Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente.

La invención consiste en un vehículo que el combustible que usa es capaz de recuperarlo y volver a iniciar el ciclo incluso fuera de condiciones atmosféricas (1, 16, 24 y 25).

Interviene la corriente eléctrica, de baterías (20) previamente cargadas y su uso directo después de producirse en el generador (5, 6, 6a, 6b, 8 y 10), así que el objeto principal de la invención es obtener el máximo de energía eléctrica en todo el proceso de uso del vehículo, permitiendo aprovechar todos los picos máximos y mínimos de dicha energía.

Aprovecha: la energía calorífica de la combustión de dichos gases con un aislamiento térmico del sistema (22), la energía cinética de frenada y en condiciones favorables de desplazamiento (6, 6a y 6b), la energía vibratoria con un sistema piezoeléctrico (10), la energía mecánica cuando se detiene la transmisión mecánica a las ruedas, la energía eólica en la refrigeración (8), la energía solar y la solar térmica (9 y 11). Se recarga el vehículo en la red eléctrica (21) tanto para las baterías (20), como los depósitos de gas de apoyo (18, 19 y 20a).

Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un vehículo cuyo sistema de combustible es el agua, concebido para conseguir la recuperación de Energía que interviene en el proceso de su uso, la solar fotovoltaica y térmica, así como la carga de depósitos de gas y las baterías de la conexión del vehículo a la Red General Eléctrica, con tarifa nocturna y diurna o la carga de hidrógeno y oxígeno desde depósitos de acumulación o a través del sistema de generación del propio vehículo y reserva de la propia vivienda del usuario, con un sistema de obtención independiente del vehículo, red pública de estos gases o bien estaciones de servicio, etc,.

El principal objetivo de la invención es conseguir un vehículo limpio que recupere el máximo de energía para lo cual se opta por la eliminación de cualquier escape aunque en un período de transición hasta su total introducción en el mercado, es una invención que permite hibridarlos con los existentes de combustibles que producen CO₂ en la combustión introduciendo la cadena del carbono en la invención y cerrar el ciclo con CH4 no dependiente del petróleo.

Reducir a cero las emisiones de CO₂ y otros gases contaminantes y lo que es más importante climatológicamente el máximo aislamiento térmico de la combustión del motor, lo que supone la reducción de la expulsión del calor producido en los motores de combustión al medio ambiente, gracias al aprovechamiento de las energía que interviene en el funcionamiento del vehículo. Así como la reducción de la contaminación acústica, lo que nos permite tener unas ciudades libres de polución y de ruido, protección del patrimonio frente a la contaminación y lo más importante la salud de las personas.

Otro objeto de la presente invención es un sistema de conjunto que hace que el vehículo pueda aprovechar toda la infraestructura de fabricación existente, siendo esta una directriz en la invención la de evitar crear una infraestructura de fabricación nueva, excepto el mecanismo de producción de gas plasmógeno que nos reservamos su fabricación exclusiva por ser uno de los elementos principales del sistema, así como el sistema de ignición, con el fin de no revelar su tecnología y datos obtenidos del rendimiento de 2 W/lgas fruto de los ensayos de investigación,

Otro objeto de la invención es que pueda ser fabricado con materiales y componentes existentes en las cadenas de fabricación preferentemente en la industria española del automóvil.

Otro objeto de la presente invención es que sirvan los vehículos de fabricantes de distintas marcas, con las modificaciones que introduce la invención.

La presente invención plantea un sistema capaz de desarrollarse por módulos acoplables a distintas medidas y marcas de vehículos, facilitando el montaje de los mismos, y teniendo en cuenta siempre las condiciones de seguridad y estabilidad de los vehículos que incorporen el sistema.

El sistema descrito es un sistema que se adapta a la red de talleres mecánicos para su mantenimiento.

La presente invención permite que el vehículo pueda hibridarse con una cantidad de cilindros del motor que funcionan con combustible tradicional (con escape y catalizador silenciador) y el resto de cilindros con el sistema de la invención, manteniendo los sistemas de aprovechamiento energético para toda la hibridación, lo que supone la incorporación de un depósito de combustible de derivados del petróleo, con una reducción de capacidad de los depósitos de los otros sistemas (baterías y de gas) o bien alargar la autonomía del vehículo. También la hibridación se puede entender con lo expuesto anteriormente y con dos motores independientes el de la invención más el convencional.

Otra ventaja de la invención es que si desde la propia vivienda del usuario se dispone de una instalación de producción de energía alternativa para recargar el vehículo, esto lo convierte en un vehículo 100% limpio.

Antecedentes de la invención

Es conocido que en los métodos convencionales la energía calorífica de la combustión se pierde y representa un problema pues el objetivo actual es disiparla en el medio ambiente hasta conseguir los 80ºC. de funcionamiento del motor, también la energía cinética, cada vez que frenamos toda la energía de la mitad de la masa por el cuadrado de la velocidad se pierde, también la eólica en el rozamiento del vehículo con el aire en las zonas de refrigeración del vehículo esa energía se pierde, lo mismo con la energía de vibración (ruedas, amortiguadores, vibración del motor etc.), lo mismo que la solar térmica y fotovoltaica.

Ha transcurrido bastante tiempo desde entonces y de haber dado este paso en 1975, hoy la patente se habría extinguido y con las dificultades de sacar un proyecto como este adelante entre otras razones que no expondré aquí, la principal de hoy es la lucha contra el cambio climático y la destrucción del planeta por la contaminación así como el problema que supone la dependencia del petróleo.

Son conocidos los vehículos que existen en el mercado con motor de explosión basado en los combustibles de gasolina, gasoil, o gas y actualmente la hibridación con el motor eléctrico que aprovecha como generador la energía cinética de la frenada.

Entre los vehículos no contaminantes está el motor de hidrógeno y el eléctrico, en la presente invención se usa en la combustión el hidrógeno, oxígeno y el gas plasmógeno (H/O) en combinación estequiométrica y sin los demás gases de la atmósfera (Nitrógeno Argón etc.) en diferencia con el motor solo de Hidrógeno, además de estar aislado térmicamente. La presente invención lo que incorpora son generadores eléctricos con el fin de convertir la mayor parte de las perdidas energéticas en electricidad, y algunos de los generadores su uso como motor eléctrico en los sistemas de refrigeración ó apoyo al motor de explosión para aumento de la potencia en situaciones requeridas.

Son conocidas las pilas combustibles en el sistema de producción energética en dos direcciones la de gas o la de electricidad, aunque es posible que pudiera formar parte del sistema, podría agregarse en rendimientos superiores al 40%.

Respecto a los sistemas relacionados con el campo de la presente invención cabe citar los siguientes documentos:

La patente ES 2234397 B1 "Motor de hidrógeno de energía recuperable" basado en motores de flotación sumergidos en agua y accionados por la diferencia de densidad de los gases con el agua, y el agua producida por la electrólisis inversa de estos gases, decantada a distinta altura accionan un motor de contrapesos por gravedad del agua al volver al sistema de electrólisis, todos unidos por correas de transmisión tanto entre sí como a los generadores eléctricos, cuyo objeto es obtener energía eléctrica de los generadores y la electrólisis inversa, para disociar el agua en hidrógeno y oxígeno y reiniciar el ciclo.

La patente ES 2345107 T3 "Motor de combustión interna que utiliza hidrógeno" basado en hidrogenar la gasolina, llevarla en un depósito de combustible, para separarla del hidrógeno y producir a voluntad la mezcla de la combustión, con hidrógeno, gasolina, y gasolina hidrogenada.

La patente ES 2292125 T3 "Sistema de motor de combustión interna con capacidad para generar hidrógeno" basado en la misma patente anterior siendo del mismo autor.

La patente ES 2343031 T3 "Motor de combustión interna de combustible de gas y método de control para el motor de combustión interna de combustible gas" basado en las patentes anteriores, al ser el mismo autor, con la variación del sistema de inyección en la cámara de combustión del motor.

Los sistemas de las patentes relacionadas, la que usa un motor de contrapesos es un sistema imposible de acoplar a un vehículo, los otros sistemas se refieren a separar el hidrógeno de las gasolinas previamente hidrogenadas y su ventaja sobre los sistemas del mercado con gasolinas normales es reducir la contaminación.

La presente invención lo único que tiene en común con estos sistemas el uso de gas Hidrógeno, todos los demás sistemas empleados en la presente invención son novedosos y nada tienen que ver con las mencionadas patentes.

Descripción de la invención

La invención...

1. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente que permite volver a iniciar el ciclo incluso fuera de condiciones atmosféricas. Interviene la corriente eléctrica, de baterías previamente cargadas y su uso directo después de producirse en los generadores, así que el objeto principal de la invención es obtener el máximo de energía eléctrica en todo el proceso de uso del vehículo, permitiendo aprovechar todos los picos máximos y mínimos de dicha energía, caracterizado, porque aprovecha: la energía calorífica de la combustión de dichos gases con un aislamiento térmico del sistema (22), la energía cinética de frenada y en condiciones favorables de desplazamiento (6, 6a y 6b), la energía vibratoria con un sistema piezoeléctrico (10), la energía mecánica cuando se detiene la transmisión mecánica a las ruedas, la energía eólica en la refrigeración (8), la energía solar y la solar térmica (9 y 11). Se recarga el vehículo en la red eléctrica (21) tanto para las baterías (20), como los depósitos de gas de apoyo (18, 19 y 20a). Porque además es un Sistema que se puede utilizar en cualquier vehículo híbrido que use motor eléctrico y de combustión tradicional que necesita escape de gases de la combustión del uso de aire atmosférico y derivados del petróleo o biocombustibles, con la salvedad de que se mantendrían los depósitos de carburante tradicional y el sistema de baterías de los modelos existentes en el mercado.

2. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según la reivindicación 1, caracterizado, porque el Motor de explosión (1) incorpora un sistema de inyección directa de oxígeno (1a), inyección directa de hidrógeno (1b) en la mezcla previa admisión e inyección de vapor de agua con gas plasmógeno (1c), después de la entrada de la mezcla (1c y 1d) y compresión de la misma (1e), mezclas estequiométricas reguladas por sistema informático cuyo control depende de la temperatura cuya lectura será por sondas de acuerdo con las solicitaciones de potencia del conductor (aceleración, velocidad, rendimiento, etc.) pudiéndose desarrollar en sistema de alta temperatura para aprovechar mejor el rendimiento de la energía calorífica (5) y de menor temperatura con solo la refrigeración del sistema (8), con las piezas del motor, camisa, pistón y culata de material inoxidable y en el caso de alta temperatura con aleaciones metálicas derivadas de wolframio o cerámicas termo endurecidas e incluyendo el bloque del motor (1).

3. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado, porque el Motor de explosión (1) este sistema cerrado es válido para la cadena del carbono con obtención del CH4 en el cilindro con camisa, parte superior del pistón y parte inferior de la culata en níquel y que (1e) funcione como catalizador de presión y temperatura en la admisión de CO₂ e hidrógeno por (1c) con la inyección del oxígeno (1a) en proporción estequiométrica, pudiendo obtener metano del CO₂ del escape (1f) e introducir este a presión en un circuito de intercambio de calor con el sistema de refrigeración del bloque del motor e inyectando hidrógeno y todo el recipiente de este sistema donde se comprime y calienta el dióxido de carbono y el hidrógeno en níquel, todo aislado térmicamente.

4. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según la reivindicación 3, caracterizado, porque el sistema Aislamiento térmico (22) y acústico del motor (1), en piezas desmontables y extraíbles para facilitar el mantenimiento y las reparaciones del motor. Aislamiento térmico que permita conservar el motor a las temperaturas óptimas de de funcionamiento y esté caliente cada vez que se arranque el motor, incluso en las condiciones más adversas de temperatura ya que este aislamiento térmico es la clave para la recuperación de la energía calorífica.

5. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado, porque el sistema de aprovechamiento de la energía calorífica de la combustión proveniente de la refrigeración del motor mediante el intercambiador sumergido en un gas a presión (Helio, Nitrógeno, Hidrógeno, etc.) (5). Este sistema es válido para el desarrollo de motores de alta temperatura, y en el circuito de ida del motor (1g) (>de 300ºC), aislado térmicamente.

El gas expansivo por la aplicación de calor tiene la función de convertir la energía recuperada mediante la turbina y el alternador en energía eléctrica (5), compuesto dicho sistema por intercambiador de calor (5a), compresor (5b), turbina (5c), intercambiador con el retorno (5d), refrigerador (5e) conectado a radiador dinámico de turbina (5f) (8) en el mismo eje (5f, 5b, 5c, y 5g) unido al generador (5g).

6. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado, porque aprovecha la energía eólica de empuje del viento al circular el vehículo, a través de un radiador dinámico de turbina (8) y el calor de refrigeración del motor (1g), para producir energía eléctrica con generador sin escobillas (8h) que son dos generadores juntos a lo largo del mismo eje, en el cual una de ellos puede funcionar como motor para mantener la refrigeración a bajas velocidades del vehículo, sistema compuesto un eje longitudinal sujeto a la estructura por cojinetes (8ñ), eje sobre el que se sustentan el aerogenerador (8a), compresor axial o centrífugo (8b y 8d), turbina axial o centrífuga (8c), con intercambiador (8e), conectado al circuito de refrigeración del motor (1 y 1g) directamente para sistemas de temperatura baja y conectado al refrigerador (5e) para altas temperaturas. Sistema de intercambiador en el aire de salida y pre calentador del área de compresión (8f), con inyector de agua pulverizada (8i y 8j) que funcionara según demanda de refrigeración y ganancias energéticas al variar la densidad del aire en la zona de expansión antes de la turbina. Circuito de ida (8k) y retorno (8l) accionado por bomba de circulación, aislado térmicamente. Aislamiento térmico de todo el sistema (8n). conexión al circuito eléctrico (28). Sistema elaborado con materiales ligeros pudiendo ser metálicos fibras de carbono, vidrio etc. resistentes a las temperaturas de trabajo en especial en el intercambiador.

7. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado, porque aprovecha la energía cinética del vehículo en movimiento para obtener energía eléctrica, con un sistema de generadores que si acciona cuando este puede generar ganancias de energía y con el recorrido del pedal de freno (α1, α2, α3, β), que controla los generadores (6, 6a, 6b), alojados en el eje de transmisión, el generador (6) accionado por control eléctrico del rotor, en las frenadas dentro del ámbito α, en desplazamientos con pendiente favorable que suponga un aumento de energía, generador (6) de hasta 30 Kw y que puede funcionar como motor eléctrico de apoyo al aumento de potencia en situaciones que se requiera. Generador (6a) rotor inductor de imán permanente en forma hueca (7a) sujeto al eje de transmisión por cojinetes que entra en rotación por acción del sistema de frenado en las posiciones (α1, α2, α3) a través de accionar este a su vez un sistema de embrague por platos de fricción (7b) que cesa cuando se retira la acción de frenada y el rotor queda suelto como volante de inercia produciendo energía hasta su total detención. Generador(6b) accionado por el sistema (α1, α2, α3), y transmisión regulada por sistema eléctrico que optimiza el aprovechamiento de la energía de frenada con poleas de diámetro de relación variable de enlace por cadena con dos volantes de inercia (V1 y V2) accionados por (α2 y α3) que mantienen el giro solo del inductor después de finalizar la acción de (α2 y α3) hasta su total detención.

8. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado, porque aprovecha la energía de vibración para producir energía eléctrica en las cuatro ruedas piroeléctricas (10) con mecanismo piezoeléctrico (10b) en el interior del neumático (10e) y sistema aplicable para producir energía eléctrica en Rueda con llanta (10f) para soportar la estructura interior en fibra de carbono o otro material resistente y flexible (10b) que en el área de deformación (10c) acciona el mecanismo piezoeléctrico que produce la corriente eléctrica que se extrae por el eje de la llanta conectado aun rotor con delgas para escobillas según el signo de la corriente (10d) y en amortiguadores y recubrimiento del bloque del motor (1).

9. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado, porque aprovecha la energía eléctrica generada por los sistemas alternativos del vehículo sistema de recuperación de energía (5, 6, 6a, 6b, 8h, 10 y 11) y la energía eléctrica proveniente de la red (21), Transformación de en mínimo voltaje y máxima intensidad (14 y 15), para el proceso electrolítico de recuperación del combustible y que en determinados modelos se sarán superconductores, (Sistema electrolítico con electrolito) para la obtención del Combustible de hidrógeno y oxígeno separados (16).

10. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado, porque aprovecha la energía eléctrica generada por los sistemas alternativos del vehículo sistema de recuperación de energía (5, 6, 6a, 6b, 8h, 10 y 11) y la energía eléctrica proveniente de la red (21) para la generación de combustible (24) gas plasmógeno H/O, con un generador de gas plasmógeno monoatómico, generado por corriente continua pulsante en alta tensión en presencia de un electrólito Hidróxido Sódico (NaOH), denominado electrólisis por alta frecuencia, los pulsos de tensión sobre la dilución del electrólito en agua con un regulador de PH y a una determinada frecuencia nos permite obtener 1.867 litros de gas por litro de agua con solo 3,74 Kw, Un convertidor del gas plasmógeno (25) en H₂, O₂, que se incorporaran a los depósitos de gas en la fase de carga de la red ya que el gas plasmógeno se ha de usar en plazos tiempo corto evitando la recombinación en H₂ y O₂, también cuando el sobrante de este gas plasmógeno en el proceso de la mezcla para la combustión no se utilice en el tiempo previsto se incorporara a los depósitos (25).

11. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según la reivindicación 10, caracterizado, porque incorpora un sistema de depósitos de hidrógeno de varias capas de metal inoxidable primera capa (18) relleno de gas inerte o CO₂ (18a) a presión P, segunda capa (18b) para almacenar hidrógeno (18c) a presión 2P. De metal estable al hidrógeno.

Deposito de Oxígeno de varias capas de metal inoxidable primera capa (19) relleno de gas inerte ó CO₂ (19a) a presión P, segunda capa (19b) para almacenar oxígeno (198c) a presión 2P. De metal estable al oxígeno.

Depósito de presión de hidrógeno y oxígeno con conexión a boca de carga del exterior y reposición de hidrógeno, con las protecciones de seguridad requeridas, válvulas de seguridad, recubrimiento ignífugo con elemento de extinción, gas carbónico de protección catódica y a tierra, etc.

12. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado, porque incorpora un sistema de recuperación del agua para volver a convertirla en combustible del escape de vapor de combustión paso a un deposito de expansión (2) para no disminuir la potencia del motor y que actúa además como silenciador escape hacia un intercambiador de calor (3) y recogida de la condensación en el desgasificador (13) filtrado del agua condensada y recogida en el depósito de agua destilada (4), conexión al sistema electrolítico de forma automática para mantener la concentración requerida al electrólito (16).

El regulador de vapor permite extraer a temperatura determinada la cantidad de vapor requerida para optimizar el rendimiento de la mezcla con el gas plasmógeno (24) y los gases procedentes del desgasificador, previo filtrado.

Conexión del depósito con bombeo y compresor para añadir el agua pulverizada requerida por la optimización del rendimiento de la mezcla explosiva de combustión (1d). En el recorrido hacia el bloque motor de la demanda de esta agua se realiza por volumen y temperatura, dentro del sistema de control.

13. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizado, porque incorpora depósitos para modelos híbridos con combustible derivado del petróleo o biocombustibles (20a).

14. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-13, caracterizado, porque incorpora, Toma de corriente (21) de la red que permite cargar los depósitos de combustible (18 y 19) las baterías (20), con el vehículo en reposo en la vivienda, o aparcamiento público o privado con posibilidad de suministro eléctrico.

15. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según la reivindicación 14, caracterizado, porque incorpora sistema de obtención y bocas de carga de combustible desde una vivienda o estación de servicio con disponibilidad de estos gases (26).

16. Vehículo sin emisiones, con recuperación de combustible y motor aislado térmicamente según cualquiera de las reivindicaciones 1-15, caracterizado, porque el Motor de explosión (1) Este sistema cerrado es válido para la hibridación, la invención permite que el vehículo pueda hibridarse con una cantidad de cilindros del motor que funcionan con combustible tradicional (con escape y catalizador silenciador) y el resto de cilindros con el sistema de la invención, manteniendo los sistemas de aprovechamiento energético para toda la hibridación, lo que supone la incorporación de un depósito de combustible de derivados del petróleo o biocombustibles, con una reducción de capacidad de los otros sistemas (baterías y de gas) o bien alargar la autonomía del vehículo. También la hibridación se puede entender con lo expuesto anterior mente y dos motores independientes el de la invención más el convencional.