BR102013029092A2

BR102013029092A2 - Processo de motor a combustão de ciclo combinado e motor a combustão de ciclo combinado

Info

Publication number: BR102013029092A2
Application number: BRBR102013029092-0A
Authority: BR
Inventors: Massao Sakai
Original assignee: Massao Saki
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-01-27
Also published as: US20160273392A1; BR102013029092B1; WO2015070302A1; DE112014005161T5

Abstract

PROCESSO DE MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO E MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO combina o ciclo Otto ou. Diesel com o ciclo Rankine no mesmo motor de combustão interna. O vapor de alta pressão gerado com a potência térmica disponíveis nos gases de combustão é injetado nas câmaras de combustão na fase de combustão/expansão do motor. Ovapor e baixa pressão gerado no sistema de arrefecimento junto com parte da energia do gás de combustão é utilizado como fluido motriz do ejetor para aspirar os gases de combustão do motor. A purga do tambor de baixa pressão injetada na abertura da válvula de admissão é utilizada para controlar a temperatura do ar de combustão durante a fase de compressão, permitindo A aplicação de altas taxas de compressão. Balanços de massa e energia do ciclo Otto e Rankine indicam que esta tecnologia propicia ganho de potência útil de até 55,3%, com um aumento de eficiência térmica de até 46,1% superior ao do motor Otto de referência. .O sistema de descarte do gás de combustão para a atmosfera, após o escoamento deste gás pelo poço do condensador e resfriamento para recuperação de água e associada à maior eficiência térmica do motor, diminui consideravelmente tanto a poluição térmica quapto a emissão de particulados.

Description

PROCESSO DE MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO E MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO A presente patente refere-se à aplicação do conceito de ciclo combinado de centrais termelétricas em motores de combustão interna, combinando o ciclo Otto ou Diesel com o ciclo Rankine, com vistas a melhorar o rendimento térmico e consequentemente, reduzir o consumo de combustíveis.

Desde a década de 80, tem-se utilizado o conceito de ciclo combinado em termelétricas e de acordo com este, o combustível fóssil tem sido queimado em turbinas a gás com eficiência em torno de 30%, e o rejeito térmico, cerca de 70%, utilizado na geração de vapor para acionar turbinas a vapor. As termelétricas embasadas somente no ciclo Rankine tem um rendimento aproximado de 35% e com a concepção do ciclo combinado, apresenta rendimento térmico de até 60%. O uso da combinação entre os ciclos Otto/Diesel e o de vapor Rankine, atualmente, é feita pelo sistema de recuperação calor residual (Waste Heat Recovery) rejeitado pelos gases de exaustão para gerar vapor e este utilizado como fluido motriz de uma turbina.

Messingger, EP00,76885, propôs a injeção deste vapor no motor de quatro tempos, transformado em motor de seis tempos, dos quais quatro são destinados para o ciclo Otto ou Diesel e intercalados por dois tempos do motor a vapor (injeção e exaustão de vapor). O motor de ciclo combinado proposto será operado utilizando as seguintes tecnologias: 1. Ciclo de vapor supercrítico; 2. Vapor de baixa pressão como fluido motriz para descarga forçada dos gases de combustão, e; 3. Utilização do condensado de baixa pressão (purga contínua do tambor de baixa pressão) para controle da temperatura de compressão da mistura ar/combustível. O ciclo de vapor supercrítico, pressão do vapor superior a 221 bar abs (pressão do ponto crítico da água) irá proporcionar uma melhor transformação da energia térmica em potência mecânica e simplificar a operação, eliminando a necessidade de purga contínua do tambor de alta pressão. Este vapor produzido e armazenado no tambor de alta pressão, item 1 da figura 1 é injetado diretamente no cilindro no 42 tempo do motor Otto ou Diesel (na fase de combustão e expansão) mostrado esquematicamente pelas setas 2 da figura 1. O bloco do motor é representado pelo elemento 3. O vapor saturado de baixa pressão é gerado pelo sistema de arrefecimento do bloco do motor (item 4 da figura 1) e com parte da energia dos gases de exaustão (item 5 da figura 1), armazenado no tambor de baixa pressão (item 6 da figura 1) e é utilizado como vapor motriz no ejetor (item 7 da figura 1) para forçar a descarga dos gases dos cilindros do motor. O coletor de descarga (item 8), o catalizador (item 9) o HRSG (“Heat Recovery Steam Generator” - item 10) e o preaquecedor do condensado de baixa pressão (item 5 da figura 1) podem operar com pressão inferior que a do coletor de admissão do motor. A purga contínua de condensado do tambor de baixa pressão (item 6) é injetada no cilindro pela válvula de admissão logo após a sua abertura, representada pelas setas, item 11 da figura 1. Esta injeção força a troca do gás de combustão residual no ponto morto superior (PMS), a parte vaporizada do condensado com a pressão reduzida do cilindro (“flashing”) é conduzida para o coletor de descarga (item 8) carregando o gás de combustão residual. Devido à inércia maior, a parte líquida pulverizada do condensado permanece no cilindro (“atomizada”- termo utilizado em termelétricas na queima de óleo combustível pesado) e será vaporizada conforme a admissão do ar de combustão e a troca de calor com as paredes do cilindro/cabeçote. A vaporização é limitada pela umidade relativa no interior do cilindro (a concentração de vapor no ar é função linear da umidade relativa e exponencial com a temperatura).

Na figura 1 estão ainda representadas as bombas: de alimentação (item 12), de condensado (item 13) e de circulação (item 14), o condensador (item 15) e o radiador (item 16).

Este conceito, denominado motor de ciclo combinado, de utilização simultânea destas três tecnologias, possui as seguintes vantagens em relação à concepção de Messinger, ou outro de múltiplos cilindros que dedicam um ou mais cilindros somente para o vapor, ou ainda os sistemas tradicionais com caldeira de recuperação e turbina a vapor: 1. Mecanicamente não há mudança significativa do motor de combustão para o motor de ciclo combinado. 2. As dinâmicas da compressão e expansão do motor a vapor são diferentes em relação às do motor de combustão tornando o sistema de sincronismo e comando das válvulas complexo em concepções mistas. No motor de ciclo combinado, o ciclo Otto ou Diesel ocorre simultaneamente com o vapor no mesmo volume de controle, sem afetar o sistema de válvulas de admissão e descarga. 3. Não possui as limitações de um sistema que utiliza turbinas, principalmente no quesito de vapor isento de silica. 4. A baixa pressão do coletor de descarga possibilita a exaustão quase completa dos gases de combustão, melhorando as características da refrigeração e da capacidade volumétrica do motor. 5. A vaporização de condensado na admissão de ar e na compressão atenua a temperatura no final da compressão, permitindo a utilização de taxas de compressão maiores. 6. A injeção de condensado na admissão forma vapor saturado que força a descarga dos gases quentes de combustão, substituindo-os por ar e vapor em temperatura mais baixa. Temperatura mais baixa do gás residual aumenta a capacidade volumétrica do motor. 7. A injeção de condensado na admissão deve aumentar a velocidade de admissão do ar que combinado com a pressão mais baixa do coletor de descarga, aumenta o efeito RAM (inércia do ar na admissão) e consequentemente, a eficiência volumétrica do motor.

Para avaliar as vantagens do motor de ciclo combinado são apresentados cálculos de balanço de massa e energia para os casos: Tabela 1 - Casos calculados As características mecânicas do motor de referência, resumidas na tabela 2 foram utilizadas também para o caso 1.2 e 1.3 (exceto taxa de compressão).

Tabela 2 - Características dos motores No caso referência, foram ajustados e determinados o rendimento térmico do motor, a eficiência do processo de expansão dos gases de combustão, os coeficientes de transferência de calor, a capacidade de vazão da válvula de descarga e a temperatura referência para proteção contra a autoignição.

Os dados de operação medidos utilizados foram: Tabela 3 - Dados de operação do motor de referência Foram estimados os seguintes parâmetros para o caso referência (motor convencional): Tabela 4 - Dados estimados (a serem confirmados experimentalmente) As medições foram realizadas para as seguintes condições ambientais: Tabela 5 - Condições ambientais Os resultados dos cálculos de balanço de massa e energia do motor de combustão de referência são apresentados resumidamente na tabela abaixo e nas figuras 2, 3 e 4.

Para o desempenho do motor mostrado nas tabelas 2 e 3, foram determinados os seguintes parâmetros: Tabela 6 - Resultados do balanço de massa e energia do motor de referência A figura 2 mostra as curvas de pressão em bar abs. em função do ângulo do virabrequim para as fases de: 1-admissão, 2-compressão, 3-combustão e expansão e 4-exaustão. A figura 3 mostra as curvas de temperatura em graus centígrados em função do ângulo do virabrequim para as fases de: 1-admissão, 2-compressão, 3-combustão/expansão e 4-exaustão. A figura 4 mostra a geração e o consumo de potência em kW/grau para os quatro tempos do motor determinados em função da massa e da variação de entalpias dos gases internos do cilindro. As áreas entre estas curvas e o eixo x representam as potências consumidas, itens 6.6 a 6.8, e produzida, item 6.5, da tabela 6. O balanço de massa e energia do protótipo do motor de ciclo combinado foi executado assumindo dados de projeto conservadores com a finalidade de obter dados experimentais para um projeto avançado e otimizado de um motor de ciclo combinado. Os dados de projeto assumidos foram: Tabela 7 - Dados do projeto do protótipo do motor de ciclo combinado Na tabela abaixo estão resumidos os principais resultados do balanço de massa e energia do protótipo do motor de ciclo combinado (entre parênteses a diferença para o motor de referência).

Tabela 8 - Resultados do balanço de massa e energia do protótipo do motor de ciclo combinado Na figura 5 são apresentadas as curvas de pressão no cilindro do motor Otto de referência (linha 1, fina cheia - as mesmas da figura 2) e as do protótipo do motor de ciclo combinado (linha 2, tracejada) para os quatro tempos. A pressão no início da admissão do protótipo é menor que a da referência devido à pressão menor do coletor de descarga. No final da admissão são iguais, pois foi assumido o mesmo efeito RAM para os dois casos (ver explicação na tabela 9). A pressão final da compressão do protótipo é maior devido à taxa de compressão mais elevada que a do motor de referência e a partir de 25 graus do virabrequim na combustão e expansão, nota-se o efeito da injeção de vapor de alta pressão. Nestas mesmas curvas, a partir de 140 a 150 graus, nota-se o efeito da abertura da válvula de descarga, acentuando a queda de pressão. Nesta fase ocorre o escoamento crítico e a vazão de descarga depende apenas das condições à montante da válvula de descarga.

Nas curvas de pressão da exaustão nota-se novamente o efeito da menor pressão do coletor de descarga no protótipo do motor de ciclo combinado, fase em que o escoamento pela válvula não é mais crítico e a vazão de descarga é proporcional à diferença de pressão.

Na figura 6 são apresentadas as curvas de temperatura interna no cilindro do motor Otto de referência (curva 1, linha fina cheia - as mesmas da figura 3) e as do protótipo do motor de ciclo combinado (curva 2, linhas tracejadas) para os quatro tempos.

No final da exaustão e início da admissão a temperatura do protótipo é bem inferior devido à exaustão quase completa dos gases de combustão e a injeção de condensado saturado a 160,5 °C e 6,26 bar abs.

Doze vírgula um por cento (12,1%) do condensado injetado no cilindro são vaporizados instantaneamente (“flashing” para a temperatura de 96,6°C para a pressão do cilindro de 0,90 bar abs) e o restante permanece no estado líquido. O caminho do condensado injetado deve ser traçado de maneira que o vapor escoe para o coletor de descarga e a fase líquida permaneça no interior de cilindro.

Durante toda admissão, apesar da transferência de calor do motor para o ar admitido, a evaporação do condensado remanescente e da gasolina mantém a temperatura do ar abaixo de 60°C (umidade relativa ~90%). A vazão da injeção de condensado é determinada para garantir que a temperatura de proteção contra autoignição não seja transgredida, mesmo com taxa de compressão maior (ver a curva de compressão da figura 6). A curva de temperatura na expansão do protótipo é inferior que a da referência. Na fase final da expansão, início da descarga dos gases de combustão, esta diferença é de cerca 180°C inferior, causado principalmente pela injeção de vapor de alta pressão.

Nas curvas de potência, figura 7, pode-se observar o efeito na geração de potência na fase de combustão e exaustão com a injeção do vapor de alta pressão. A curva de potência na compressão mostra que o consumo sobe com a elevação da taxa de compressão.

Na figura 8 são apresentadas as curvas de temperatura da fonte quente, curva 2 (gás de exaustão do motor) e da fonte fria, curva 1 (sistema água/vapor a 225 bar abs), com diferença mínima de 30°C (“pintch point”). Estas curvas serão utilizadas para o dimensionamento do HRSG do protótipo. A capacidade volumétrica, ou seja, a capacidade de combustão do protótipo é 3,2% maior que a do motor de ciclo Otto, como resultante dos seguintes fatores: Tabela 9 - Parâmetros que influenciam a capacidade volumétrica dos motores O balanço de massa e energia do caso otimizado foi executado para estimar o limite de eficiência do motor de ciclo combinado. Os seguintes dados de projeto foram modificados em relação ao protótipo: Tabela 10 - Dados de projeto do motor de ciclo combinado otimizado Na tabela abaixo estão resumidos os principais resultados do balanço de massa e energia do motor de ciclo combinado otimizado (entre parênteses a diferença para o motor de referência). ’v Temperatura do VA maior que a do gás de exaustão devido à potência térmica recuperada no catalizador instalado à montante do HRSG-ver figura 1.

Tabela 11 - Resultados do balanço de massa e energia do motor de ciclo combinado avançado.

Na figura 9 são apresentadas as curvas de pressão no cilindro do motor Otto de referência, curva 1 (linhas finas cheias - as mesmas da figura 2), as do protótipo, curva 2 (linhas tracejadas - as mesmas da figura 5), e as do motor de ciclo combinado otimizado, curva 3 (linhas pontilhadas) para os quatro tempos.

Na figura 10 são apresentadas as curvas de temperatura internas no cilindro do motor Otto de referência, curva 1 (linha fina cheia - as mesmas da figura 3), as do protótipo, curva 2 (tinhas tracejadas - as mesmas da figura 6), e as do motor de ciclo combinado otimizado, curva 3 (linhas pontilhadas) para os quatro tempos.

As curvas de potência são apresentadas na figura 11 para os três casos.

Na figura 12 são apresentadas as curvas de temperatura dos HRSGs do protótipo, curvas 1 e 2, e do motor de ciclo combinado otimizado, curva 3 e 4. A potência térmica permutada no caso otimizado é menor que no protótipo devido à menor temperatura de descarga do motor e menor vazão dos gases de exaustão. A capacidade volumétrica do caso otimizado é inferior ao do protótipo (0,6% contra 3,2% maior em relação ao do motor de ciclo Otto), devido ao menor volume da câmara de combustão e principalmente devido à concentração maior de vapor no ar de combustão causado pela injeção maior de condensado.

Apesar da menor capacidade volumétrica, o caso otimizado apresenta, além da melhor eficiência térmica (46,1%), maior ganho geração de potência mecânica líquida (55,3%) que o protótipo em relação ao motor Otto de referência. O protótipo deverá ser desenvolvido e ajustado para a rotação selecionada de 3.600 RPM com o objetivo principal de operar como uma Pequena Central Termelétrica (PCT) sem a necessidade de utilização de caixas de engrenagem para acoplar o gerador elétrico de 60Hz. A eficiência entre 40 e 46% indica que o motor de ciclo combinado pode ser um equipamento competitivo de geração termelétrica, principalmente para localidades distantes dos grandes centros, dispensando extensas linhas de transmissão e distribuição, eliminando-se as subestações de elevação e a redução de tensão.

Para aplicação automotiva, deverão ser feitas ajustes complementares, varrendo uma faixa ampla de rotação.

Resfriando-se os gases de escape (Tdescarga < Tambiente +30°C), não haverá a necessidade de reposição de água no sistema e os gases de combustão serão “lavados” (ver o condensador, item 15 na figura 1) antes da liberação pelo escapamento, diminuindo consideravelmente a emissão de particulados para a atmosfera.

No desenvolvimento do protótipo devem ser obtidos os seguintes dados experimentais: 1. RAM - Determinar o efeito RAM no motor de cicio combinado, considerando a injeção de condensado e a redução de pressão no coletor de descarga; 2. A dinâmica de vaporização do condensado no cilindro (umidade relativa do ar de combustão dentro do cilindro durante a admissão/compressão); 3. Pressão do coletor de descarga - Otimizar a pressão do coletor de descarga para maximizar a capacidade volumétrica do motor; 4. Verificar a necessidade de separador de umidade para manter a fase líquida dentro dos cilindros na injeção de condensado e exaurir o vapor formado. 5. Verificar o efeito da potência do vapor motriz no rendimento do motor. Os cálculos efetuados não foram suficientemente sensíveis para mostrar o efeito desta potência na possível redução do consumo de potência mecânica na exaustão e na admissão de gases. São apresentados a seguir os resultados de cálculos paramétricos efetuados para avaliar a influência de alguns valores adotados nos balanços de massa e energia. Ί) Umidade relativa adotada Tabela 12 - Efeito da umidade relativa no desempenho do motor Os resultados da tabela 12 mostram que a umidade relativa dentro dos cilindros praticamente não influi na eficiência global, afetando levemente a capacidade volumétrica do motor de ciclo combinado. 1. RAM - Determinar o efeito RAM no motor de ciclo combinado, considerando a injeção de condensado e a redução de pressão no coletor de descarga; 2. A dinâmica de vaporização do condensado no cilindro (umidade relativa do ar de combustão dentro do cilindro durante a admissão/compressão); 3. Pressão do coletor de descarga - Otimizar a pressão do coletor de descarga para maximizar a capacidade volumétrica do motor; 4. Verificar a necessidade de separador de umidade para manter a fase líquida dentro dos cilindros na injeção de condensado e exaurir o vapor formado. 5. Verificar o efeito da potência do vapor motriz no rendimento do motor. Os cálculos efetuados não foram suficientemente sensíveis para mostrar o efeito desta potência na possível redução do consumo de potência mecânica na exaustão e na admissão de gases. São apresentados a seguir os resultados de cálculos paramétricos efetuados para avaliar a influência de alguns valores adotados nos balanços de massa e energia. ---------—— —------------------------------------------------------------- 'Umidade relativa adotada Tabela 12 - Efeito da umidade relativa no desempenho do motor Os resultados da tabela 12 mostram que a umidade relativa dentro dos cilindros praticamente não influi na eficiência global, afetando levemente a capacidade volumétrica do motor de ciclo combinado. 1>Pressão do coletor de descarga adotada Tabela 13 - Efeito da pressão do coletor de descarga no desempenho do motor A tabela 13 mostra que a pressão de descarga do coletor só afeta a capacidade volumétrica do motor de ciclo combinado. Necessita-se verificar experimentalmente o efeito da potência do vapor motriz na eficiência global do motor reduzindo a potência de exaustão e a compressão do motor. O aumento da potência do vapor motriz é obtido com o aumento da pressão do sistema de arrefecimento, parâmetro do projeto mecânico do motor de ciclo combinado. ' 1 Injeção adotada '2> ângulo do virabrequim para comparação de temperatura Tabela 14 - Efeito vazão de injeção de condensado na temperatura do ar de combustão no fim da compressão. "Ί) Injeção adotada Tabela 15 Efeito vazão de injeção de condensado no desempenho do motor de ciclo combinado.

As tabelas 14 e 15 mostram o efeito da vazão de injeção de condensado respectivamente na temperatura do ar de combustão no final da compressão e no desempenho do motor de ciclo combinado. O ângulo de 15° do virabrequim para a verificação da proteção contra autoignição foi definido em função do avanço de 20,7° do motor Otto, tabela 3, item 3.9. Experimentos devem ser realizados para buscar a melhor temperatura de trabalho, para evitar não apenas a autoignição, como também para considerar a dinâmica de combustão em uma atmosfera com concentração maior de vapor d’água.

Os resultados das tabelas 14 e 15 indicam que a injeção de condensado pode ser ajustada conforme necessidade, sem afetar significativamente a eficiência do motor de ciclo combinado e a sua capacidade volumétrica. 1J Umidade relativa para a pressão parcial de 1% de vapor d’água Tabela 16 - Condições ambientais das medições e da norma NBR ISO 1585. A tabela 16 mostra as condições ambientais das medições e as definidas na norma NBR ISO 1585.

Na tabela 17 são mostrados os desempenhos do motor Otto e do protótipo do motor de ciclo combinado para as duas condições ambientais.

Os valores de potência líquida e consumo específico e em consequência a eficiência global do motor Otto para a condição ambiental de referência foram determinados conforme a norma NBR ISO 1585 - “Veículos rodoviários - Código de ensaio de motores - potência líquida efetiva”.

Tabela 17 Efeito das condições ambientais nos desempenhos dos motores.

Para o protótipo do motor de ciclo combinado, a potência líquida e a eficiência global para as condições ambientais de referência da norma NBR ISO 1585 foram determinadas por balanço de massa e energia, pois a influência da umidade relativa é maior que no motor de referência. Quanto mais baixa a umidade, menor é a temperatura no final da admissão, uma diferença semelhante entre a temperatura ambiente de bulbo seco e a temperatura de bulbo úmido.

Claims

1. PROCESSO DE MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO constituído de quatro tempos: admissão, compressão, combustão e exaustão caracterizado pelas etapas de geração e armazenamento de vapor superaquecido de alta pressão, de injeção do vapor de alta pressão no motor, geração e armazenamento de vapor de baixa pressão, de utilização do vapor de baixa pressão como vapor motriz em ejetor, de injeção da purga de condensado de baixa pressão no início da admissão de ar de combustão e de resfriamento e lavagem do gás de combustão antes da liberação para a atmosfera;

2. PROCESSO DE GERAÇÃO E INJEÇÃO DE VAPOR DE ALTA PRESSÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela geração de vapor com pressão superior a 221 bar abs, pela utilização dos gases de combustão como fonte térmica e pela injeção do vapor nos cilindros no início da combustão;

3. PROCESSO DE GERAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE VAPOR DE BAIXA PRESSÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela utilização da energia térmica absorvida do motor pelo sistema de arrefecimento complementado pela energia térmica residual dos gases de combustão após a geração do vapor de alta pressão, pela sucção dos gases de combustão do motor propiciando baixa pressão no coletor de descarga;

4. PROCESSO DE GERAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE CONDENSADO DE BAIXA PRESSÃO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de vapor de baixa pressão cuja purga contínua de condensado do tambor de baixa pressão deve ser descartada; pela injeção deste condensado descartado no cilindro logo após a abertura da válvula de admissão e pela vaporização parcial instantânea deste condensado dentro dos cilindros;

5. PROCESSO DE REMOÇÃO DO GÁS RESIDUAL DE COMBUSTÃO NO FINAL DA EXAUSTÃO DO MOTOR E DE CONTROLE DA TEMPERATURA DO AR DE COMBUSTÃO NA COMPRESSÃO de acordo com as reivindicações 1 e 4 caracterizado pela exaustão forçada dos gases de combustão dos cilindros propiciada pelo ejetor e pelo vapor formado na injeção de condensado, pelo ajuste da vazão de condensado controlando a taxa de evaporação que é função da umidade relativa do ar de combustão dentro cilindro;

6. PROCESSO DE LAVAGEM DO GÁS DE COMBUSTÃO E RECUPERAÇÃO DE ÁGUA NO CONDENSADOR de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas borbulhas do gás de combustão na água do poço do condensador e liberação do gás de combustão para a atmosfera isento de particulados, com umidade relativa 100% (ar saturado) e com temperatura máxima de 30°C acima da temperatura ambiente.

7. MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO constituído de quatro tempos: admissão, compressão, combustão e exaustão caracterizado pelas etapas de geração e armazenamento de vapor superaquecido de alta pressão, de injeção do vapor de alta pressão no motor, geração e armazenamento de vapor de baixa pressão, de utilização do vapor de baixa pressão como vapor motriz em ejetor, de injeção da purga de condensado de baixa pressão no início da admissão de ar de combustão e de resfriamento e lavagem do gás de combustão antes da liberação para a atmosfera;

8. MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela geração de vapor com pressão superior a 221 bar abs, pela utilização dos gases de combustão como fonte térmica e pela injeção do vapor nos cilindros no início da combustão;

9. MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela utilização da energia térmica absorvida do motor pelo sistema de arrefecimento complementado pela energia térmica residual dos gases de combustão após a geração do vapor de alta pressão, pela sucção dos gases de combustão do motor propiciando baixa pressão no coletor de descarga;

10. MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de vapor de baixa pressão cuja purga contínua de condensado do tambor de baixa pressão deve ser descartada; pela injeção deste condensado descartado no cilindro logo após a abertura da válvula de admissão e pela vaporização parcial instantânea deste condensado dentro dos cjlindros;

11. MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO de acordo com as reivindicações 7 e 10 caracterizado pela exaustão forçada dos gases de combustão dos cilindros propiciada pelo ejetor e pelo vapor formado na injeção de condensado, pelo ajuste da vazão de condensado controlando a taxa de evaporação que é função da umidade relativa do ar de combustão dentro cilindro;

12. MOTOR A COMBUSTÃO DE CICLO COMBINADO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas borbulhas do gás de combustão na água do poço do condensador e liberação do gás de combustão para a atmosfera isento de particulados, com umidade relativa 100% (saturado em umidade) e com temperatura no máximo 30°C acima da temperatura ambiente.