BR102017003822A2 - differential cycle thermal motor consisting of two isochoric processes, four isothermal processes and two adiabatic processes and control process for the thermodynamic cycle of the thermal motor - Google Patents

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Abstract

motor térmico de ciclo diferencial composto por dois processos isocóricos, quatro processos isotérmicos e dois processos adiabáticos e processo de controle para o ciclo termodinâmico do motor térmico refere-se a presente invenção a um motor térmico de combustão externa ou para aproveitamento da exaustão de combustão de qualquer outro processo, e seu ciclo termodinâmico de oito processos, mais especificamente trata-se de uma máquina térmica caracterizada por dois subsistemas termodinâmicos interligados, cada um opera um ciclo termodinâmico de quatro processos, porém interdependentes entre si, formando um ciclo complexo de oito processos, opera com gás, o circuito deste sistema híbrido é fechado em configuração diferencial, baseado no conceito de sistema termodinâmico híbrido, este sistema realiza um ciclo termodinâmico composto por oito processos de forma que o mesmo executa em qualquer momento do ciclo, dois processos simultâneos e interdependentes, complementares, sendo dois destes processos ?isocóricos?, quatro processos ?isotérmicos? e dois processos ?adiabáticos? com transferência de massa variável, podendo esta ser nula ou parcial.Differential cycle thermal motor composed of two isochoric processes, four isothermal processes and two adiabatic processes and control process for the thermodynamic cycle of the thermal engine. The present invention relates to an external combustion thermal engine or for the use of exhaust combustion exhaust. any other process, and its eight-process thermodynamic cycle, more specifically a thermal machine characterized by two interconnected thermodynamic subsystems, each operates a four-process but interdependent thermodynamic cycle, forming a complex eight-process cycle. , operates on gas, the circuit of this hybrid system is closed in differential configuration, based on the concept of hybrid thermodynamic system, this system performs a thermodynamic cycle composed of eight processes so that it performs at any moment of the cycle, two simultaneous processes and interdependent, complementary two of these "isochoric" processes, four "isothermal" processes and two? adiabatic? processes with variable mass transfer, which may be null or partial.

Description

(54) Título: MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL COMPOSTO POR DOIS PROCESSOS ISOCÓRICOS, QUATRO PROCESSOS ISOTÉRMICOS E DOIS PROCESSOS ADIABÁTICOS E PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO (51) Int. Cl.: F02B 5/02 (73) Titular(es): ASSOCIACAO PARANAENSE DE CULTURA - APC (72) Inventor(es): MARNO IOCKHECK; SAULO FINCO; LUIS MAURO MOURA (85) Data do Início da Fase Nacional:(54) Title: THERMAL MOTOR WITH DIFFERENTIAL CYCLE COMPOSED OF TWO ISOCHORIC PROCESSES, FOUR ISOTHERMAL PROCESSES AND TWO ADIABATIC PROCESSES AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMAL ENGINE THERMODYNAMIC CYCLE (51) Int. (s): ASSOCIACAO PARANAENSE DE CULTURA - APC (72) Inventor (s): MARNO IOCKHECK; SAULO FINCO; LUIS MAURO MOURA (85) Start date of the National Phase:

23/02/2017 (57) Resumo: MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL COMPOSTO POR DOIS PROCESSOS ISOCÓRICOS, QUATRO PROCESSOS ISOTÉRMICOS E DOIS PROCESSOS ADIABÁTICOS E PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO Refere-se a presente invenção a um motor térmico de combustão externa ou para aproveitamento da exaustão de combustão de qualquer outro processo, e seu ciclo termodinâmico de oito processos, mais especificamente trata-se de uma máquina térmica caracterizada por dois subsistemas termodinâmicos interligados, cada um opera um ciclo termodinâmico de quatro processos, porém interdependentes entre si, formando um ciclo complexo de oito processos, opera com gás, o circuito deste sistema híbrido é fechado em configuração diferencial, baseado no conceito de sistema termodinâmico híbrido, este sistema realiza um ciclo termodinâmico composto por oito processos de forma que o mesmo executa em qualquer momento do ciclo, dois processos simultâneos e interdependentes, complementares, sendo dois destes processos ? isocóricos?, quatro processos ?isotérmicos? e dois processos ?adiabáticos? com transferência de massa variável, podendo esta ser nula ou (...) rrn (m) mi (ητ)23/02/2017 (57) Abstract: THERMAL MOTOR WITH DIFFERENTIAL CYCLE COMPOSED OF TWO ISOCHORIC PROCESSES, FOUR ISOTHERMAL PROCESSES AND TWO ADIABATIC PROCESSES AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE THERMAL ENGINE refers to a thermal engine referring to this thermal engine external combustion or to exploit the combustion exhaust of any other process, and its thermodynamic cycle of eight processes, more specifically it is a thermal machine characterized by two interconnected thermodynamic subsystems, each one operates a thermodynamic cycle of four processes, however interdependent each other, forming a complex cycle of eight processes, operates with gas, the circuit of this hybrid system is closed in a differential configuration, based on the concept of hybrid thermodynamic system, this system performs a thermodynamic cycle composed of eight processes so that it performs at any point in the cycle, two simultaneous and interdependent processes, complementary es, two of these processes? isochoric ?, four? isothermal? and two? adiabatic? with variable mass transfer, which can be null or (...) rrn (m) mi (ητ)

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MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL COMPOSTO POR DOISDIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE COMPOSED OF TWO

PROCESSOS ISOCÓRICOS, QUATRO PROCESSOS ISOTÉRMICOS E DOISISOCHORIC PROCESSES, FOUR ISOTHERMAL PROCESSES AND TWO

PROCESSOS ADIABÁTICOS E PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLOADIABATIC PROCESSES AND CYCLE CONTROL PROCESS

TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICOTHERMAL ENGINE THERMODYNAMICS

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [001] Refere-se a presente invenção a um motor térmico de combustão externa ou para aproveitamento da exaustão de combustão de qualquer outro processo, e seu ciclo termodinâmico de oito processos, mais especificamente trata-se de uma máquina térmica caracterizada por dois subsistemas termodinâmicos interligados, cada um opera um ciclo termodinâmico de quatro processos, porém interdependentes entre si, formando um ciclo complexo de oito processos, opera com gás, o circuito deste sistema híbrido é fechado em configuração diferencial, baseado no conceito de sistema termodinâmico híbrido, este sistema realiza um ciclo termodinâmico composto por oito processos de forma que o mesmo execute em qualquer momento do ciclo, dois processos simultâneos e interdependentes, complementares, sendo dois destes processos “isocóricos”, quatro processos “isotérmicos” e dois processos “adiabáticos” com transferência de massa variável, podendo esta ser nula ou parcial.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION [001] The present invention refers to an external combustion thermal engine or to take advantage of the combustion exhaust of any other process, and its thermodynamic cycle of eight processes, more specifically it is a thermal machine characterized by two interconnected thermodynamic subsystems, each operates a thermodynamic cycle of four processes, however interdependent with each other, forming a complex cycle of eight processes, operating with gas, the circuit of this hybrid system is closed in differential configuration, based on the concept of thermodynamic system hybrid, this system performs a thermodynamic cycle composed of eight processes so that it runs at any time of the cycle, two simultaneous and interdependent, complementary processes, two of which are “isochoric” processes, four “isothermal” processes and two “adiabatic processes ”With variable mass transfer, which can be null or partial.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] A termodinâmica clássica define três conceitos de sistemas termodinâmicos, o sistema termodinâmico aberto, o sistema termodinâmico fechado e o sistema termodinâmico isolado. Estes três conceitos de sistemas termodinâmicos foram conceituados no século XIX nos primórdios da criação das leis da termodinâmica e fundamentam todos os ciclos motores conhecidos até o presente.BACKGROUND OF THE INVENTION [002] Classical thermodynamics defines three concepts of thermodynamic systems, the open thermodynamic system, the closed thermodynamic system and the isolated thermodynamic system. These three concepts of thermodynamic systems were conceptualized in the 19th century at the beginning of the creation of the laws of thermodynamics and underpin all the motor cycles known to date.

[003] O sistema termodinâmico isolado é definido como um sistema no qual nem matéria, nem energia passa através dele. Portanto, este conceito de sistema termodinâmico não oferece propriedades que permitam o desenvolvimento de motores.[003] The isolated thermodynamic system is defined as a system in which neither matter nor energy passes through it. Therefore, this concept of thermodynamic system does not offer properties that allow the development of engines.

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 19/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 19/47

2/27 [004] O sistema termodinâmico aberto é definido como um sistema termodinâmico em que energia e matéria podem entrar e sair deste sistema. São exemplos de sistema termodinâmico aberto os motores de combustão interna, de ciclo Otto, de ciclo Atkinson, semelhante ao ciclo Otto, de ciclo Diesel, de ciclo Sabathe, semelhante ao ciclo Diesel, de ciclo Brayton de combustão interna, de ciclo Rankine com exaustão do vapor ao ambiente. A matéria que entra nestes sistemas está assim definida: combustíveis e oxigênio ou fluido de trabalho ou gás de trabalho. A energia que entra nestes sistemas é o calor. A matéria que sai destes sistemas está assim definida: exaustão da combustão ou do fluido de trabalho, gases, resíduos; ao passo que a energia que sai destes sistemas está assim definida: energia mecânica de trabalho e parte do calor dissipado.2/27 [004] The open thermodynamic system is defined as a thermodynamic system in which energy and matter can enter and exit this system. Examples of open thermodynamic systems are internal combustion engines, Otto cycle, Atkinson cycle, similar to Otto cycle, Diesel cycle, Sabathe cycle, similar to Diesel cycle, Brayton cycle of internal combustion, Rankine cycle with exhaust of steam to the environment. The matter that enters these systems is defined as follows: fuels and oxygen or working fluid or working gas. The energy that enters these systems is heat. The matter that comes out of these systems is defined as follows: exhaustion of combustion or working fluid, gases, waste; whereas the energy that comes out of these systems is defined as follows: mechanical working energy and part of the dissipated heat.

[005] O sistema termodinâmico fechado é definido como um sistema termodinâmico em que apenas a energia pode entrar e sair deste sistema. São exemplos de sistema termodinâmico fechado, motores de combustão externa como o de ciclo Stirling, de ciclo Ericsson, de ciclo Rankine com fluido de trabalho em circuito fechado, de ciclo Brayton de calor ou de combustão externa, de ciclo Carnot.A energia que entra neste sistema é o calor. A energia que sai deste sistema é a energia mecânica de trabalho e parte do calor dissipado, porém não sai matéria destes sistemas, como ocorre no sistema aberto.[005] The closed thermodynamic system is defined as a thermodynamic system in which only energy can enter and exit this system. Examples of closed thermodynamic systems, external combustion engines such as the Stirling cycle, Ericsson cycle, Rankine cycle with closed circuit working fluid, Brayton heat or external combustion cycle, Carnot cycle. in this system is heat. The energy that comes out of this system is the mechanical energy of work and part of the dissipated heat, but no matter comes out of these systems, as occurs in the open system.

[006] Ambos os sistemas, aberto e fechado, como entrada eles possuem no tempo (t1) a temperatura (Tq), a massa (m1) e o número de mol (n1) e na saída, no tempo (t2), ambos possuem a temperatura (Tf), a massa (m1) e o número de mol (n1), a massa é constante, a diferença entre ambos é que no sistema aberto a massa (m1) atravessa o sistema e no sistema fechado, a massa (m1) permanece no sistema, conforme a figura 1.[006] Both systems, open and closed, as input they have in time (t1) the temperature (Tq), the mass (m1) and the number of mol (n1) and in the output, in time (t2), both have the temperature (Tf), the mass (m1) and the number of moles (n1), the mass is constant, the difference between both is that in the open system the mass (m1) passes through the system and in the closed system, the mass (m1) remains in the system, as shown in figure 1.

O ESTADO ATUAL DA TÉCNICA [007] Os motores conhecidos até o presente são fundamentados em sistemas termodinâmicos aberto ou sistemas termodinâmicos fechado, eles possuemTHE CURRENT STATE OF THE TECHNIQUE [007] The engines known to date are based on open thermodynamic systems or closed thermodynamic systems, they have

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 20/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 20/47

3/27 seus ciclos termodinâmicos compostos por uma série de processos sequenciais e independentes, e ocorre um único processo por vez até que o ciclo se complete, como pode ser observado no gráfico pressão/volume na figura 2. Assim são os motores de ciclo Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe, Rankine, Stirling, Ericsson, o ciclo teórico ideal de Carnot e o ciclo Brayton o qual também pertence aos sistemas ou aberto ou fechado, porém diferente dos demais, seus quatro processos ocorrem todos simultaneamente.3/27 thermodynamic cycles composed of a series of sequential and independent processes, and one process occurs at a time until the cycle is complete, as can be seen in the pressure / volume graph in figure 2. So are the Otto cycle engines , Atkinson, Diesel, Sabathe, Rankine, Stirling, Ericsson, the ideal theoretical cycle of Carnot and the Brayton cycle which also belongs to the systems either open or closed, but different from the others, its four processes all occur simultaneously.

[008] A energia interna do gás de trabalho dos motores baseados nos sistemas aberto e fechado não é constante durante o seu ciclo, a equação que representa a energia interna é indicada na equação (a)[008] The internal energy of the working gas of engines based on the open and closed systems is not constant during its cycle, the equation that represents the internal energy is indicated in equation (a)

U = Joule (a) [009] Na equação (a), (Í7) representa a energia interna em “Joule”, (n) representa o número de mol, (R) representa a constante universal dos gases perfeitos, (7) representa a temperatura do gás em “Kelvin” e (y) representa o coeficiente de expansão adiabática.U = Joule (a) [009] In equation (a), (Í7) represents the internal energy in “Joule”, (n) represents the number of moles, (R) represents the universal constant of perfect gases, (7) represents the temperature of the gas in “Kelvin” and (y) represents the coefficient of adiabatic expansion.

[010] Como ocorre sempre um único processo por vez na maioria dos motores projetados com o conceito de sistema aberto ou fechado, a energia interna varia com o tempo, uma vez que o produto:número de mol (n) pela temperatura (7), (n.T) não é constantedurante o ciclo, pois a temperatura (7) é uma variável nos processos e o número de mol (n) é uma constante nos processos.[010] As there is always a single process at a time in most engines designed with the concept of open or closed system, the internal energy varies with time, since the product: number of moles (n) by temperature (7) , (nT) is not constant during the cycle, since the temperature (7) is a variable in the processes and the number of mol (n) is a constant in the processes.

[011] O atual estado da técnica que caracteriza todos os motores até o ano de 201 Oé caracterizado ainda pela propriedade onde a saída do processo, o trabalho, é uma consequência direta da entrada da energia, calor ou combustão, ou seja, quando é necessário mais trabalho, injeta-se mais calor ou se promove mais combustão, todos os processos que formam o ciclo do motor são igualmente influenciados, em outras palavras, os motores são controlados pela alimentação direta. Por exemplo, nos motores de combustão interna, Otto, Diesel, Brayton, para se obter maior potência injeta-se mais combustível, mais oxigênio e assim se produz mais trabalho, mais rotação. Para se obter maior potência com rotação constante, normalmente utilizam-se[011] The current state of the art that characterizes all engines until the year 201 O is further characterized by the property where the output of the process, the work, is a direct consequence of the entry of energy, heat or combustion, that is, when it is more work is needed, more heat is injected or more combustion is promoted, all the processes that form the engine cycle are equally influenced, in other words, the engines are controlled by direct power. For example, in internal combustion engines, Otto, Diesel, Brayton, to obtain greater power, more fuel, more oxygen is injected and thus more work, more rotation is produced. In order to obtain greater power with constant rotation, normally

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4/27 caixas de redução ou transformação de rotação. Por analogia, tais tecnologias podem ser comparadas na eletricidade a motores de corrente contínua, estes, para aumentar a potência, aumenta-se a tensão de alimentação do motor.4/27 rotation reduction or transformation boxes. By analogy, such technologies can be compared in electricity to direct current motors, these, to increase power, increase the motor supply voltage.

[012] O atual estado da técnica, até o ano de 2010, compreende uma série de motores de combustão interna e de combustão externa, a maioria destes motores exigem um segundo motor auxiliar para leva-los a partir, ao funcionamento. Os motores de combustão interna exigem a compressão, mistura de combustível com o oxigênio e uma centelha ou combustão por pressão, desta forma um motor auxiliar de partida, normalmente elétrico, é utilizado. Os motores de combustão externa, como o de ciclo Stirling ou Ericsson convencionais, por sua vez também exigem motores auxiliares e de alta potência, pois eles precisam vencer o estado de repouso sob pressão para entrar em operação. Uma exceção é o motor de ciclo Rankine, este pode partir através do comando de válvulas para fornecer a pressão do vapor aos elementos de força motriz.[012] The current state of the art, until the year 2010, comprises a series of internal combustion and external combustion engines, most of these engines require a second auxiliary engine to get them up and running. Internal combustion engines require compression, a mixture of fuel with oxygen and a spark or pressure combustion, so an auxiliary starting motor, normally electric, is used. External combustion engines, such as conventional Stirling or Ericsson cycle engines, in turn, also require auxiliary and high-power engines, as they must overcome the state of rest under pressure to start operating. An exception is the Rankine cycle engine, which can start via the camshaft to supply the steam pressure to the driving elements.

[013] O atual estado da técnica, até o ano de 2010, compreende uma série de motores, a maioria deles, dependentes de condições muito específicas e especiais para operar, por exemplo, os motores de combustão interna, cada um deles exige seu combustível específico, controle fino de combustível, oxigênio e o tempo da combustão e em alguns casos exigem condições específicas inclusive de pressão, a flexibilidade no combustível é bem limitada. Nesta categoria, dos motores fundamentados nos sistemas aberto e fechado, o motor mais flexível é o de ciclo Rankine, de combustão externa, o Stirling ou o Ericsson, também de combustão externa, estes são mais flexíveis quanto a fonte, porém são exigentes quanto à combinação dos parâmetros de projeto. [014] O atual estado da técnica, até o ano de 2010, compreende uma série de ciclo motores, a maioria exige combustão, isto é, a queima de algum tipo de combustível, e, portanto, a necessidade de oxigênio.[013] The current state of the art, up to the year 2010, comprises a series of engines, most of which depend on very specific and special conditions to operate, for example, internal combustion engines, each of which requires its fuel specific, fine control of fuel, oxygen and combustion time and in some cases require specific conditions including pressure, the flexibility in the fuel is very limited. In this category, of the engines based on open and closed systems, the most flexible engine is the Rankine cycle, with external combustion, the Stirling or Ericsson, also with external combustion, these are more flexible as to the source, but they are demanding in terms of combination of design parameters. [014] The current state of the art, until the year 2010, comprises a series of motor cycles, most of which require combustion, that is, the burning of some type of fuel, and therefore the need for oxygen.

[015] O estado atual da técnica, até o ano de 2010, compreende uma série de ciclo motores, a maioria exige altas temperaturas para operação, os de[015] The current state of the art, until the year 2010, comprises a series of motor cycles, most of which require high temperatures for operation, those of

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 22/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 22/47

5/27 combustão interna especialmente, costumam operar com o gás de trabalho em temperatura superiores a 1000 °C. Os motores de combustão externa ou operante por fontes de calor externas, como de ciclo Rankine e Stirling, normalmente são projetados para operarem com temperaturas do gás de trabalho entre 400 °C e 800 °C. Além dos motores baseados nos sistemas aberto e fechado exigirem na maioria das vezes altas temperaturas para que possam operar, todos eles possuem suas eficiências limitadas ao teorema de Carnot, isto é, suas eficiências máximas dependem exclusivamente das temperaturas conforme definido pela equação (b).5/27 internal combustion especially, usually operate with the working gas at a temperature above 1000 ° C. External combustion engines or operated by external heat sources, such as Rankine and Stirling cycle, are normally designed to operate with operating gas temperatures between 400 ° C and 800 ° C. In addition to motors based on the open and closed systems most often requiring high temperatures in order to operate, all of them have their efficiencies limited to Carnot's theorem, that is, their maximum efficiencies depend exclusively on temperatures as defined by equation (b).

1=l-£ (b) [016] Na equação (b), (η) é o rendimento, (Tf) é a temperatura da fonte fria e (Tq) é a temperatura da fonte quente, ambas em “Kelvin”.1 = l- £ (b) [016] In equation (b), (η) is the yield, (Tf) is the temperature of the cold source and (Tq) is the temperature of the hot source, both in “Kelvin”.

[017] O estado atual da técnica, até o ano de 2010, baseado nos sistemas aberto e fechado, compreende basicamente seis ciclos motores e algumas versões destes: o ciclo Otto, de ciclo Atkinson, semelhante ao ciclo Otto, de ciclo Diesel, de ciclo Sabathe, semelhante ao ciclo Diesel, de ciclo Brayton, de ciclo Rankine, de ciclo Stirling, de ciclo Ericsson e o de ciclo Carnot, este referência teórica ideal para os motores fundamentados nos sistemas aberto e fechado. As últimas novidades do estado atual da técnica vem sendo apresentadas através de inovações juntando-se mais de um ciclo antigo formando ciclos combinados, isto é: novos sistemas de motores compostos por uma máquina de ciclo Brayton operante com combustíveis de origem fóssil, gás ou óleo e uma máquina de ciclo Rankine dependente do calor rejeitado pela máquina de ciclo Brayton. Ou a mesma filosofia, unindo-se um motor de ciclo Diesel com um de ciclo Rankine ou ainda um motor de ciclo Otto, também unindo-o com um motor de ciclo Rankine.[017] The current state of the art, until the year 2010, based on open and closed systems, basically comprises six motor cycles and some versions of these: the Otto cycle, of Atkinson cycle, similar to the Otto cycle, of Diesel cycle, of Sabathe cycle, similar to the Diesel cycle, Brayton cycle, Rankine cycle, Stirling cycle, Ericsson cycle and Carnot cycle, this ideal theoretical reference for engines based on open and closed systems. The latest news of the current state of the art has been presented through innovations joining more than one old cycle forming combined cycles, that is: new engine systems composed by a Brayton cycle machine operating with fossil fuels, gas or oil and a Rankine cycle machine dependent on the heat rejected by the Brayton cycle machine. Or the same philosophy, combining a Diesel cycle engine with a Rankine cycle engine or an Otto cycle engine, also joining it with a Rankine cycle engine.

[018] O estado atual da técnica, até o ano de 2010, apresenta uma série de limitações e oferece também uma série de problemas. A maioria dos motores, como os de combustão interna, de ciclo Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe e Brayton, exigem combustíveis específicos para cada conceito, por exemplo:[018] The current state of the art, until the year 2010, has a number of limitations and also offers a number of problems. Most engines, such as internal combustion, Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe and Brayton, require specific fuels for each concept, for example:

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 23/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 23/47

6/27 gasolina, óleo diesel, gás, querosene, carvão, e de alto poder calorífico, precisam trabalhar sob altas temperaturas e por consequência, durante muitos anos, vem dependendo de combustíveis fósseis, trazendo danos graves ao clima e meio-ambiente, isto é, são caracterizados pela não sustentabilidade. O sistema termodinâmico sob os quais estes motores são projetados,trazem como limitação de eficiência o teorema de Carnot o qual, em função de seu princípio, impõe o limite da eficiência como função direta e exclusiva das temperaturas, conforme equação (b).6/27 gasoline, diesel oil, gas, kerosene, coal, and high calorific power, need to work under high temperatures and consequently, for many years, has been depending on fossil fuels, causing serious damage to the climate and the environment, this that is, they are characterized by non-sustainability. The thermodynamic system under which these engines are designed, bring as a limitation of efficiency the Carnot theorem which, according to its principle, imposes the limit of efficiency as a direct and exclusive function of temperatures, according to equation (b).

[019] A maioria dos motores da atualidade exigem combustíveis refinados e poluentes com efeitos nocivos ao clima, ao ambiente e, portanto, comprometem a sustentabilidade. Uma das mais recentes tecnologias desenvolvidas para minimizar o impacto, foi a junção de dois antigos conceitos de motores, o motor de ciclo Brayton e o motor de ciclo Rankine, formando um sistema composto por dois ciclos combinados, de forma tal que o rejeito de calor da primeira máquina é utilizado pela segunda máquina para melhorar a eficiência do conjunto, porém o uso de combustíveis fósseis e seus efeitos permanecem. O ciclo combinado continua a ser caracterizado por um motor sob conceito de sistema aberto e um motor sob o conceito de sistema fechado, independentes, ou seja, é classificado como sistema combinado, dois ciclos completamente independentes, não se caracteriza como sistema híbrido.[019] Most engines today require refined and polluting fuels with harmful effects on the climate, the environment and, therefore, compromise sustainability. One of the most recent technologies developed to minimize the impact was the combination of two old engine concepts, the Brayton cycle engine and the Rankine cycle engine, forming a system composed of two combined cycles, in such a way that the heat rejects the first machine is used by the second machine to improve the efficiency of the set, however the use of fossil fuels and their effects remain. The combined cycle continues to be characterized by an engine under the concept of open system and an engine under the concept of closed system, independent, that is, it is classified as a combined system, two completely independent cycles, it is not characterized as a hybrid system.

[020] Os demais motores, de ciclo Stirling e Ericsson convencionais, são motores sob o conceito de sistema fechado, são de combustão externa ou fonte de calor externo. Em função de suas propriedades, embora tenham os conceitos mais simples de motores, são difíceis de serem construídos. Exigem parâmetros de projetos casados, isto é, funcionam bem, com boa eficiência, apenas em seu regime específico de operação, temperatura, pressão, carga, fora do ponto central de operação suas eficiências caem bruscamente, ou não operam. Portanto são máquinas muito pouco utilizadas para uso industrial ou popular.[020] The other engines, conventional cycle Stirling and Ericsson, are engines under the concept of closed system, are external combustion or external heat source. Due to their properties, although they have the simplest engine concepts, they are difficult to build. They require parameters of matched projects, that is, they work well, with good efficiency, only in their specific operating regime, temperature, pressure, load, outside the central point of operation their efficiencies drop sharply, or do not operate. So they are very little used machines for industrial or popular use.

[021] O motor ideal de Carnot, figura 3, por sua vez, embora seja considerado[021] Carnot's ideal engine, figure 3, in turn, although it is considered

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 24/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 24/47

7/27 o motor ideal, mais perfeito até o presente, ele o é na teoria e dentro dos conceitos de sistema aberto e fechado considerando todos os parâmetros ideais, por este motivo é a referência até hoje para todos os conceitos de motores existentes. O motor de Carnot não é encontrado no uso prático porque os materiais reais não possuem as propriedades exigidas para tornar o motor de Carnot uma realidade, as dimensões físicas para que o ciclo de Carnot possa ser executado como na teoria, seriam inviáveis em um caso prático, portanto ele é um Motor ideal nos conceitos de sistema aberto e sistema fechado, porém no conceito teórico.O conceito de sistema híbrido é novo, o motor ideal de Carnot não representa o sistema híbrido, apenas os sistemas aberto e fechado.7/27 the ideal engine, most perfect to date, it is in theory and within the concepts of open and closed system considering all the ideal parameters, for this reason it is the reference until today for all the existing engine concepts. The Carnot engine is not found in practical use because the real materials do not have the properties required to make the Carnot engine a reality, the physical dimensions for the Carnot cycle to be carried out as in theory, would be unviable in a practical case therefore, it is an ideal engine in the concepts of open system and closed system, but in the theoretical concept. The concept of hybrid system is new, Carnot's ideal engine does not represent the hybrid system, only open and closed systems.

[022] O controle de potência, rotação e torque, dos motores existentes, de ciclo Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe, Brayton, estes de combustão interna, são decorrentes diretamente da alimentação de combustíveis e oxigênio e como resultado oferecem maior rotação e torque simultaneamente. Para haver separação entre o torque e a rotação, eles exigem caixas de velocidade. Estas máquinas não permitem controlabilidade, ou no mínimo, oferecem dificuldades na controlabilidade através de seus ciclos termodinâmicos.[022] The control of power, rotation and torque, of the existing engines, cycle Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe, Brayton, these of internal combustion, are derived directly from the supply of fuels and oxygen and as a result they offer greater rotation and torque simultaneously. In order to separate torque and rotation, they require gearboxes. These machines do not allow controllability, or at the very least, offer difficulties in controllability through their thermodynamic cycles.

[023] O controle de potência, rotação e torque, dos motores existentes de ciclo Rankine, este de combustão externa, são decorrentes da vazão e da pressão do vapor ou gás de trabalho, e como resultado oferecem variações interdependentes de rotação e torque simultaneamente, não há controlabilidade separada entre torque e rotação.[023] The control of power, rotation and torque, of the existing engines of Rankine cycle, this one of external combustion, are due to the flow and pressure of the steam or working gas, and as a result they offer interdependent variations of rotation and torque simultaneously, there is no separate controllability between torque and rotation.

[024] O controle de potência, rotação e torque, dos motores existentes de ciclo Stirling e Ericsson, estes de combustão externa, são decorrentes da massa ou pressão do gás de trabalho, das temperaturas, da geometria construtiva, e como resultado oferecem variações interdependentes de rotação e torque simultaneamente, não há controlabilidade separada entre torque e rotação. Estas máquinas possuem suas curvas de operação muito estreitas oferecendo baixa controlabilidade e uma faixa estreita de operacionalidade. Nestes casos[024] The control of power, rotation and torque, of the existing engines of cycle Stirling and Ericsson, these of external combustion, are due to the mass or pressure of the working gas, the temperatures, the constructive geometry, and as a result offer interdependent variations of rotation and torque simultaneously, there is no separate controllability between torque and rotation. These machines have very narrow operating curves, offering low controllability and a narrow operating range. In these cases

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 25/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 25/47

8/27 são comuns projetos que não funcionam porque os parâmetros, nas suas interdependências podem não oferecer as condições que levam o motor a funcionar.Assim pode ser descrito o estado da técnica até o ano de 2010.8/27 projects that do not work are common because the parameters, in their interdependencies, may not offer the conditions that make the engine run. Thus, the state of the art can be described until the year 2010.

[025] Em 2011, surgiu um novo conceito de sistema termodinâmico. O estado atual da técnica, recentemente revelou algumas referências que já se encontram com conceitos do sistema híbrido, são motores que apresentam características de possuírem dois ciclos termodinâmicos interdependentes constituindo um ciclo complexo formado na maioria deles poroito processos, sempre com dois processos operando simultaneamente em um sistema formado por dois subsistemas integrados. A patente “PI 1000624-9” registrada no Brasil definida como “Conversor de energia termomecânico” é constituído por dois subsistemas que opera por meio de um ciclo termodinâmico formado por quatro processos isotérmicos e quatro processos isocóricos, sem regeneração.A patente “PCT/BR2014/000381” registrada nos Estados Unidos da América definida como “Máquina térmica diferencial com ciclo de oito transformações termodinâmicas e processo de controle” é constituída por dois subsistemas que operam um ciclo termodinâmico formado por quatro processos isotérmicos de quatro processos adiabáticos. Estas referências diferem da presente invenção quanto aos processos termodinâmicos que formam seus ciclos, cada ciclo oferece ao motor características próprias. O conceito de sistema termodinâmico híbrido oferece a base para o desenvolvimento de uma nova família de motores térmicos, cada motor terá características próprias conforme os processos e fases que constituem os seus respectivos ciclos termodinâmicos, como por exemplo, o motor Otto e o motor Diesel, ambos de combustão interna, são motores fundamentados no sistema termodinâmico aberto, porém constituem motores distintos e o que os distingue são detalhes de seus ciclos termodinâmicos, o ciclo do motor Otto é constituído basicamente por um processo adiabático de compressão, um processo isocórico de combustão, um processo adiabático de expansão e um processo isocórico de exaustão e, o ciclo do motor Diesel é constituído por um processo[025] In 2011, a new concept of thermodynamic system emerged. The current state of the art, recently revealed some references that are already with concepts of the hybrid system, are engines that have characteristics of having two interdependent thermodynamic cycles constituting a complex cycle formed in most of them by eight processes, always with two processes operating simultaneously in one system formed by two integrated subsystems. The patent “PI 1000624-9” registered in Brazil defined as “Thermomechanical energy converter” consists of two subsystems that operate through a thermodynamic cycle formed by four isothermal processes and four isochoric processes, without regeneration. The “PCT / BR2014 / 000381 "registered in the United States of America defined as" Differential thermal machine with a cycle of eight thermodynamic transformations and control process "consists of two subsystems that operate a thermodynamic cycle formed by four isothermal processes of four adiabatic processes. These references differ from the present invention as to the thermodynamic processes that form their cycles, each cycle offers the engine its own characteristics. The concept of hybrid thermodynamic system offers the basis for the development of a new family of thermal engines, each engine will have its own characteristics according to the processes and phases that constitute their respective thermodynamic cycles, such as the Otto engine and the Diesel engine, both internal combustion engines are based on the open thermodynamic system, but they are distinct engines and what distinguishes them are details of their thermodynamic cycles, the Otto engine cycle is basically constituted by an adiabatic compression process, an isochoric combustion process, an adiabatic expansion process and an isochoric exhaust process, and the Diesel engine cycle consists of a process

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 26/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 26/47

9/27 adiabático de compressão, um processo isobárico de combustão, um processo adiabático de expansão e um processo isocórico de exaustão, portanto eles diferem em apenas um dos processos que formam seus ciclos, o suficiente para conferir a cada um, propriedades e usos específicos e diferentes. Da mesma forma, o conceito de sistema híbrido oferece a base para uma nova família de motores térmicos constituídos por dois subsistemas e estes irão operar com ciclos ditos diferenciais caso os motores sejam constituídos por dois subsistemas de conversão de energia, formados por processos onde sempre ocorrerão dois processos simultâneos, cada um terá particularidades próprias as quais caracterizarão cada um dos ciclos-motores.9/27 adiabatic compression, an isobaric combustion process, an adiabatic expansion process and an isochorical exhaust process, so they differ in only one of the processes that form their cycles, enough to give each one, specific properties and uses and different. Likewise, the hybrid system concept offers the basis for a new family of thermal engines consisting of two subsystems and these will operate with so-called differential cycles if the engines are made up of two energy conversion subsystems, formed by processes where they will always occur two simultaneous processes, each one will have its own particularities which will characterize each of the motor cycles.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [026] Os grandes problemas do estado da técnica são, portanto, a dificuldade das tecnologias atuais a atender projetos sustentáveis, em função da dependência de combustíveis fósseis, poluentes, com impactos graves ao ambiente e ao clima, baixa eficiência, limitada exclusivamente às temperaturas, demonstrado pelo teorema de Carnot, baixo nível de controlabilidade em função das limitações na variabilidade dos parâmetrosdos modelos fundamentadosnos sistemas termodinâmicos aberto e fechado, falta de flexibilidade quanto às fontes de energia, muitos exigem combustíveis refinados e específicos, alta dependência do ar (oxigênio) para combustão e, muitos deles dependem de um segundo motor para leva-los à operação (um motor de partida).OBJECTIVES OF THE INVENTION [026] The major problems of the state of the art are, therefore, the difficulty of current technologies to meet sustainable projects, due to the dependence on fossil fuels, pollutants, with serious impacts on the environment and climate, low efficiency, limited exclusively at temperatures, demonstrated by Carnot's theorem, low level of controllability due to limitations in the variability of the models based on open and closed thermodynamic systems, lack of flexibility regarding energy sources, many require refined and specific fuels, high air dependence (oxygen) for combustion and many of them depend on a second engine to get them into operation (a starter engine).

[027] O objetivo da invenção se concentra em eliminar alguns dos problemas existentes e minimizar outros problemas, porém o maior objetivo é desenvolver novos ciclos-motores baseados em um novo conceito de sistema termodinâmico que permita o desenvolvimento de motores sustentáveis e de forma que a eficiência dos motores não fique mais dependente exclusivamente das temperaturas e cujas fontes de energia possam ser diversificadas e que permitam projeto de motores para ambientes inclusive sem ar (oxigênio). O conceito de sistema híbrido, característica própria que fundamenta esta[027] The objective of the invention focuses on eliminating some of the existing problems and minimizing other problems, however the main objective is to develop new motor cycles based on a new concept of thermodynamic system that allows the development of sustainable motors and in a way that engine efficiency is no longer dependent solely on temperatures and whose energy sources can be diversified and that allow engine design for environments even without air (oxygen). The concept of a hybrid system, its own characteristic that underlies this

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 27/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 27/47

10/27 invenção, elimina a dependência da eficiência de forma exclusiva à temperatura, a eficiência de qualquer máquina térmica depende dos seus potenciais e de seus diferenciais de potenciais, enquanto que os sistemas aberto e fechado geram potenciais onde a massa do gás é constante e por este motivo elas se cancelam nas equações, nos sistemas híbridos a massa não necessariamente é constante, portanto não se cancelam e as suas eficiências dependem dos potenciais dos quais se originam a força motriz, isto é, das pressões. O conceito de sistema híbrido proporciona potenciais dependentes, proporcionais ao produto da massa de gás de trabalho pela temperatura. Como no sistema híbrido, diferente dos sistemas aberto e fechado, a massa é variável, a sua eficiência passa a ser uma função não exclusiva da temperatura, mas dependente da massa e para um motor de ciclo diferencial composto por dois processos isocóricos de aquecimento, dois processos isotérmicos também de aquecimento, dois processos isotérmicos de resfriamento e dois processos adiabáticos de expansão, com transferência de massa entre seus subsistemas durante os processos adiabáticos e isocóricos, a eficiência é demonstrada conforme apresentado na equação (c) e figura 9, que demonstra o gráfico da pressão e volume do ciclo.10/27 invention, eliminates the dependence of efficiency exclusively on temperature, the efficiency of any thermal machine depends on its potentials and its potential differentials, while the open and closed systems generate potentials where the gas mass is constant and for this reason they cancel out in the equations, in hybrid systems the mass is not necessarily constant, so they don't cancel out and their efficiencies depend on the potentials from which the driving force originates, that is, the pressures. The hybrid system concept provides potential dependents, proportional to the product of the mass of the working gas by temperature. As in the hybrid system, different from the open and closed systems, the mass is variable, its efficiency becomes a non-exclusive function of the temperature, but depends on the mass and for a differential cycle engine composed of two isochoric heating processes, two isothermal heating processes, two isothermal cooling processes and two adiabatic expansion processes, with mass transfer between their subsystems during the adiabatic and isochoric processes, efficiency is demonstrated as presented in equation (c) and figure 9, which demonstrates the graph of cycle pressure and volume.

[028] Na equação (c), (η) é o rendimento, (Tq) é a temperatura final de aquecimento do processo isocórico e é a temperaturado processo isotérmico de alta temperatura, (Tf) é a temperatura inicial do processo isocórico de aquecimento e é a temperatura do processo isotérmico deresfriamento,baixa temperatura, todas as temperaturas em “Kelvin”, (n-i) é o número de moles dos subsistemas quando estes realizam as isocóricas e isotérmicas de alta temperatura, corresponde ao número de moles das isocóricas (a-b) e (1-2) e das isotérmicas(b-c) e (2-3) do gráfico 41 da figura 9, (n2) é o número de moles dos subsistemas quando estes realizam as isotérmicas de resfriamento, baixa temperatura, e das adiabáticas de expansão, corresponde ao número de moles[028] In equation (c), (η) is the yield, (T q ) is the final heating temperature of the isochoric process and is the high temperature isothermal process temperature, (Tf) is the initial temperature of the isochoric process of heating and is the temperature of the isothermal cooling process, low temperature, all temperatures in "Kelvin", (ni) is the number of moles of the subsystems when they perform the isochoric and high temperature isotherms, corresponds to the number of moles of the isochorics ( ab) e (1-2) and the isotherms (bc) and (2-3) of graph 41 of figure 9, (n 2 ) is the number of moles of the subsystems when they perform the cooling, low temperature isotherms, and adiabatic expansion, corresponds to the number of moles

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 28/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 28/47

11/27 das isotérmicas (d-a), (4-1) e das adiabáticas (c-d) e (3-4) do gráfico 41 da figura 9.11/27 of isotherms (d-a), (4-1) and adiabatic (c-d) and (3-4) of graph 41 of figure 9.

[029] A dependência de altas temperaturas da maioria dos motores do atual estado da técnica levam tambémà dependência de combustíveis com alto poder calorífico, dificultando o uso de fontes limpas as quais normalmente oferecem menor temperatura, O conceito de ciclo diferencial sob o sistema híbrido, e fluido de trabalho cujos processos não obriguem a troca de fase física, elimina esta obrigatoriedade da dependência de altas temperaturas, O conceito diferencial onde o ciclo opera sempre dois processos por vez,26 e 27 da figura 5, simultaneamente e interdependentes, viabiliza máquinas que possam operar com baixas temperaturas e por consequência, as fontes limpas renováveis, como a termossolar, geotermal, passam a ser plenamente viáveis e suas eficiências passam a ter a massa, ou número de moles, como mostrado na equação (c), como parâmetro para a obtenção de eficiências melhores, mesmo com diferenciais de temperatura relativamente baixos, e viabiliza também, máquinas a combustão com maior capacidade de aproveitamento da energia através do processo de transferência do calor da exaustão para os processos isocóricos do motor, inexistentes nas demais máquinas conhecidas. [030] Os principais ciclos termodinâmicos conhecidos, Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe, Stirling, Ericsson, Rankine e o ciclo Carnot executam um único processo por vez sequencialmente, conforme mostrado na figura 2, referenciado ao ciclo mecânico dos elementos de força motriz, seu controle é uma função direta da alimentação da fonte de energia, por sua vez, os ciclos diferenciais do sistema híbrido, executam dois processos por vez, mostrados na figura 5, viabilizando o controle do ciclo termodinâmico separado do ciclo mecânico, o ciclo pode ser modulado e desta forma o ciclo mecânico passa a ser uma consequência do ciclo termodinâmico e não mais o contrário. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [031] Os motores de ciclos diferenciais são caracterizados por possuírem dois subsistemas de conversão de energia, formando um sistema[029] The dependence on high temperatures of most engines of the current state of the art also leads to dependence on fuels with high calorific value, making it difficult to use clean sources which normally offer a lower temperature. The concept of differential cycle under the hybrid system, and work fluid whose processes do not require the change of physical phase, eliminates this mandatory dependence on high temperatures. The differential concept where the cycle always operates two processes at a time, 26 and 27 in figure 5, simultaneously and interdependently, enables machines that can operate at low temperatures and, consequently, clean renewable sources, such as thermosolar, geothermal, become fully viable and their efficiencies have the mass, or number of moles, as shown in equation (c), as a parameter for obtaining better efficiencies, even with relatively low temperature differentials, and combustion machines with r ability to harness energy through the process of transferring heat from the exhaust to the isochoric processes of the engine, which do not exist in other known machines. [030] The main known thermodynamic cycles, Otto, Atkinson, Diesel, Sabathe, Stirling, Ericsson, Rankine and the Carnot cycle perform one process at a time sequentially, as shown in figure 2, referring to the mechanical cycle of the driving force elements, its control is a direct function of the power supply of the energy source, in turn, the differential cycles of the hybrid system, perform two processes at a time, shown in figure 5, enabling the control of the thermodynamic cycle separate from the mechanical cycle, the cycle can be modulated and in this way the mechanical cycle becomes a consequence of the thermodynamic cycle and no longer the other way around. DESCRIPTION OF THE INVENTION [031] Differential cycle motors are characterized by having two energy conversion subsystems, forming a system

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 29/47 mn híbrido,representado por 21 e 23 da figura 4, cada subsistema executa um ciclo referenciado ao outro subsistema de modo a executarem sempre dois processos simultâneos e interdependentes. De outra forma, considerando um sistema híbrido com propriedades dos sistemas aberto e do fechado simultaneamente, diz-se que o sistema executa um ciclo termodinâmico composto, figura 5, isto é, executa sempre dois processos por vez simultâneos 26 e 27 da figura 5, interdependentes, inclusive com transferência de massa. Portanto trata-se de motores e ciclos completamente distintos dos motores e ciclos baseados nos sistemas aberto ou fechado. Na figura 6 pode ser observada a relação entre o sistema híbrido e o ciclo termodinâmico diferencial. [032] O conceito de sistema termodinâmico híbrido é novo, é caracterizado por dois subsistemas de conversão de energia interdependentes e entre eles há troca de matéria e energia e ambos fornecem para fora de seus limites, energia em forma de trabalho e parte da energia em forma de calor dissipada. Este sistema termodinâmico foi criado no século XXI e oferece novas possibilidades para o desenvolvimento de motores térmicos.Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 29/47 hybrid mn, represented by 21 and 23 of figure 4, each subsystem executes a cycle referenced to the other subsystem in order to always execute two simultaneous and interdependent processes. Otherwise, considering a hybrid system with properties of both open and closed systems simultaneously, it is said that the system performs a compound thermodynamic cycle, figure 5, that is, it always performs two simultaneous processes 26 and 27 in figure 5, interdependent, including mass transfer. So these are engines and cycles that are completely different from engines and cycles based on open or closed systems. Figure 6 shows the relationship between the hybrid system and the differential thermodynamic cycle. [032] The concept of a hybrid thermodynamic system is new, it is characterized by two interdependent energy conversion subsystems and between them there is exchange of matter and energy and both supply out of their limits, energy in the form of work and part of the energy in form of heat dissipated. This thermodynamic system was created in the 21st century and offers new possibilities for the development of thermal engines.

[033] A presente invenção trás evoluções importantes para a conversão de energia térmica em mecânica seja esta para uso em geração de energia ou outro uso, como força mecânica para movimentação e tração. Algumas das principais vantagens que podem ser constatadas são: a total flexibilidade quanto à fonte da energia (calor), a independência de atmosfera, não necessita de atmosfera para que um motor do ciclo diferencial possa operar, a flexibilidade quanto às temperaturas, o motor de ciclo diferencial pode ser projetado para funcionar em uma faixa muito extensa de temperatura, bem superior à maioria dos motores fundamentados nos sistemas aberto e fechado, inclusive, um motor de ciclo diferencial pode ser projetado para funcionar com ambas as temperaturas abaixo de zero grau Celsius, basta que as condições de projeto promovam a expansão e contração do gás de trabalho e basta que os materiais escolhidos para a sua construção tenham as propriedades para executar as suas funções operacionais nas temperaturas de projeto. Outras[033] The present invention brings important developments for the conversion of thermal energy into mechanics, whether for use in power generation or other use, as mechanical force for movement and traction. Some of the main advantages that can be verified are: the total flexibility as to the energy source (heat), the independence of atmosphere, does not need atmosphere so that a motor of the differential cycle can operate, the flexibility as to temperatures, the motor of differential cycle can be designed to operate over a very wide temperature range, well above most motors based on open and closed systems, including a differential cycle motor can be designed to work with both temperatures below zero degrees Celsius, it is enough that the design conditions promote the expansion and contraction of the working gas and it is enough that the materials chosen for its construction have the properties to perform their operational functions at the design temperatures. Others

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 30/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 30/47

13/27 vantagens importantes que distinguem o motor de ciclo diferencial fundamentado no sistema híbrido é a sua controlabilidade em função da facilidade na modulação dos processos termodinâmicos e em projetos de motores que dispensam o uso de motores de partida, ou no mínimo, estes seriam de pequeno porte, em função da facilidade de gerar um torque por meio do diferencial de forças propiciado pelo sistema formado por duas câmaras de conversão de energia, isto é, dois subsistemas. Portanto as vantagens constatadas abrangem a flexibilidade das fontes, promovendo o uso de fontes limpas e renováveis como as vantagens operacionais, podendo operar teoricamente em quaisquer faixas de temperatura e sua propriedade de controle da rotação e torque.13/27 important advantages that distinguish the differential cycle engine based on the hybrid system is its controllability due to the ease in modulating thermodynamic processes and in engine designs that do not require the use of starters, or at least, these would be small, due to the ease of generating torque through the differential forces provided by the system formed by two energy conversion chambers, that is, two subsystems. Therefore, the verified advantages include the flexibility of the sources, promoting the use of clean and renewable sources as the operational advantages, being able to operate theoretically in any temperature ranges and its property of speed and torque control.

[034] O motor de ciclo diferencial baseado no conceito de sistema híbrido poderá ser construído com materiais e técnicas semelhantes aos motores convencionais de combustão interna e motores de ciclo Stirling e Ericsson, como se trata de um motor que trabalha com gás em circuito fechado, considerando o sistema completo, isto é, o sistema completo é formado por dois subsistemas termodinâmicos integrados, 418 e 420, mostrados na figurai 0, configurando um sistema termodinâmico híbrido, cada subsistema é formado por uma câmara, 423 e 424, contendo gás de trabalho e cada uma destas câmaras, são formadas por quatro subcâmaras, uma aquecida pela combustão411 e 414, uma aquecida pela exaustão 412 e 413, uma resfriada49 e 416, e outra isolada 410 e 415,conectado a estas duas câmaras há um elemento de força motriz 419, entre os subsistemas há um elemento de transferência de massa 421 que participa do ciclo termodinâmico, portanto os subsistemas são abertos entre si, entre o sistema completo e o meio externo, é considerado fechado, estes dois subsistemas executam simultaneamente cada um deles, um ciclo de quatro processos interdependentes formando um ciclo termodinâmico diferencial, indicado por41 na figura 9, único, de oito processos, sendo dois deles isocóricos de aquecimento pela exaustão(a-b) e (1-2), dois isotérmicos de aquecimento pela combustão (b-c) e (2-3), dois adiabáticos de[034] The differential cycle engine based on the hybrid system concept can be built with materials and techniques similar to conventional internal combustion engines and Stirling and Ericsson cycle engines, as it is a gas-powered engine, considering the complete system, that is, the complete system is formed by two integrated thermodynamic subsystems, 418 and 420, shown in figure 0, configuring a hybrid thermodynamic system, each subsystem is formed by a chamber, 423 and 424, containing working gas and each of these chambers, consists of four sub-chambers, one heated by combustion411 and 414, one heated by exhaust 412 and 413, one cooled49 and 416, and the other isolated 410 and 415, connected to these two chambers there is a driving force element 419, between the subsystems there is a mass transfer element 421 that participates in the thermodynamic cycle, so the subsystems are open to each other, between the complete system and the external environment, it is considered closed, these two subsystems simultaneously execute each of them, a cycle of four interdependent processes forming a differential thermodynamic cycle, indicated by 41 in figure 9, unique, of eight processes, two of them isochoric of heating by exhaustion (ab ) and (1-2), two combustion heating isotherms (bc) and (2-3), two adiabatic

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 31/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 31/47

14/27 expansão (c-d) e (3-4) e dois processos isotérmicos de resfriamento (d-a) e (41), com transferência de massa variável que ocorre durante os processos adiabáticos e isocóricos. Este conceito em circuito fechado de gás de trabalho com relação ao meio externo indica que o sistema deve ser vedado, ou em alguns casos, vazamentos podem ser admitidos, desde que compensados. Materiais adequados para esta tecnologia devem ser observados, são semelhantes, neste aspecto, às tecnologias de projetos de motores de ciclo Stirling e Ericsson e Brayton do sistema fechado. O gás de trabalho depende do projeto, de sua aplicação e dos parâmetros utilizados, o gás poderá ser vários, cada um proporcionará particularidades específicas, como exemplo,os seguintes gases podem ser sugeridos: hélio, hidrogênio, nitrogênio, ar seco, neon, entre outros.14/27 expansion (c-d) and (3-4) and two isothermal cooling processes (d-a) and (41), with variable mass transfer that occurs during adiabatic and isochoric processes. This concept of closed working gas circuit with respect to the external environment indicates that the system must be sealed, or in some cases, leaks can be admitted, provided they are compensated. Suitable materials for this technology must be observed, they are similar, in this aspect, to the design technologies of Stirling and Ericsson and Brayton cycle engines of the closed system. The working gas depends on the project, its application and the parameters used, the gas may be several, each will provide specific features, for example, the following gases can be suggested: helium, hydrogen, nitrogen, dry air, neon, among others.

[035] As câmaras de conversão, itens que caracterizam o sistema híbrido, poderão ser construídas com diversos materiais, dependendo das temperaturas de projeto, do gás de trabalho utilizado, das pressões envolvidas, do ambiente e condições de operação. Estas câmaras possuem cada uma, quatrosubcâmaras e estas devem ser projetadas observando a exigência de isolamento térmico entre si para minimizar o fluxo direto de energia a partir das áreas quentes para as frias, esta condição é importante para a eficiência geral do sistema. Estas câmaras possuem internamente elementos que movimentam o gás de trabalho entre as subcâmaras quentes da combustão e exaustão, fria do resfriamento e isoladas, estes elementos podem ser de diversas formas geométricas, depende da exigência e dos parâmetros do projeto, poderá, por exemplo, ser em forma de discos, em forma cilíndrica ou outra que permita a movimentação do gás de trabalho de forma controlada entre as subcâmaras. [036] O elemento de transferência de massa, 421 da figura 10, interliga as duas câmaras, 423 e 424, este elemento é o responsável pela transferência de parte da massa de gás de trabalho entre as câmaras que ocorre em momento específico durante os processos adiabáticos e isocóricos. Este elemento poderá ser projetado de várias formas dependendo das exigências do projeto,[035] The conversion chambers, items that characterize the hybrid system, can be built with different materials, depending on the design temperatures, the working gas used, the pressures involved, the environment and operating conditions. These chambers each have four sub-chambers and these must be designed observing the requirement of thermal insulation between themselves to minimize the direct flow of energy from hot to cold areas, this condition is important for the overall efficiency of the system. These chambers internally have elements that move the working gas between the hot combustion and exhaust sub-chambers, cold cooling and insulated, these elements can be of different geometric shapes, depending on the requirement and the parameters of the project, it can, for example, be in the form of discs, in a cylindrical or other form that allows the movement of the working gas in a controlled manner between the sub-chambers. [036] The mass transfer element, 421 of figure 10, connects the two chambers, 423 and 424, this element is responsible for the transfer of part of the mass of working gas between the chambers that occurs at a specific time during the processes adiabatic and isochoric. This element can be designed in several ways depending on the requirements of the project,

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 32/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 32/47

15/27 poderá operar de modo forçado, por exemplo, em forma de turbina, em forma de pistões ou em outra forma geométrica que lhe permita executar a transferência de massa de parte do gás de trabalho, inclusive por simples válvulas de forma a permitir a passagem do gás pela diferença de pressões. [037] O elemento de força motriz, 419 da figura 10 é o responsável por executar o trabalho mecânico e disponibilizá-lo para usos. Este elemento de força motriz opera pelas forças do gás de trabalho do motor, este elemento poderá ser projetado de várias formas, dependendo das exigências de projeto, poderá, por exemplo, ser em forma de turbina, em forma de pistões com cilindro, bielas, virabrequins, em forma de diafragma ou em outra forma que permita a realização de trabalho a partir das forças do gás durante as conversões termodinâmicas.15/27 may operate in a forced manner, for example, in the form of a turbine, in the form of pistons or in another geometric shape that allows it to perform the mass transfer of part of the working gas, including by simple valves in order to allow the gas flow due to pressure differences. [037] The driving force element, 419 of figure 10 is responsible for performing the mechanical work and making it available for uses. This driving force element operates by the forces of the engine's working gas, this element can be designed in various ways, depending on the design requirements, it can, for example, be in the form of a turbine, in the form of cylinder pistons, connecting rods, crankshafts, in the form of a diaphragm or in another form that allows work to be carried out from the forces of gas during thermodynamic conversions.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [038] As figuras anexas demonstram as principais características e propriedades dos conceitos antigos das máquinas térmicas e as inovações propostas baseadas no sistema híbrido, sendo representadas conforme segue abaixo:DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [038] The attached figures demonstrate the main characteristics and properties of the old concepts of thermal machines and the proposed innovations based on the hybrid system, being represented as follows:

A figura 1 representa o conceito de sistema termodinâmico aberto e o conceito de sistema termodinâmico fechado, o conceito básico de ambos é idêntico;Figure 1 represents the concept of open thermodynamic system and the concept of closed thermodynamic system, the basic concept of both is identical;

A figura 2 representa a característica de todos os ciclos termodinâmicos fundamentados nos sistemas aberto e fechado;Figure 2 represents the characteristic of all thermodynamic cycles based on open and closed systems;

A figura 3 mostra a ideia original da máquina térmica de Carnot, conceituada em 1824 por Nicolas Sadi Carnot;Figure 3 shows the original idea of the Carnot thermal machine, conceptualized in 1824 by Nicolas Sadi Carnot;

A figura 4 representa o conceito de sistema termodinâmico híbrido;Figure 4 represents the concept of a hybrid thermodynamic system;

A figura 5 representa a característica dos ciclos termodinâmicos diferenciais fundamentados no sistema híbrido;Figure 5 represents the characteristic of differential thermodynamic cycles based on the hybrid system;

A figura 6 mostra o sistema termodinâmico híbrido e um ciclo termodinâmico diferencial e o detalhe dos dois processos termodinâmicos que ocorrem simultaneamente;Figure 6 shows the hybrid thermodynamic system and a differential thermodynamic cycle and the detail of the two thermodynamic processes that occur simultaneously;

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A figura 7 mostra o ciclo termodinâmico que ocorre em um dos subsistemas do motor diferencial, mostrando a entrada de energia pela exaustão 32, a entrada de energia pela combustão 33, a transferência de massa 35 para o outro subsistema, o recebimento de massa 36 do outro subsistema, o resfriamento 34;Figure 7 shows the thermodynamic cycle that occurs in one of the subsystems of the differential motor, showing the energy input through the exhaust 32, the energy input through the combustion 33, the mass transfer 35 to the other subsystem, the receiving mass 36 from the another subsystem, cooling 34;

A figura 8 mostra o ciclo termodinâmico que ocorre no outro subsistema, simultâneo e interdependente do anterior, porém sequencial e defasado, mostrando a entrada de energia pela exaustão 39, a entrada de energia pela combustão 310, a transferência de massa 312 para o outro subsistema, o recebimento de massa 313 do outro subsistema, o resfriamento 311;Figure 8 shows the thermodynamic cycle that occurs in the other subsystem, simultaneous and interdependent from the previous one, but sequential and out of phase, showing the energy input through the exhaust 39, the energy input through the combustion 310, the mass transfer 312 to the other subsystem , the mass receipt 313 from the other subsystem, the cooling 311;

A figura 9 mostra o ciclo termodinâmico completo com seus oito processos e o detalhe da transferência de massa que ocorre entre os subsistemas durantes os processos adiabáticos e isocóricos;Figure 9 shows the complete thermodynamic cycle with its eight processes and the detail of the mass transfer that occurs between the subsystems during the adiabatic and isochoric processes;

A figura 10 mostra um modelo mecânico que representa um motor de ciclo diferencial a combustão, com câmaras e subcâmaras capaz de realizar os oito processos termodinâmicos com transferência de massa conforme o ciclo mostrado na figura 9;Figure 10 shows a mechanical model that represents a differential combustion cycle engine, with chambers and sub-chambers capable of carrying out the eight thermodynamic processes with mass transfer according to the cycle shown in figure 9;

A figura 11 mostra em 52 o modelo mecânico de um motor mostrando os principais elementos com as características que lhe permite executar o ciclo termodinâmico de dois processos isocóricos de aquecimento dois processos isotérmicos de aquecimento, dois processos adiabáticos de expansão e dois processos isotérmicos de resfriamento e em 51 mostra exemplificando como os principais elementos mecânicos do motor podem ser projetados e montados;Figure 11 shows in 52 the mechanical model of an engine showing the main elements with the characteristics that allow it to execute the thermodynamic cycle of two isochoric heating processes, two isothermal heating processes, two adiabatic expansion processes and two isothermal cooling processes and in 51 it shows exemplifying how the main mechanical elements of the engine can be designed and assembled;

A figura 12 mostra o modelo mecânico realizando o processo isocórico de aquecimento no primeiro subsistema e o processo adiabático de expansão no segundo subsistema e indica a transferência de massa que ocorre durante estes processos e o sentido do fluxo do mesmo;Figure 12 shows the mechanical model performing the isochoric heating process in the first subsystem and the adiabatic expansion process in the second subsystem and indicates the mass transfer that occurs during these processes and the direction of its flow;

A figura 13 mostra o modelo mecânico realizando o processo isotérmico de aquecimento no primeiro subsistema e o processo isotérmico de resfriamento no segundo subsistema;Figure 13 shows the mechanical model performing the isothermal heating process in the first subsystem and the isothermal cooling process in the second subsystem;

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 34/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 34/47

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A figura 14 mostra o modelo mecânico realizando o processo adiabático de expansão no primeiro subsistema e o processo isocórico de aquecimento no segundo subsistema e indica a transferência de massa que ocorre durante estes processos e o sentido do fluxo do mesmo;Figure 14 shows the mechanical model performing the adiabatic expansion process in the first subsystem and the isochoric heating process in the second subsystem and indicates the mass transfer that occurs during these processes and the direction of its flow;

A figura 15 mostra o modelo mecânico realizando o processo isotérmico de resfriamento no primeiro subsistema e o processo isotérmico de aquecimento no segundo subsistema, finalizando a demonstração do ciclo de oito processos;Figure 15 shows the mechanical model performing the isothermal cooling process in the first subsystem and the isothermal heating process in the second subsystem, ending the demonstration of the eight process cycle;

A figura 16 mostra um exemplo de aplicação do motor de ciclo diferencial para um projeto de um sistema combinado, formando um ciclo combinado com um motor de combustão interna do sistema aberto, indicando especialmente como ocorre a transferência de calor da exaustão no processo isotérmico e como ocorre o aproveitamento do calor da exaustão final, no processo isocórico, demonstrando a vantagem do aproveitamento do calor que este exemplo e ciclo combinado oferece em comparação com os ciclos combinados tradicionais e que, por analogia, exemplifica também o aproveitamento do calor que este ciclo diferencial oferece se aplicado a outros processos a combustão.Figure 16 shows an example of application of the differential cycle engine for a combined system design, forming a combined cycle with an internal combustion engine in the open system, indicating especially how the heat transfer from the exhaust occurs in the isothermal process and how there is the use of heat from the final exhaust, in the isochoric process, demonstrating the advantage of using the heat that this example and combined cycle offers in comparison with traditional combined cycles and which, by analogy, also exemplifies the use of heat that this differential cycle offers if applied to other combustion processes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO [039] O motor de ciclo diferencial constituído por dois processos isocóricos de aquecimento, dois processos isotérmicos de aquecimento e expansão, dois processos adiabáticos de expansão e dois processos isotérmicos de resfriamento com transferência de massa entre os processos adiabáticos e isocóricos é fundamentado em um sistema termodinâmico híbrido por possuir dois subsistemas termodinâmicos interdependentes de conversão de energia os quais cada um realiza um ciclo termodinâmico que interagem-se entre si, podendo trocar calor, trabalho e massa conforme é representado na figura 4. Em 22, na figura 4, é mostrado o sistema híbrido, composto por dois subsistemas indicados por 21 e 23.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [039] The differential cycle engine consisting of two isochoric heating processes, two isothermal heating and expansion processes, two adiabatic expansion processes and two isothermal cooling processes with mass transfer between the adiabatic and isochoric processes is based on a hybrid thermodynamic system because it has two interdependent thermodynamic energy conversion subsystems which each perform a thermodynamic cycle that interact with each other, being able to exchange heat, work and mass as shown in figure 4. In 22, in the figure 4, the hybrid system is shown, composed of two subsystems indicated by 21 and 23.

[040] Na figura 6 é mostrado novamente o sistema termodinâmico híbrido e o[040] Figure 6 shows the hybrid thermodynamic system and the

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 35/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 35/47

18/27 ciclo termodinâmico diferencial, detalhando, neste caso os processos, que quando em um dos subsistemas, no tempo (t1) o ciclo opera com massa (m1), número de mol (n1) e temperatura (Tq), neste mesmo instante, simultaneamente, no outro subsistema, o ciclo opera com massa (m2), número de mol (n2), temperatura (Tf). Em uma máquina baseada em um sistema híbrido, composto por dois subsistemas de conversão de energia, a soma da massa de gás de trabalho é sempre constante (m1 + m2 = cte), porém não necessariamente são constantes nos seus respectivos subsistemas, entre eles pode haver troca de massa.18/27 differential thermodynamic cycle, detailing in this case the processes, that when in one of the subsystems, in time (t1) the cycle operates with mass (m1), number of moles (n1) and temperature (Tq), at this very moment simultaneously, in the other subsystem, the cycle operates with mass (m2), number of moles (n2), temperature (Tf). In a machine based on a hybrid system, composed of two energy conversion subsystems, the sum of the mass of working gas is always constant (m1 + m2 = cte), but they are not necessarily constant in their respective subsystems, among which can be mass exchange.

[041] As figuras 7, 8 e 9 mostram como o ciclo termodinâmico do motor é formado. Na figura 7, 31 mostra o gráfico da pressão e deslocamento volumétrico dosemiciclo (a-b-c-d-a) do subsistema 418, isto é, uma das metades do ciclo termodinâmico do motor, a energia 32 forma o processo isocórico (a-b) de aquecimento, esta é a energia de exaustão de menor temperatura da fonte, a energia 33 forma o processo isotérmico (b-c) de aquecimento, esta é a energia de maior temperatura da fonte formada por uma câmara de combustão ou por um trocador isotérmico conectado no segmento mais quente da descarga de combustão de uma fonte de calor normalmente por combustão, após o processo isotérmico de aquecimento ocorre o processo adiabático de expansão (c-d) e simultaneamente ocorre uma fase de transferência demassa de gás 35 de um dos subsistemas para o outro subsistema, no detalhe 313, onde neste instante estará ocorrendo o processo isocórico de aquecimento, na sequência ocorre o processo isotérmico de resfriamento e compressão (d-a) cuja energia retirada é indicada por 34 e assim são concluídos os processos do primeiro semiciclo.[041] Figures 7, 8 and 9 show how the thermodynamic cycle of the motor is formed. In figure 7, 31 shows the graph of the pressure and volumetric displacement of the bicycle (abcda) of subsystem 418, that is, one of the halves of the thermodynamic cycle of the engine, the energy 32 forms the isochoric process (ab) of heating, this is the energy exhaust source of lower temperature of the source, energy 33 forms the isothermal process (bc) of heating, this is the energy of the highest temperature of the source formed by a combustion chamber or by an isothermal exchanger connected in the hottest segment of the combustion discharge from a heat source normally by combustion, after the isothermal heating process there is an adiabatic expansion process (cd) and simultaneously a phase of excess gas transfer 35 from one of the subsystems to the other subsystem occurs, in detail 313, where in this the isochoric heating process is taking place, then the isothermal cooling and compression (da) process takes place, whose energy withdrawal is indicated by 34 and so are the first semicycle has been completed.

[042] O ciclo completo é formado por dois semiciclos interdependentes, o segundo semiciclo (1-2-3-4-1) do subsistema 420 que ocorre simultaneamente ao primeiro, descrito do parágrafo anterior, é indicado por 38 na figura 8, a energia 39 forma o processo isocórico (1-2) de aquecimento que ocorre simultaneamente ao processo adiabático (c-d) do outro semiciclo, esta é a[042] The complete cycle consists of two interdependent semicycles, the second semicycle (1-2-3-4-1) of subsystem 420 that occurs simultaneously with the first, described in the previous paragraph, is indicated by 38 in figure 8, the energy 39 forms the isochoric process (1-2) of heating that occurs simultaneously with the adiabatic process (cd) of the other semicycle, this is the

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 36/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 36/47

19/27 energia de exaustão de menor temperatura da fonte, a energia 310 forma o processo isotérmico (2-3) de aquecimento que ocorre simultaneamente ao processo isotérmico (d-a) do outro semiciclo, esta é a energia de maior temperatura da fonte formada por uma câmara de combustão ou por um trocador isotérmico conectado no segmento mais quente da descarga de combustão de uma fonte de calor normalmente por combustão, após o processo isotérmico de aquecimento ocorre o processo adiabático de expansão (3-4) e simultaneamente ocorre uma fase de transferência de massa de gás 312 deste subsistema para o outro subsistema, no detalhe 36, onde neste instante estará ocorrendo o processo isocórico de aquecimento (a-b) indicado por 32, na sequência ocorre o processo isotérmico de resfriamento e compressão (4-1) que ocorre simultaneamente ao processo isotérmico (b-c) do outro semiciclo, cuja energia retirada é indicada por 311 e assim são concluídos os processos do segundo semiciclo.19/27 lower temperature exhaust energy from the source, energy 310 forms the isothermal process (2-3) of heating that occurs simultaneously with the isothermal process (da) of the other semicycle, this is the energy of the higher temperature of the source formed by a combustion chamber or by an isothermal exchanger connected to the hottest segment of the combustion discharge from a heat source normally by combustion, after the isothermal heating process the adiabatic expansion process occurs (3-4) and simultaneously a phase of mass transfer of gas 312 from this subsystem to the other subsystem, in detail 36, where at this moment the isochoric heating process (ab) indicated by 32 will be taking place, then the isothermal cooling and compression process (4-1) will take place. it occurs simultaneously with the isothermal process (bc) of the other semicycle, whose energy is indicated by 311 and thus the processes of the second semicycle are concluded.

[043] A figura 9 mostra o ciclo termodinâmico completo, formado por dois processos isocóricos de aquecimento (a-b) e (1-2) por onde entra energia 42 da exaustão de menor temperatura, dois processos de aquecimento e expansão isotérmicos (b-c) e (2-3) na temperatura quente (Tq) por onde entra a energia de maior temperatura 43, dois processos de expansão adiabáticos (cd) e (3-4) onde ocorrem também as fases de transferência de massa para os processos isocóricos e dois processos isotérmicos de resfriamento (d-a) e (4-1) na temperatura fria (Tf) por onde a energia não convertida em trabalho é descartada 44. Os dois semiciclos são realizados cada um no seu subsistema, um no subsistema 418 e o outro no subsistema 420 do motor 45 mostrado na figura 10, e interagem-se entre si com transferência de massa e de energia. [044] A figura 10 mostra o modelo de motor baseado no sistema termodinâmico híbrido, contendo dois subsistemas de conversão de energia indicado por 418 e 420 contendo gás de trabalho. Cada subsistema possui sua câmara de conversão de energia423 e 424, um elemento de força motriz 419.Fazendo conexão entre os subsistemas para os processos de[043] Figure 9 shows the complete thermodynamic cycle, formed by two isochoric heating processes (ab) and (1-2) through which energy 42 comes from the lower temperature exhaust, two isothermal heating and expansion processes (bc) and (2-3) at the hot temperature (Tq) through which the higher temperature energy comes in, two adiabatic expansion processes (cd) and (3-4) where the mass transfer phases for the isochoric processes also occur and two isothermal cooling processes (da) and (4-1) at cold temperature (Tf) where energy not converted into work is discarded 44. The two semicycles are carried out each in its subsystem, one in subsystem 418 and the other in subsystem 420 of motor 45 shown in figure 10, and interact with each other with mass and energy transfer. [044] Figure 10 shows the engine model based on the hybrid thermodynamic system, containing two energy conversion subsystems indicated by 418 and 420 containing working gas. Each subsystem has its energy conversion chamber423 and 424, a driving force element 419. Making connection between the subsystems for the processes of

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 37/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 37/47

20/27 transferência de massa há um elemento de transferência de massa 421. Cada uma das câmaras de cada um dos subsistemas é formada por quatro subcâmaras, a câmara 423 é formada por uma subcâmara de aquecimento isocórico 412, uma subcâmara de aquecimento isotérmico 411, uma subcâmara isolada para expansão adiabática 410 e uma subcâmara de resfriamento isotérmico 49 e como exaustão dos gases de saída do subsistema, o canal 422 conjugado ou não com o canal de exaustão da outra câmara. A câmara 424 é formada por uma subcâmara de aquecimento isocórico 413, uma subcâmara de aquecimento isotérmico 414, uma subcâmara isolada para expansão adiabática 415 e uma subcâmara de resfriamento isotérmico 416 e como exaustão dos gases de saída do subsistema, o canal 422 conjugado ou não com o canal de exaustão da outra câmara. Um sistema de resfriamento formado por um trocador de calor 46, uma ventoinha, elemento de resfriamento forçado 417 e dutos de entrada e saída de fluido de resfriamento 47 e 48 desempenham a função de retirar o calor das subcâmaras de resfriamento isotérmico 49 e 416.20/27 mass transfer there is a mass transfer element 421. Each of the chambers of each of the subsystems is formed by four sub-chambers, the chamber 423 is formed by an isochoric heating sub-chamber 412, an isothermal heating sub-chamber 411, an isolated sub-chamber for adiabatic expansion 410 and an isothermal cooling sub-chamber 49 and as an exhaust gas from the subsystem outlet, channel 422 conjugated or not with the exhaust channel of the other chamber. The chamber 424 is formed by an isochoric heating sub-chamber 413, an isothermal heating sub-chamber 414, an isolated sub-chamber for adiabatic expansion 415 and an isothermal cooling sub-chamber 416 and as an exhaust gas from the subsystem, channel 422 conjugated or not with the exhaust chamber of the other chamber. A cooling system formed by a heat exchanger 46, a fan, forced cooling element 417 and cooling fluid inlet and outlet ducts 47 and 48 perform the function of removing the heat from the isothermal cooling sub-chambers 49 and 416.

[045] A figura 11 mostra o modelo que caracteriza um motor de ciclo diferencial em 52 e em 51 mostra como podem ser desenhados geometricamente os principais elementos com as características que lhe permite executar o ciclo termodinâmico de dois processos isocóricos de aquecimento dois processos isotérmicos de aquecimento e expansão, dois processos adiabáticos de expansão e dois processos isotérmicos de resfriamento e compressão, com transferência de massa entre os subsistemas durantes os processos adiabáticos e isocóricos. Os elementos que formam cada câmara são compostos por um módulo de aquecimento isocórico 53 o qual constitui o segmento mais frio da exaustão do calor que é conectado à saída do módulo de aquecimento isotérmico 54, a parte mais quente, ao lado do módulo de aquecimento isotérmico se encontra o módulo isolado 56 onde ocorre o processo adiabático e ao lado do módulo isolado se encontra o módulo de resfriamento isotérmico 55 o qual também se encontra ao lado do[045] Figure 11 shows the model that features a differential cycle motor in 52 and 51 shows how the main elements can be geometrically designed with the characteristics that allows it to perform the thermodynamic cycle of two isochoric heating processes, two isothermal processes of heating and expansion, two adiabatic expansion processes and two isothermal cooling and compression processes, with mass transfer between the subsystems during the adiabatic and isochoric processes. The elements that form each chamber are composed of an isochorical heating module 53 which constitutes the coldest section of the heat exhaustion that is connected to the outlet of the isothermal heating module 54, the hottest part, next to the isothermal heating module the isolated module 56 is located where the adiabatic process occurs and next to the isolated module is the isothermal cooling module 55 which is also located next to the

Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 38/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 38/47

21/27 módulo de aquecimento isocórico formando um disco geométrico. Junto ao módulo de aquecimento isotérmico se encontra uma câmara de combustão 59, esta em alguns casos pode ser formada por um trocador de outro processo por combustão, uma saída da exaustão de gases quentes de outro motor a combustão, por exemplo. Em 513 é indicado a alimentação de combustível, caso o motor for projetado para operar por combustão e em 58 é indicado a exaustão de gases quentes conectado à saída do módulo de aquecimento isocórico. O módulo 510 é um disco com espessura tal de modo que o detalhe indicado por 511 forma um volume com área relativamente grande e profundidade relativamente pequena, dependendo dos requisitos de cada projeto onde o gás de trabalho é alojado e transportado entres as quatro subcâmaras para executar os processos que formam o ciclo termodinâmico do motor. O módulo 514 corresponde a uma tampa posterior hermética do motor e o módulo 515 corresponde a uma tampa frontal hermética do motor por onde um eixo 517 o transpassa para ser acionado pelo eixo principal do motor 516. O módulo 57 é o elemento de transferência de massa de gás entre os subsistemas que formam o motor e este pode ser uma válvula que é aberta em determinado instante durante os processos adiabáticos e isocóricos, o segundo subsistema do motor está sendo representado por 518. O desenho indicado por 51 representa os elementos principais que forma cada um dos dois subsistemas que formam um motor de ciclo diferencial.21/27 isochoric heating module forming a geometric disk. Next to the isothermal heating module is a combustion chamber 59, which in some cases may be formed by an exchanger from another combustion process, an outlet from the exhaust of hot gases from another combustion engine, for example. In 513 the fuel supply is indicated, if the engine is designed to operate by combustion and in 58, the exhaust of hot gases connected to the outlet of the isochoric heating module is indicated. Module 510 is a disk with a thickness such that the detail indicated by 511 forms a volume with relatively large area and relatively small depth, depending on the requirements of each project where the working gas is housed and transported between the four sub-chambers to execute the processes that form the thermodynamic cycle of the engine. Module 514 corresponds to an airtight back cover of the motor and module 515 corresponds to an airtight front cover of the motor through which an axis 517 passes through it to be driven by the main axis of the motor 516. Module 57 is the mass transfer element of gas between the subsystems that make up the engine and this can be a valve that is opened at a certain time during the adiabatic and isochoric processes, the second engine subsystem is being represented by 518. The drawing indicated by 51 represents the main elements that form each of the two subsystems that form a differential cycle motor.

[046] As figuras 12, 13, 14 e15 mostram como ocorrem mecanicamente os oito processos, dois isocóricos de aquecimento (a-b) e (1-2), dois isotérmicos de aquecimento e expansão (b-c) e (2-3), dois adiabáticos de expansão (c-d) e (3-4) e dois isotérmicos de resfriamento e compressão (d-a) e (4-1) com transferência de massa entre os processos adiabáticos e isocóricos. Na figura 12, o subsistema 418 transporta o gás de trabalho para a subcâmara aquecida pelo segmento de menor temperatura da combustão indicado por 62, o gás de trabalho executa o processo isocórico de aquecimento (a-b) mostrado no gráfico 41 da figura 9, simultaneamente o subsistema 420 transporta o gás de[046] Figures 12, 13, 14 and 15 show how the eight processes occur mechanically, two heating isochorics (ab) and (1-2), two heating and expansion isotherms (bc) and (2-3), two expansion adiabatic (cd) and (3-4) and two cooling and compression isotherms (da) and (4-1) with mass transfer between the adiabatic and isochoric processes. In figure 12, subsystem 418 transports the working gas to the heated sub-chamber for the lowest combustion temperature segment indicated by 62, the working gas performs the isochoric heating process (ab) shown in figure 41 of figure 9, simultaneously the subsystem 420 carries gas from

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22/27 trabalho para a subcâmara isolada termicamente indicado por 63, o gás de trabalho executa o processo adiabático de expansão (3-4) e simultaneamente ocorre a transferência de massa de gás da subcâmara que está executando o processo adiabático para a subcâmara que está executando o processo isocórico indicado por 67, na sequência na figura 13 o subsistema 418 transporta o gás de trabalho para a subcâmara aquecida pelo segmento de combustão ou de maior temperatura da combustão indicado por 65, o gás de trabalho executa o processo isotérmico de aquecimento e expansão (b-c) mostrado no gráfico 41 da figura 9, simultaneamente o subsistema 420 transporta o gás de trabalho para a subcâmara de resfriamento e compressão isotérmica indicado por 66, o gás de trabalho executa o processo isotérmico de resfriamento e compressão (4-1), na sequência na figura 14 o subsistema 418 transporta o gás de trabalho para a subcâmara isolada termicamente indicado por 72, o gás de trabalho executa o processo adiabático de expansão (c-d) mostrado no gráfico 41 da figura 9, simultaneamente o subsistema 420 transporta o gás de trabalho para a subcâmara aquecida pelo segmento de menor temperatura da combustão indicado por 73, o gás de trabalho executa o processo isocórico de aquecimento (1-2) mostrado no gráfico 41 da figura 9 e simultaneamente ocorre a transferência de massa da subcâmara que está executando o processo adiabático para a subcâmara que está executando o processo isocórico, indicado por 77, na sequência na figura 15 o subsistema 418 transporta o gás de trabalho para a subcâmara de resfriamento isotérmico indicado por 75, o gás de trabalho executa o processo isotérmico de resfriamento e compressão (d-a), mostrado no gráfico 41 da figura 9, simultaneamente o subsistema 420 transporta o gás de trabalho para a subcâmara de aquecimento e expansão isotérmica indicado por 76, o gás de trabalho executa o processo isotérmico de aquecimento e expansão (2-3), finalizando o ciclo termodinâmico.22/27 working for the thermally insulated sub-chamber indicated by 63, the working gas performs the adiabatic expansion process (3-4) and simultaneously the mass transfer of gas from the sub-chamber that is performing the adiabatic process to the sub-chamber that is executing the isochoric process indicated by 67, in the sequence in figure 13, subsystem 418 transports the working gas to the sub-chamber heated by the combustion or higher combustion temperature segment indicated by 65, the working gas performs the isothermal heating process and expansion (bc) shown in graph 41 of figure 9, simultaneously subsystem 420 transports the working gas to the isothermal cooling and compression sub-chamber indicated by 66, the working gas performs the isothermal cooling and compression process (4-1) , in the sequence in figure 14 the subsystem 418 transports the working gas to the thermally insulated sub-chamber indicated by 72, the working gas executes the process the expansion adiabatic (cd) shown in graph 41 of figure 9, simultaneously subsystem 420 transports the working gas to the heated sub-chamber for the lowest combustion temperature segment indicated by 73, the working gas performs the isochoric heating process ( 1-2) shown in graph 41 of figure 9 and simultaneously the mass transfer from the sub-chamber that is executing the adiabatic process to the sub-chamber that is executing the isochoric process, indicated by 77, in the sequence in figure 15, subsystem 418 transports the working gas for the isothermal cooling sub-chamber indicated by 75, the working gas performs the isothermal cooling and compression process (da), shown in graph 41 of figure 9, simultaneously subsystem 420 transports the working gas to the sub-chamber isothermal heating and expansion indicated by 76, the working gas performs the isothermal heating and expansion process (2-3), ending the thermodynamic cycle mico.

[047] A tabela 1 mostra processo por processo que formam o ciclo diferencial de oito processos do motor térmico mostrados passo a passo, com dois[047] Table 1 shows process by process that form the differential cycle of eight thermal engine processes shown step by step, with two

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23/27 processos isocóricos, quatro processos isotérmicos edois processos adiabáticos e etapas de transferência de massa.23/27 isochoric processes, four isothermal processes and two adiabatic processes and mass transfer steps.

Tabela 1Table 1

Passo Step Processo Process Subsistema 418 Ciclo (a-b-c-d-a) Subsystem 418 Cycle (a-b-c-d-a) Subsistema 420 Ciclo (1-2-3-4-1) 420 Cycle Subsystem (1-2-3-4-1) Elemento de transferência de massa 421 Mass transfer element 421 1 1 a-b / 3-4 a-b / 3-4 I socóricodeaq ueci me nto I socialized here Adiabático de expansão Adiabatic expansion Aberto (Transferência) Open (Transfer) 2 2 b-c/4-1 b-c / 4-1 Isotérmico de expansão e aquecimento. Expansion and heating isotherm. Isotérmico de compressãoe resfriamento Compression and cooling isotherm Fechado Closed 3 3 c-d /1-2 c-d / 1-2 Adiabático de expansão Adiabatic expansion Isocórico de aquecimento Heating isochoric Aberto (Transferência) Open (Transfer) 4 4 d-a / 2-3 d-a / 2-3 Isotérmico compressãoe resfriamento Isothermal compression cooling Isotérmico de expansãoe aquecimento Expansion and heating isotherm Fechado Closed

[048] Portanto, conforme exposto na tabela 1, o ciclo diferencial executado em quatro passos é composto por dois processos isocóricos de aquecimento com recebimento de massa, dois processos isotérmicos também de aquecimento, dois processos adiabáticos de expansão com transferência de massa e dois processos isotérmicos de resfriamento compondo oito transformações termodinâmicas, também chamados de processos, que formam o ciclo diferencial do motor, sendo um processo ou transformação de aquecimento isocórico (a-b) de um dos subsistemas que ocorre simultaneamente a outro processo ou transformação de expansão adiabática (3-4) do outro subsistema, havendo transferência de massa neste processo, e um processo ou transformação de aquecimento e expansão isotérmica de alta temperatura (b-c) de um dos subsistemas que ocorre simultaneamente a outro processo ou transformação de resfriamento e compressão isotérmica de baixa temperatura (4-1) do outro subsistema, e um processo ou transformação de expansão adiabática (c-d) de um dos subsistemas que ocorre simultaneamente a outro processo ou transformação de aquecimento isocórico (1-2) do outro subsistema, havendo transferência de massa neste processo, e um processo ou transformação de resfriamento e compressão isotérmica de baixa[048] Therefore, as shown in Table 1, the differential cycle performed in four steps consists of two isochoric heating processes with mass receipt, two isothermal processes also for heating, two adiabatic expansion processes with mass transfer and two processes cooling isotherms composing eight thermodynamic transformations, also called processes, that form the differential cycle of the engine, being a process or transformation of isochoric heating (ab) of one of the subsystems that occurs simultaneously to another process or transformation of adiabatic expansion (3- 4) from the other subsystem, with mass transfer in this process, and a process or transformation of heating and isothermal expansion of high temperature (bc) of one of the subsystems that occurs simultaneously to another process or transformation of cooling and compression of isothermal low temperature ( 4-1) of the other subsystem, and an exp process or transformation adiabatic anion (c-d) of one of the subsystems occurring simultaneously with another isochoric heating process or transformation (1-2) of the other subsystem, with mass transfer in this process, and a low isothermal cooling and compression process or transformation

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24/27 temperatura (d-a) de um dos subsistemas que ocorre simultaneamente a outro processo ou transformação de aquecimento e expansão isotérmica de alta temperatura (2-3) do outro subsistema, e dois processos de transferência de energia associada à massa 35 e 312 que ocorrem simultaneamente aos processos adiabáticos e isocóricos.24/27 temperature (da) of one of the subsystems that occurs simultaneously with another heating process or transformation and high temperature isothermal expansion (2-3) of the other subsystem, and two energy transfer processes associated with mass 35 and 312 that occur simultaneously with adiabatic and isochoric processes.

[049] Este ciclo diferencial de um motor composto por dois subsistemas baseado no conceito de sistema híbrido, cuja curva da pressão e do volume é indicado nas figuras7, 8, e 9 são equacionados como segue. Os processos isocóricos de entrada de energia,aquecimento (a-b) e (1-2) são realizados com (n1) mol de gás, porém apenas (n2) mol de gás recebe energia externa e são representados pelas expressões (d) e (e), dois processos isotérmicos de entrada de energia e expansão (b-c) e (2-3) são representados pelas expressões (f) e (g) porém com (n1) mol de gás, os processos adiabáticos de expansão (c-d) e (3-4) são realizados com (n2) mol, pois parte da massa de gás é transferida para o processo isocórico do outro subsistema,e são representados pelas expressões (h) e (i), a energia descartada, liberada ao ambiente, ocorre por meio de dois processos isotérmicos de resfriamento e compressão (d-a) e (4-1) e são representados pelas expressões 0) e (k). As expressões revelam que parte da energia associada à massa, é conservada e produz o efeito de manter o diferencial de potencial responsável por gerar trabalho e, portanto, esta fração não pode ser utilizada para gerar trabalho, portanto fica claro que se a fração de massa e sua energia associada for utilizada para gerar trabalho, ela não poderá ser usada para o diferencial de potencial e a eficiência cairá. As expressões consideram o sinal do sentido do fluxo das energias.[049] This differential cycle of an engine composed of two subsystems based on the concept of a hybrid system, whose pressure and volume curve is shown in Figures 7, 8, and 9 are equated as follows. The isochoric energy input, heating (ab) and (1-2) processes are performed with (n1) mol of gas, but only (n2) mol of gas receives external energy and are represented by the expressions (d) and (e ), two isothermal processes of energy input and expansion (bc) and (2-3) are represented by the expressions (f) and (g) but with (n1) mol of gas, the adiabatic expansion (cd) and ( 3-4) are carried out with (n2) mol, since part of the gas mass is transferred to the isochoric process of the other subsystem, and are represented by the expressions (h) and (i), the discharged energy, released to the environment, occurs through two isothermal cooling and compression processes (da) and (4-1) and are represented by the expressions 0) and (k). The expressions reveal that part of the energy associated with the mass, is conserved and produces the effect of maintaining the potential differential responsible for generating work and, therefore, this fraction cannot be used to generate work, therefore it is clear that if the mass fraction and its associated energy is used to generate work, it cannot be used for the potential differential and efficiency will drop. The expressions consider the sign of the direction of the flow of energies.

<?«,-» = (d) (®) «Β,-Ο =η,.«.τ,.1ηφ (f) «(2-3, =η,.Β.Γ,.1ηφ (g)<? «, -» = (d) (®) «Β, -Ο = η,.«. Τ, .1ηφ (f) «(2-3, = η, .Β.Γ, .1ηφ (g)

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25/27 = <h) ^3-4)=^-(7-4-^) (i) «(„-«, = W. Γ,.ΐη^) (|) «(4-1, = η2.Β.Γ,.1ηφ (k) [050] Uma fração da energia associada a (ní - n2) corresponde à energia conservada e é usada no ciclo para manter o diferencial de potencial, não realiza trabalho, esta fração foi suprimida das expressões (d), (e), (h) e (i), suas energias associadas são demonstradas pelas expressões (I) e (m):25/27 = < h ) ^ 3-4) = ^ - (7-4- ^) (i) «(„ - «, = W. Γ, .ΐη ^) (|)« (4-1, = η 2 .Β.Γ, .1ηφ (k) [050] A fraction of the energy associated with (ní - n2) corresponds to the conserved energy and is used in the cycle to maintain the potential differential, does not perform work, this fraction has been suppressed of expressions (d), (e), (h) and (i), their associated energies are shown by expressions (I) and (m):

Vm(o-b) — 7c U)Vm (ob) - 7 c U)

Qm(i-2) - (y_O T3 (m) [051] Considerando que (Ta = Td= Ti = T4 = Tf e Tb = Tc= T2 = T3 = Tq), o total de energia de entrada no motor é a soma das energias Q(a-b), Q(i-2), Q(b-c), Q(2-3), e é representada pela expressão (n) abaixo:Qm (i-2) - (y _ O T 3 (m) [051] Whereas (T a = T d = Ti = T 4 = T f and T b = T c = T 2 = T 3 = T q ), the total energy input to the motor is the sum of the energies Q ( a -b), Q (i-2), Q (bc), Q (2-3), and is represented by the expression (n) below :

¢1 = ^-(7,-7,) + 2.^.8.7,.111¾) (n) [052] O total de energia dissipada, descartada para o meio exterior é a soma das energias Q(4-i) e Q(d-a) e na sua forma positiva, é representada pela expressão (o) abaixo.¢ 1 = ^ - (7, -7,) + 2. ^. 8.7, .111¾) (n) [052] The total energy dissipated, discarded to the outside environment is the sum of the energies Q (4-i) and Q (da) and in its positive form, is represented by the expression (o) below.

Q,, = 2.n2.R.7>.lnÇ) (o)Q ,, = 2.n 2 .R.7> .lnÇ) (o)

Vl [053] O trabalho útil total do motor, considerando um modelo ideal sem perdas, é a diferença entre a entrada e a saída da energia e é representado pela expressão (p) abaixo.Vl [053] The total useful work of the motor, considering an ideal lossless model, is the difference between the energy input and output and is represented by the expression (p) below.

Wu = (7-, - Tf) + 2. n,. R. T,. lnÇ) - 2. „2. R. Tf. Ιηφ (p) [054] Portanto, demonstra-se assim que neste ciclo-motor, os processos adiabáticos de expansão realizam trabalho efetivamente, a energia não é regenerada no processo isocórico, o objetivo é o aproveitamento máximo do calor da combustão ou de uma exaustão de um processo de combustão, portanto os processos isocóricos são de aquecimento através dos gases deW u = (7-, - Tf) + 2. n ,. R. T ,. lnÇ) - 2. „ 2 . R. Tf . Ιηφ (p) [054] Therefore, it is demonstrated that in this motor cycle, the adiabatic expansion processes perform work effectively, the energy is not regenerated in the isochoric process, the objective is the maximum use of the heat of combustion or of a exhaustion of a combustion process, therefore the isochoric processes are heating through the gases of

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26/27 exaustão liberados do processo de combustão que não teria, aproveitamento caso o processo adiabático fosse regenerativo. Desta forma, o ciclo assimétrico formado por dois processos isocóricos de aquecimento, dois processos isotérmicos de aquecimento, dois processo adiabáticos de expansão e trabalho esterno e dois processo isotérmicos de resfriamento constitui um conceito muito importante e vantajoso para a conversão de energia a partir de fontes por combustão ou por energias provindas de processos de combustão cuja massa de gás quente é desperdiçada pela maioria dos ciclos motores atuais.26/27 exhaustion released from the combustion process that would not be used if the adiabatic process were regenerative. In this way, the asymmetric cycle formed by two isochoric heating processes, two isothermal heating processes, two adiabatic expansion and sternum processes and two isothermal cooling processes is a very important and advantageous concept for converting energy from sources by combustion or by energies from combustion processes whose mass of hot gas is wasted by most current motor cycles.

[055] A demonstração final teórica da eficiência do ciclo diferencial de oito processos, dois processos isocóricos de aquecimento, dois processos isotérmicos de aquecimento, dois processos adiabáticos de expansão e dois processos isotérmicos de resfriamento com transferência de massa é dada pelas expressões (q) e (r), caracterizando que os ciclos diferenciais baseados no sistema termodinâmico híbrido possuem como parâmetro da eficiência, também o número de moles ou massa nos processos e portanto estes ciclos não possuem suas eficiências dependentes exclusivamente das temperaturas.[055] The final theoretical demonstration of the efficiency of the differential cycle of eight processes, two isochoric heating processes, two isothermal heating processes, two adiabatic expansion processes and two isothermal cooling processes with mass transfer is given by the expressions (q) and (r), characterizing that the differential cycles based on the hybrid thermodynamic system have as a parameter of efficiency, also the number of moles or mass in the processes and therefore these cycles do not have their efficiencies dependent exclusively on temperatures.

(r)(r)

EXEMPLOS DE APLICAÇÕES [056] Este ciclo-motor assimétrico, baseado no sistema híbrido possui particularidades exclusivas, ele é próprio para aplicações cuja fonte de energia opera pela combustão ou pela exaustão de processos de combustão, aproveitando os gases quentes da exaustão final por meio de um processo isocórico de aquecimento do ciclo termodinâmico.EXAMPLES OF APPLICATIONS [056] This asymmetric motor cycle, based on the hybrid system has unique particularities, it is suitable for applications whose energy source operates by combustion or by the exhaustion of combustion processes, taking advantage of the hot gases from the final exhaust through an isochorical process of heating the thermodynamic cycle.

[057] A primeira aplicação direta do motor é para oferecer força mecânica do tipo estacionária para diversos fins ou para tração mecânica e a fonte de energia seria pela combustão de diversos tipos de combustíveis, com grande flexibilidade de combustíveis em função da combustão ser externa e em função da flexibilidade quanto à operacionalidade em larga faixa de temperatura[057] The first direct application of the engine is to offer mechanical strength of stationary type for various purposes or for mechanical traction and the energy source would be by combustion of different types of fuels, with great flexibility of fuels due to the combustion being external and as a function of flexibility in operating over a wide temperature range

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27/27 conferida pela controlabilidade do ciclo.27/27 conferred by the controllability of the cycle.

[058] A figura 16 mostra outra aplicação útil para o motor de ciclo diferencial assimétrico para melhorar a eficiência de motores de combustão interna, formando ciclos combinados com estes. O calor rejeitado pelas exaustões, 812 e 87 dos motores de combustão interna, indicado por 82, alimentados por combustíveis, 88, de ciclo Brayton, ciclo Diesel, ciclo Sabathe, ciclo Otto, ciclo Atkinson, são canalizados para as entradas de energia (calor) do motor de ciclo diferencial, onde uma unidade isotérmica 83 fornece calor à temperatura constante e outra unidade trocadora de calor 84 fornece energia (calor) entre as temperaturas finais de descarga, próxima à temperatura do ambiente e a temperatura inicial de descarga, próxima à temperatura das isotérmicas, promovendo um fluxo de calor 812 e 87 respectivamente alimentando os processos isotérmicos e isocóricos do motor de ciclo diferencial 81 e este converte parte desta energia em força mecânica útil, 814 que pode ser integrada à força mecânica do motor de combustão interna 813 gerando uma força mecânica única, 89, ou direcionada a produzir energia elétrica. O descarte da energia não convertida pelo motor de ciclo diferencial segue para o meio externo indicado por 815. Esta aplicação permite recuperar parte da energia que os ciclos dos motores de combustão interna não podem utilizar para a realização de trabalho útil e assim melhorar a eficiência geral do sistema com vantagens frente às tecnologias conhecidas.[058] Figure 16 shows another useful application for the asymmetric differential cycle engine to improve the efficiency of internal combustion engines, forming cycles combined with these. The heat rejected by the exhausts, 812 and 87 of the internal combustion engines, indicated by 82, fueled by fuels, 88, Brayton cycle, Diesel cycle, Sabathe cycle, Otto cycle, Atkinson cycle, are channeled to the energy inputs (heat ) of the differential cycle motor, where an isothermal unit 83 provides heat at constant temperature and another heat exchanger unit 84 provides energy (heat) between the final discharge temperatures, close to the ambient temperature and the initial discharge temperature, close to the temperature of the isotherms, promoting a heat flow 812 and 87 respectively feeding the isothermal and isochoric processes of the differential cycle motor 81 and this converts part of this energy into useful mechanical force, 814 that can be integrated with the mechanical force of the internal combustion engine 813 generating a single mechanical force, 89, or directed to produce electrical energy. The disposal of the energy not converted by the differential cycle engine goes to the external environment indicated by 815. This application allows to recover part of the energy that the cycles of the internal combustion engines cannot use to perform useful work and thus improve the overall efficiency system with advantages over known technologies.

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Claims (13)

REIVINDICAÇÕES 1) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, caracterizado por ser composto por dois subsistemas termodinâmicos de conversão de energia(418) e (420) contendo gás de trabalho configurando um sistema termodinâmico híbrido, cada subsistema possui sua câmara de conversão de energia (423) e (424), um elemento de força motriz (419), fazendo conexão entre os subsistemas para os processos de transferência de massa há um elemento de transferência de massa (421), cada uma das câmaras de cada um dos subsistemas é formada por quatro subcâmaras, a câmara (423) é formada por uma subcâmara de aquecimento isocórico (412), uma subcâmara de aquecimento e expansão isotérmica(411), uma subcâmara isolada para expansão adiabática (410) e uma subcâmara de resfriamento e compressão isotérmica(49) e como exaustão dos gases de saída do subsistema há o canal (422) conjugado ou não com o canal de exaustão da câmara(424), a câmara (424) é formada por uma subcâmara de aquecimento isocórico (413), uma subcâmara de aquecimento e expansão isotérmica(414), uma subcâmara isolada para expansão adiabática (415) e uma subcâmara de resfriamento e compressão isotérmica(416) e como exaustão dos gases de saída do subsistema há o canal (422) conjugado ou não com o canal de exaustão da câmara(423), um sistema de resfriamento formado por um trocador de calor (46), uma ventoinha, elemento de resfriamento forçado (417) e dutos de entrada e saída de fluido de resfriamento (47) e (48) desempenham a função de retirar o calor das subcâmaras de resfriamento e compressão isotérmica(49) e (416).1) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, characterized by being composed of two thermodynamic energy conversion subsystems (418) and (420) containing working gas configuring a hybrid thermodynamic system, each subsystem has its energy conversion chamber (423) and (424), a driving force element (419), making connection between the subsystems for the mass transfer processes there is a mass transfer element (421), each of the chambers of each of the subsystems is formed by four sub-chambers , the chamber (423) is formed by an isochoric heating sub-chamber (412), an isothermal expansion and heating sub-chamber (411), an isolated sub-chamber for adiabatic expansion (410) and an isothermal cooling and compression sub-chamber (49) and as exhaust gases from the subsystem there is the channel (422) conjugated or not with the exhaust channel of the chamber (424), the chamber (424) is formed by an isochoric heating sub-chamber (413), a heating sub-chamber then and isothermal expansion (414), an isolated sub-chamber for adiabatic expansion (415) and an isothermal compression and cooling sub-chamber (416) and as exhaust gases from the subsystem there is the channel (422) conjugated or not with the exhaust chamber (423), a cooling system formed by a heat exchanger (46), a fan, a forced cooling element (417) and cooling fluid inlet and outlet ducts (47) and (48) function of removing heat from the isothermal cooling and compression sub-chambers (49) and (416). 2) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser composto por dois subsistemas termodinâmicos de conversão de energia, (418) e (420), configurando um sistema termodinâmico híbrido.2) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claim 1, characterized by being composed of two thermodynamic energy conversion subsystems, (418) and (420), configuring a hybrid thermodynamic system. 3) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado por cada uma das câmaras de cada um dos3) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claims 1 and 2, characterized by each of the chambers of each of the Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 15/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 15/47 2/4 subsistemas ser formada por quatro subcâmaras, uma subcâmara de aquecimento isocórico (412) e (413), uma subcâmara de aquecimento e expansão isotérmica (411) e (414), uma subcâmara isolada para expansão adiabática (410) e (415) e uma subcâmara de resfriamento e compressão isotérmica (49) e (416).2/4 subsystems consist of four sub-chambers, an isochoric heating sub-chamber (412) and (413), an isothermal heating and expansion sub-chamber (411) and (414), an isolated sub-chamber for adiabatic expansion (410) and (415 ) and an isothermal compression and cooling sub-chamber (49) and (416). 4) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um elemento de transferência de massa (421) conectado entre as duas câmaras (423) e (424) interconectando os dois subsistemas (418) e (420).4) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL MOTOR, according to claim 1, characterized by a mass transfer element (421) connected between the two chambers (423) and (424) interconnecting the two subsystems (418) and (420). 5) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um elemento de força motriz (419) pertencente aos dois subsistemas (418) e (420).5) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL MOTOR, according to claim 1, characterized by a driving force element (419) belonging to the two subsystems (418) and (420). 6) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um sistema de resfriamento formado por um trocador de calor (46), uma ventoinha, elemento de resfriamento forçado (417) e dutos de entrada e saída de fluido de resfriamento (47) e (48) que desempenham a função de retirar o calor das subcâmaras de resfriamento e compressão isotérmica (49) e (416).6) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL MOTOR, according to claim 1, characterized by a cooling system formed by a heat exchanger (46), a fan, a forced cooling element (417) and inlet and outlet ducts for cooling (47) and (48) which perform the function of removing heat from the isothermal cooling and compression sub-chambers (49) and (416). 7) MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um canal de exaustão de gases quentes (422) de saída das subcâmaras de aquecimento isocórico (412) e (413).7) DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claim 1, characterized by a hot gas exhaust channel (422) from the isochoric heating sub-chambers (412) and (413). 8) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, para o controle do ciclo termodinâmico do motor térmico das reivindicações 1 a 7, caracterizado por um processo composto por oito transformações termodinâmicas, também chamados de processos, que formam o ciclo diferencial do motor, sendo um processo isocórico de aquecimento (a-b) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo adiabático de expansão (3-4) no subsistema 420 e simultaneamente ocorre a transferência de massa de gás da subcâmara que está executando o processo adiabático para a subcâmara que8) CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, for the control of the thermodynamic cycle of the thermal engine of claims 1 to 7, characterized by a process composed of eight thermodynamic transformations, also called processes, that form the cycle motor differential, being an isochoric heating process (ab) in the subsystem (418), simultaneously an adiabatic expansion process (3-4) occurs in the subsystem 420 and simultaneously the mass transfer of gas from the sub-chamber that is executing the process adiabatic to the sub-chamber that Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 16/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 16/47 3/4 está executando o processo isocórico indicado por (67), na sequência ocorre um processo isotérmico de aquecimento e expansão (b-c) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo isotérmico de resfriamento e compressão (4-1) no subsistema (420), na sequência ocorre um processo adiabático de expansão (c-d) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo isocórico de aquecimento (1-2) no subsistema (420) e simultaneamente ocorre a transferência de massa da subcâmara que está executando o processo adiabático para a subcâmara que está executando o processo isocórico, indicado por (77), na sequência ocorreum processo isotérmico de resfriamento e compressão (d-a) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo isotérmico de aquecimento e expansão (2-3) no subsistema (420), finalizando o ciclo termodinâmico.3/4 is executing the isochoric process indicated by (67), then an isothermal heating and expansion process (bc) occurs in the subsystem (418), simultaneously an isothermal cooling and compression process (4-1) occurs in the subsystem ( 420), then there is an adiabatic expansion process (cd) in the subsystem (418), simultaneously there is an isochoric heating process (1-2) in the subsystem (420) and simultaneously the mass transfer of the sub-chamber that is executing the adiabatic process for the sub-chamber that is executing the isochoric process, indicated by (77), in the sequence there is an isothermal cooling and compression process (da) in the subsystem (418), simultaneously an isothermal process of heating and expansion occurs (2-3) in the subsystem (420), ending the thermodynamic cycle. 9) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por um processo ou transformaçãoisocórico de aquecimento (a-b) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo adiabático de expansão (3-4) no subsistema (420) e simultaneamente ocorre a transferência de massa de gás da subcâmara que está executando o processo adiabático para a subcâmara que está executando o processo isocórico indicado por (67).9) CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claim 8, characterized by a process or isochoric transformation of heating (ab) in the subsystem (418), simultaneously an adiabatic expansion process (3- 4) in the subsystem (420) and simultaneously the mass transfer of gas occurs from the sub-chamber that is executing the adiabatic process to the sub-chamber that is executing the isochoric process indicated by (67). 10) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por um processo ou transformação isotérmico de aquecimento e expansão (b-c) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo isotérmico de resfriamento e compressão (4-1) no subsistema (420).10) CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claim 8, characterized by an isothermal heating and expansion process (bc) in the subsystem (418), simultaneously an isothermal cooling process occurs and compression (4-1) in the subsystem (420). 11) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por um processo ou transformação adiabático de expansão (c-d) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo isocórico de aquecimento (1-2) no subsistema (420) e simultaneamente ocorre a11) CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claim 8, characterized by an adiabatic expansion (cd) process or transformation in the subsystem (418), simultaneously an isochoric heating process (1 -2) in the subsystem (420) and simultaneously the Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 17/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 17/47 4/4 transferência de massa da subcâmara que está executando o processo adiabático para a subcâmara que está executando o processo isocórico, indicado por (77).4/4 mass transfer from the sub-chamber that is performing the adiabatic process to the sub-chamber that is performing the isochoric process, indicated by (77). 12) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por um processo ou transformação isotérmico de resfriamento e compressão (d-a) no subsistema (418), simultaneamente ocorre um processo isotérmico de aquecimento e expansão (2-3) no subsistema (420), finalizando o ciclo termodinâmico.12) CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL MOTOR, according to claim 8, characterized by an isothermal cooling or compression process (da) in the subsystem (418), simultaneously an isothermal heating process occurs and expansion (2-3) in the subsystem (420), ending the thermodynamic cycle. 13) PROCESSO DE CONTROLE PARA O CICLO TERMODINÂMICO DO MOTOR TÉRMICO DE CICLO DIFERENCIAL, de acordo com as reivindicações 8, 9 e 11, caracterizado por um processo de transferência de energia associada à massa que ocorre simultaneamente aos processos adiabáticos e isocóricos.13) CONTROL PROCESS FOR THE THERMODYNAMIC CYCLE OF THE DIFFERENTIAL CYCLE THERMAL ENGINE, according to claims 8, 9 and 11, characterized by a process of energy transfer associated with the mass that occurs simultaneously with the adiabatic and isochoric processes. Petição 870170012442, de 23/02/2017, pág. 18/47Petition 870170012442, of 02/23/2017, p. 18/47 1/8 rm (m)1/8 rm (m) Tq tiSo you ------k------ k
BR102017003822A 2017-02-23 2017-02-23 DIFFERENTIAL CYCLE HEAT ENGINE COMPOSED OF TWO ISOCORIC PROCESSES, FOUR ISOTHERMAL PROCESSES AND TWO ADIABTIC PROCESSES AND CONTROL PROCESS FOR THE THERMAL ENGINE THERMODYNAMIC CYCLE BR102017003822A8 (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2342103A1 (en) * 1973-08-21 1975-03-20 Hans Alexander Frhr Von Seld Hot gas engine - has cycle involving isothermal, isochoric and isobaric phases and incorporates regenerative heat exchanger
RU2131532C1 (en) * 1997-07-21 1999-06-10 Петров Сергей Иванович External-combustion engine operating process
DE10240924B4 (en) * 2002-09-02 2005-07-14 Jürgen KLEINWÄCHTER Thermo-hydrodynamic power amplifier
DE102005013287B3 (en) * 2005-01-27 2006-10-12 Misselhorn, Jürgen, Dipl.Ing. Heat engine
FR2905728B1 (en) * 2006-09-11 2012-11-16 Frederic Thevenod HYBRID ENGINE WITH EXHAUST HEAT RECOVERY
FR2929381B1 (en) * 2008-04-01 2010-05-14 Centre Nat Rech Scient INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF COLD, HEAT AND / OR WORKING
FR2963643A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-10 Jean Francois Chiandetti Mechanical or thermal device e.g. Stirling diesel engine, has main heat exchanger associated with combustion chamber, and thermal mechanism provided with open circuits that are obtained from opening of closed circuit at one point
BR102013026634A2 (en) * 2013-10-16 2015-08-25 Abx En Ltda Eight Thermodynamic Transformation Differential Thermal Machine and Control Process

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