air) ni de type quasiturbine. Il peut fonctionner avec du gaz (butane), GPL ou de l’essence mais est particulièrement bien adapté pour fonctionner avec un gaz pressurisé type air comprimé. Après plusieurs recherches, j’ai recueilli environ une cinquantaine de brevets concernant des systèmes rotatifs mais aucun ne ressemble à mon moteur.

 

Caractéristiques

Mon moteur rotatif à air pressurisé « MRAP » est parfaitement utilisable sur des véhicules de transports car son fonctionnement est comparable à celui d’un moteur électrique. Il n’a pas besoin de démarreur, il ne possède pas de soupape, pas de bielle, pas de volant d’inertie, pas de vilebrequin, pas de piston, pas d’arbre à came. A l’arrêt du véhicule, ce moteur s’arrête et il redémarre dans n’importe quelle position sans effort mécanique. La marche arrière du véhicule se fait par l’injection de l’air comprimé par l’orifice d’échappement. Dans cette configuration le moteur a un rendement médiocre (consommation d’air supérieure et vitesse réduite) mais la fonction marche-arrière est accidentelle.

Ce moteur est constitué de deux chambres déphasées de 180° (degrés) par rapport à l’axe du moteur. L’admission, la détente de l’air et échappement se font chaque demi-tour dans chaque chambre. Pendant qu’une chambre est en admission l’autre est en échappement. J’appelle cet ensemble mécanique une Unité Motrice. Cette unité motrice ne peut pas être constituée de moins de deux chambres pour que le moteur rotatif puisse fonctionner. Pendant un tour de cette unité motrice il y a quatre détentes d’air comprimé. Pendant le freinage du véhicule le moteur peut servir à comprimer de l’air dans un petit réservoir tampon.

Ce moteur rotatif a peu de trépidation et le couple est quasi linéaire ce qui lui permet de ne pas avoir besoin de volant d’inertie. Pour augmenter les performances de celui-ci, il est possible de réchauffer l’air comprimé pendant l’admission et/ou dans la chambre de détente. L’accouplement de plusieurs unités motrices sur le même axe moteur avec un déphasage de ces unités réparties sur 360° (degrés) permet de régulariser le cycle et le couple moteur mais surtout de gagner en puissance.

Comme je l’ai déjà dit, le régime moteur est bas. Ce faible régime est dû à l’utilisation d’un gaz comprimé. En effet, lorsque l’air comprimé est injecté dans le moteur, la détente de cet air met un certain temps pour se dilater. La qualité d’un moteur tient dans son couple, sa puissance, sa régularité cyclique (trépidation) et ses masses en mouvement. Mon moteur rotatif « MRAP » possède toutes ces caractéristiques mais avec un régime d’environ 3500tr/min. Malgré tout, il peut tourner à 5000tr/min mais la perte d’énergie due à l’air comprimé non détendu dans les chambres du moteur est considérable et de ce fait stupide.

Sa masse est très faible car il peut être réalisé entièrement en matière plastique si l’on utilise seulement avec de l’air comprimé. Il ne possède que sept pièces mécaniques et la masse des pièces en mouvement est aussi extrêmement faible. Ce moteur rotatif peut être utilisé sur des tendeuses, sur tout type de véhicule de transport, sur des chariots industriels et même à la place de certains moteurs électriques qui équipent des machines. Ce moteur est facilement intégrable car il est de forme rectangulaire lorsqu’il est équipé de carter. Il est possible d’obtenir plus de 100 chevaux avec ce moteur rotatif par addition d’unité motrice.

 

Un rendement honorable

Le rendement mécanique de mon moteur rotatif est excellent (supérieur à un moteur à piston). Le rendement énergétique d’un gaz comprimé, lui, est mauvais. Pour exemple et pour comparaison, voici quelques chiffres énergétiques (en Joules) : 

-         pour 1kg d’essence, on a environ 40MJ 

-         pour 1kg de batterie, on a environ 200kJ

-         pour 1kg d’air comprimé à 300 bars, on a environ 100kJ

Un moteur électrique actuel consomme autour de 20kWh aux cents kilomètres soit environ 70MJ d’énergie. Admettons que mon moteur possède un rendement mécanique égal à celui d’un moteur de voiture électrique il nous faut donc un réservoir d’air comprimé d’environ 700 litres à 300 bars. Pour réduire le réservoir il faut réduire la consommation et pour réduire la consommation il faut réduire la masse totale du véhicule. L’utilisation d’un véhicule type Smart paraît assez bonne.

Afin de parcourir environ 100km par jour, utilisation urbaine pour se rendre au travail et faire les courses, il faut un véhicule avec une masse totale ne dépassant pas 700kg (personnes comprises). La vitesse moyenne ne doit pas dépasser 60km/h. Avec ces paramètres et un véhicule type Smart équipé d’un réservoir de 300 litres d’air comprimé à 300 bars, il est possible de parcourir environ 100km avec une vitesse moyenne de 60km/h. Ce type de véhicule serait seulement utilisable en milieu urbain mais c’est déjà un pas vers moins de pollution dans les villes. Ces calculs ont été effectués en prenant les plus mauvaises conditions.

Pour mes calculs je suis parti du principe que seul un tiers (1/3) de l’énergie de la détente du gaz était transformée en énergie mécanique. Mon moteur rotatif « MRAP » de 100mm de diamètre et 100mm de longueur devrait développer 3 chevaux à 1200tr/min avec une pression d’entrée de 6 bars.

 

Où trouver l’air comprimé ?

Depuis plusieurs années EDF cherche un moyen pour stocker l’énergie électrique produit et non consommée. Mon idée est que les sociétés qui produisent l’énergie électrique comme EDF puissent mettre en route, à distance, des groupes de compresseurs dans des stations services pour transformer l’énergie électrique non consommée en air comprimé et ainsi disposer de borne de recharge pour les véhicules à air. Chez soi, un petit compresseur équipé d’un moteur électrique d’environ 5KW peut recharger un réservoir de 300 litres en 4 heures, soit 20kWh * 0,0960 €/kWh = 1,92 € le plein pour parcourir 100km (tarif EDF).

Vous avez dit écologie ? Utiliser l’électricité de panneaux solaires ou des éoliennes pour alimenter des stations de compresseurs d’air comprimés c’est aussi possible à condition de vouloir le faire !

 

Parlons sécurité

Le réservoir dans le véhicule doit être fabriqué avec de la fibre de carbone tressée à l’intérieur entouré d’une fine couche de fibre de verre et de résine. Cette configuration est nécessaire pour une sécurité accrue. En cas de choc, le réservoir n’explose pas sous la pression car la fibre de verre et le carbone se déchirent. Donc l’air comprimé contenu dans celui-ci s’échappe sans danger d’explosion. Ce type de réservoir existe déjà.

 

Il convient aussi à la bi-énergie

Pour conclure ce sujet, mon moteur rotatif « MRAP »  peut aussi fonctionner avec une source bi-énergies type air comprimé et GPL ou gaz propane ou autre. Dans cette configuration d’alimentation bi-énergies, le moteur rotatif peut fonctionner avec l’air comprimé en ville ou, pour les vitesses inférieures à 70km/h, en mode bi-énergie (air comprimé + GPL) sur route ou pour une vitesse supérieure à 70km/h, et en mode GPL seul pour un long trajet (ou si le réservoir d’air comprimé est vide). Ce moteur rotatif « MRAP » est souple, polyvalent et multi-énergies. De plus, il est facile à fabriquer, facile à monter et démonter. Le coût des matières premières est faible et son montage simple permet d’employer de la main d’œuvre peu qualifiée. 

 

Par Régis MUNOZ

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Biocontact
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