BR112013014453B1 - Motor térmico universal - Google Patents

Abstract

motor térmico universal é revelado um motor térmico universal para converter energia de uma fonte de calor de entrada em uma saída. o motor térmico universal compreende uma seção do motor térmico e uma seção de saída. a seção do motor térmico inclui pelo menos um furo do motor que recebe um pistão do motor térmico. um conjunto de válvula do motor térmico comunica com o furo do motor térmico para realizar movimento alternado do pistão do motor térmico. a seção de saída inclui um furo de saída que recebe um pistão de saída. uma haste do pistão interconecta o pistão do motor térmico no pistão de saída. um controle controla os conjuntos de válvula do motor térmico para operar a seção do motor térmico de acordo com uma saída desejada da seção de saída. a fonte de calor pode compreender a queima de um produto de petróleo, uma fonte de calor solar, fonte de calor geotérmica ou uma fonte de calor de subproduto. a saída pode compreender um sistema de condicionamento de ar estático ou móvel ou um gerador elétrico.

Description

MOTOR TÉRMICO UNIVERSAL Campo da Invenção

[001] Esta invenção se refere a transformação de energia e, mais particularmente, a um motor térmico universal para converter uma fonte de calor em uma saída desejada.

Descrição da Tecnologia Relacionada

[002] Transporte atual de mercadorias depende bastante tanto de sistemas ferroviários quanto rodoviários. A logística exigida para manter o fluxo de mercadorias finalmente resulta em longas filas. Essas filas têm resultado em tempo ocioso de longa duração de locomotivas e caminhões ao longo dos principais corredores de transporte. Adicionalmente, regulamentações de DOT limitam o tempo que caminhões reboques compridos podem percorrer por dia. Isto exige paradas temporárias diárias para cada caminhão. "Cabines de dormir" permitem que os motoristas de caminhões descansem nos seus caminhões. Entretanto, eles precisam deixar seus motores trabalhando em ponto neutro para permitir que o aquecedor ou sistemas de condicionamento de ar funcionem.

[003] O efeito disto durante operação em ponto neutro do motor por longo prazo tem impacto ambiental deletério significante. Foi estimado que funcionamento em ponto neutro a longo prazo consome acima de um bilhão de galões de combustível diesel anualmente. Isto resulta em 11 milhões de toneladas de dióxido de carbono, 200.000 toneladas de óxidos de nitrogênio e 5.000 toneladas de matéria particulada. Em um esforço de restringir esta poluição, exigências e legislação "anti-ponto neutro" têm sido estabelecidas, que limitam o tempo que o veículo pode funcionar em ponto neutro.

[004] Exigências anti-ponto neutro têm, por sua vez, produzido novos problemas para a indústria de transporte. O controle do clima para ocupantes da cabine agora exige um sistema externo ao motor de acionamento do veículo. O aquecimento é mais facilmente conseguido por meio de um aquecedor a diesel, enquanto o condicionamento de ar apresenta um problema bem maior e mais complicado. Alguns desenvolveram sistemas HVAC acionados a bateria. Esses sistemas exigem um banco de baterias interno e um inversor para converter energia elétrica de 12 volts em energia CA de 115 volts. Esses sistemas podem também funcionar por meio de "energia compartilhada". Esses sistemas podem também ser acionados por meio de uma APU (unidade de energia auxiliar), que é um gerador diesel interno.

[005] Muitos na tecnologia anterior que tentaram solucionar esses problemas com graus variados de sucesso. Entretanto, nenhum deles satisfaz completamente as exigências de uma solução completa para o problema supracitado. As patentes U.S. seguintes são tentativas da tecnologia anterior de solucionar este problema.

[006] A patente U.S. 4.666.373 de Sugiura revela um impulsor para uma máquina de fluido rotativa do tipo centrífuga que é adaptada para ser construída como uma bomba de líquido ou compressor de gás. O impulsor compreende um disco com uma saliência que é montada em um eixo de acionamento, e uma pluralidade de pás que é uniformemente espaçada circunferencialmente e que se projeta axialmente em pelo menos um lado do disco. Cada pá tem uma superfície dianteira e uma traseira, e um trajeto de fluido é definido entre a superfície dianteira de uma pá e a superfície traseira de uma pá adjacente. O trajeto de fluido é arranjado para se estender dos entornos da saliência até a periferia externa do disco. A largura do trajeto de fluido diminui gradualmente dos entornos da saliência em direção à periferia externa do disco, mas o trajeto de fluido tem uma profundidade constante. A superfície dianteira e a traseira de cada pá são substancialmente arranjadas ao longo de arcos circulares com diferentes raios de curvatura que se projetam de um ponto central comum. Os pontos centrais associados com diferentes pás são dispostos em um único círculo imaginário que é concêntrico com o disco.

[007] A patente U.S. 4.129.236 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo uma seção de energia com um gerador para converter um primeiro fluido funcional de um líquido em um gás com pressão relativamente alta, uma unidade de energia provendo energia pela conversão do gás de pressão relativamente alta em gás de pressão relativamente baixa para acionar um pistão de acionamento para dispensar intermitentemente um curso de potência, um condensador da seção de potência convertendo o primeiro fluido funcional de gás de pressão relativamente baixa no líquido, uma seção do compressor acionada intermitentemente pelo pistão de acionamento. A seção do compressor tem um compressor que converte o segundo fluido funcional do gás de pressão relativamente baixa em segundo fluido funcional de gás de pressão relativamente alta para circular o segundo fluido funcional através de um condensador da seção do compressor e um evaporador da seção do compressor para realizar operações de aquecimento e resfriamento. Um conjunto unidade de potência e compressor combinado pode ser empregado, que tem um conjunto de válvula para introduzir o gás de pressão relativamente alta para acionar o pistão de acionamento e para evacuar o gás de pressão relativamente baixa dele. Uma bomba de condensado circula o líquido na seção de potência.

[008] A patente U.S. 5.275.014 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo uma seção de potência com um gerador para converter um primeiro fluido funcional de um líquido em um gás de pressão relativamente alta, uma unidade de potência provendo energia pela conversão do gás de pressão relativamente alta em gás de pressão relativamente baixa para acionar um pistão de acionamento para dispensar intermitentemente um curso de potência, um condensador da seção de potência convertendo o primeiro fluido funcional do gás de pressão relativamente baixa no líquido, uma seção do compressor acionada intermitentemente pelo pistão de acionamento. A seção do compressor tem um compressor convertendo segundo fluido funcional do gás de pressão relativamente baixa em segundo fluido funcional de gás de pressão relativamente alta para circular o segundo fluido funcional através de um condensador da seção do compressor e um evaporador da seção do compressor para realizar operações de aquecimento e resfriamento. Um conjunto de unidade de potência e compressor combinado pode ser empregado, que tem um conjunto de válvula para introduzir o gás de pressão relativamente alta para acionar o pistão de acionamento e para evacuar o gás de pressão relativamente baixa dele. Uma bomba de condensado circula o líquido na seção de potência.

[009] A patente U.S. 5.365.908 de Takii, et al. revela um motor de combustão interna e método para operar o motor, em que uma razão ar/combustível aquém da estequiométrica é mantida em todas condições de funcionamento. A curva de torque desejada é obtida aumentando a quantidade de intensificação gerada na carga de ar de admissão sem enriquecer a mistura ar/combustível. Além do mais, um sistema antibatida é incorporado, que evita batida, retardando o avanço da centelha e, ao mesmo tempo, provendo um empobrecimento na mistura ar/combustível.

[0010] A patente U.S. 5.509.274 de Lackstrom revela um sistema de transferência de calor de alta eficiência incluindo um circuito de potência e um circuito de bomba térmica. Cada circuito tem um fluido funcional escoando nele. No circuito de potência, um aquecedor vaporiza o fluido funcional que é periodicamente dispensado e exaurido através de um conjunto de válvula em uma unidade de potência. A unidade de potência é também um compressor para o fluido funcional no circuito da bomba térmica. Fluido exaurido na seção acionada da unidade de potência passa para uma válvula de quatro vias que seletivamente dispensa o fluido funcional a uma bobina interna ou uma bobina externa para aquecer ou resfriar uma área. Em temperaturas ambientes extremamente baixas, a área é aquecida diretamente pelo circuito de potência usando um trocador de desvio.

[0011] A patente U.S. 5.275.365 de Solomon et al. revela um cilindro de bomba submersível para imersão em um fluido, e deslocamento deste, incluindo um alojamento cilíndrico, um conjunto de êmbolo posicionado para movimento alternado dentro do alojamento cilíndrico, um conjunto de camisa de vedação anexado no alojamento cilíndrico e no conjunto do êmbolo e sobreposto para manter uma convolução que move durante o movimento alternado do dito conjunto de êmbolo. Uma válvula de equilíbrio associada com o conjunto de êmbolo mantém pressão dentro da camisa flexível, por meio do que a camisa flexível é mantida em encaixe com o alojamento e o conjunto do êmbolo e substancialmente sem encaixe friccional durante movimento do conjunto do êmbolo.

[0012] A patente U.S. 6.138.649 de Khair et al. revela um sistema para mudar rapidamente o fluxo de gás de escape recirculado para cada cilindro de um motor de combustão interna operando com combustível diesel ou outros combustíveis. O sistema preferivelmente inclui uma linha de recirculação de gás de escape com uma bomba de recirculação de gás de escape junto com um reservatório e refrigerador para armazenar um volume desejado de gás de escape recirculado. Gás de escape recirculado é preferivelmente suprido pelo reservatório em cada cilindro do motor associado por meio dos respectivos condutos de gás de escape recirculado. Uma válvula de medição é preferivelmente disposta dentro de cada conduto de gás de escape recirculado imediatamente adjacente a cada cilindro. As válvulas de medição fornecem distribuição uniforme de gás de escape recirculado aos respectivos cilindros e permitem que o sistema mude rapidamente o fluxo de gás de escape recirculado para cada cilindro. O sistema fornece gás de escape recirculado em um ponto próximo da câmara de combustão onde é necessária uma redução efetiva de emissões indesejáveis.

[0013] A patente U.S. 6.167.703 de Rumez et al. revela um sistema turbocompressor de gás de escape para um motor de combustão interna incluindo uma porção da turbina com geometria da turbina ajustável para acionar uma porção do compressor que dispensa um fluxo de massa de ar de carga pressurizado na admissão de ar do motor de combustão interna. Um regulador de carga controla a geometria da turbina de forma que a seção transversal do fluxo de gás de escape para a porção da turbina seja diminuído com um aumento na carga de trabalho do motor de combustão interna. É adicionalmente proposto que pelo menos um trocador de calor fique exposto ao circuito de ar de carga de forma que ar aquecido seja alimentado nele para aquecimento tal como do óleo lubrificante do motor térmico.

[0014] A patente U.S. 6.467.269 de Dutart revela uma válvula gaveta de resíduos para um sistema turbocompressor em um motor de uma máquina motriz, veículo ou similares, particularmente adequada para operação em atitudes de carregamento. A válvula gaveta de resíduos inclui uma mola que opera contra uma sede de mola ajustável. A sede de mola ajustável é ajustada em resposta a mudanças de pressão ambiente para alterar o comprimento instalado da mola.

[0015] A patente U.S. 6.546.713 de Hidaka et al. revela uma turbina a gás para geração de energia operada a uma temperatura de entrada do bocal da turbina variando de 1.200 a 1.650 °C, que é melhorado para obter alta eficiência térmica, arranjando as pás do disco e os bocais do primeiro ao último estágio de materiais ideais e resfriando idealmente essas pás do disco e bocais, e obter um sistema de geração de energia combinado usando a turbina a gás. O sistema de geração de energia combinado inclui uma turbina a gás altamente eficiente operada a uma temperatura do gás de combustão na entrada do bocal da turbina variando de 1.200 a 1.650 °C e uma turbina tipo vapor integral de alta pressão - pressão intermediária -baixa pressão operada a uma temperatura de entrada de vapor de 530 °C ou mais, em que a turbina a gás é configurada de maneira tal que as pás, bocais e discos da turbina sejam cada qual resfriados, e as pás e bocais são cada qual feitos de uma liga a base de Ni com uma estrutura monocristalina ou de cristais colunares, e os discos são feitos de um aço martensítico.

[0016] A patente U.S. 6.554.088 de Severinsky et al. revela um veículo híbrido compreendendo um motor de combustão interna, um motor de tração, um motor de partida e um banco de bateria, todos controlados por um microprocessador de acordo com as demandas de torque instantâneo do veículo de forma que o motor funcione somente em condições de alta eficiência, tipicamente somente quando a carga é pelo menos igual a 30 % da saída de torque máxima do motor. Em algumas modalidades, um turbocompressor pode ser provido, ativado somente quando a carga excede a saída de torque máxima do motor por um período prolongado; uma transmissão de duas velocidades pode adicionalmente ser provida para ampliar ainda mais a faixa de carga do veículo. Um sistema de freio híbrido provê frenagem regenerativa, com frenagem mecânica disponível no evento de o banco de bateria estar completamente carregado, em emergências, ou em descanso; um mecanismo de controle é provido para controlar o sistema de freio para prover sensação de freio linear em circunstâncias variadas.

[0017] A patente U.S. 6.625.978 de Eriksson et al. revela um dispositivo e um método para purificação de gás de escape em um motor de combustão compreendendo um arranjo para recirculação de gases de escape do motor para uma admissão de ar do mesmo. Um arranjo de purificação de gás de escape é adaptado para converter constituintes nos gases de escape em substâncias ambientalmente menos perigosas. Um arranjo de filtro compreende pelo menos um filtro adaptado para liberar os gases de escape dos constituintes particulados. Este filtro é adaptado para purificar somente gases de escape-EGR. De acordo com um outro aspecto da invenção, o filtro é envelhecido em relação a transferência de calor para pelo menos uma unidade convocadora do arranjo de purificação de gás de escape de maneira a receber, da unidade convocadora, uma adição de calor para promover regeneração do filtro pela combustão de constituintes particulados depositados nele.

[0018] A patente U.S. 6.651.432 de Gray, Jr. revela um método de operar um motor de combustão interna em que o ar ambiente da admissão é intensificado para uma maior pressão pela passagem através de pelo menos um compressor e então introduzido no motor de combustão interna. Combustível é também introduzido no motor de combustão interna para prover combustão em mistura com a carga de ar a uma temperatura de combustão se aproximando de um valor visado. Vários parâmetros operacionais do motor, inclusivo de demanda de torque, por exemplo, depressão do pedal do acelerador, são sensoreados e a pressão intensificada é alterada de uma maneira proporcional à mudança na demanda de torque sensoreada de maneira a manter a temperatura de combustão aproximadamente no valor visado, isto é, abaixo de 2.100 graus K.

[0019] A patente U.S. 6.732.723 de van Nieuwstadt revela um método e sistema para controlar taxas EGR de um motor de combustão interna incluindo medição de um fluxo de massa de ar que passa para o estrangulador da admissão e o fluxo de massa de ar desejado. Um sinal de erro é produzido, representativo de uma diferença entre o fluxo de massa de ar medido e o fluxo de massa de ar desejado. Um par de sinais de controle é produzido em resposta a tal sinal de erro produzido. Um do par de sinais de controle é usado para ajustar o estrangulamento da admissão para controlar o fluxo de massa de ar através de tal estrangulamento de admissão. O outro do par de sinais de controle é usado para justar o fluxo de EGR através da válvula EGR. O par de sinais de controle opera o estrangulador de admissão e a válvula EGR para acionar o sinal de erro para um valor nulo. Em uma modalidade, um dos sinais de erro usados para ajustar a válvula EGR é usado para prover um ajuste como este somente quando o estrangulador de admissão está em uma posição para prover fluxo de massa de ar substancialmente máximo através de tal estrangulador de admissão para a admissão do motor. Em uma outra modalidade, o par de sinais de controle opera para acionar o estrangulador para uma posição fechada somente quando tal sinal de erro for incapaz de ser acionado no sentido do valor nulo somente pelo ajuste pela válvula EGR.

[0020] A patente U.S. 6.739.139 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo um gerador de calor, um motor térmico suprido com um fluido funcional do motor térmico pelo gerador de calor com uma câmara do cilindro do motor térmico, um pistão do motor térmico e uma haste do pistão do motor térmico. Uma câmara de pré-aquecimento emprega o fluido funcional do motor térmico para aquecer a câmara do cilindro do motor térmico. Um compressor acionado pelo motor térmico empregando fluido funcional do compressor tem uma câmara do cilindro do compressor, um pistão do compressor e uma haste do pistão do compressor, um espaçador separando e unindo a haste do pistão do motor térmico e a haste do pistão do compressor. Um conjunto de vedação é associado com o espaçador que separa o fluido funcional do motor térmico e o fluido funcional do compressor, e um conjunto de válvula comunicando com a câmara do cilindro do motor térmico e controlando a entrada e saída do fluido funcional do motor térmico no motor térmico.

[0021] A patente U.S. 6.896.789 de Ross revela um sistema para produzir um ou mais gases para intensificar a combustão em um motor de combustão interna com uma admissão. O sistema compreende: uma célula eletrolítica, para gerar um ou mais gases de intensificação da combustão sob pressão; um conduto de gás para conectar a célula eletrolítica no motor de combustão interna; e um regulador de fluxo operacionalmente conectado entre a célula eletrolítica e a admissão do motor para regular o fluxo dos gases de intensificação de combustão para o motor.

[0022] A patente U.S. 7.003.964 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo um gerador de calor, um motor térmico suprido com fluido funcional do motor térmico pelo gerador de calor com uma câmara do cilindro do motor térmico, um pistão do motor térmico e uma haste do pistão do motor térmico. Uma câmara de pré-aquecimento emprega o fluido funcional do motor térmico para aquecer a câmara do cilindro do motor térmico. Um compressor acionado pelo motor térmico emprega fluido funcional do compressor com uma câmara do cilindro do compressor, um pistão do compressor e uma haste do pistão do compressor. Um espaçador separa e une a haste do pistão do motor térmico e a haste do pistão do compressor, e um conjunto de vedação associado com o espaçador separa o fluido funcional do motor térmico e o fluido funcional do compressor, e um conjunto de vedação associado com o espaçador separa o fluido funcional do motor térmico e o fluido funcional do compressor, e o conjunto de válvula comunica com a câmara do cilindro do motor térmico e controla a entrada e saída de fluido funcional do motor térmico para o motor térmico.

[0023] A patente U.S. 7.207.188 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo um gerador de calor, um motor térmico suprido com fluido funcional do motor térmico pelo gerador de calor com uma câmara do cilindro do motor térmico, um pistão do motor térmico e uma haste do pistão do motor térmico. Uma câmara de pré-aquecimento emprega o fluido funcional do motor térmico para aquecer a câmara do cilindro do motor térmico. Um compressor acionado pelo motor térmico emprega fluido funcional do compressor com uma câmara do cilindro do compressor, um pistão do compressor e uma haste do pistão do compressor. Um espaçador separa e une a haste do pistão do motor térmico e a haste do pistão do compressor e um conjunto de vedação associado com o espaçador separa o fluido funcional do motor térmico e o fluido funcional do compressor. Um conjunto de válvula comunica com a câmara do cilindro do motor térmico e controla a entrada e saída de fluido funcional do motor térmico para o motor térmico.

[0024] O pedido de patente 2004/0237562 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo um gerador de calor, um motor térmico suprido com fluido funcional do motor térmico pelo gerador de calor com uma câmara do cilindro do motor térmico, um pistão do motor térmico e uma haste do pistão do motor térmico. Uma câmara de pré-aquecimento emprega o fluido funcional do motor térmico para aquecer a câmara do cilindro do motor térmico. Um compressor acionado pelo motor térmico emprega fluido funcional do compressor com uma câmara do cilindro do compressor, um pistão do compressor e uma haste do pistão do compressor. Um espaçador separa e une a haste do pistão do motor térmico e a haste do pistão do compressor. Um conjunto de vedação associado com o espaçador separa o fluido funcional do motor térmico e o fluido funcional do compressor. Um conjunto de válvula comunica com a câmara do cilindro do motor térmico e controla a entrada e saída de fluido funcional do motor térmico para o motor térmico.

[0025] O pedido de patente U.S. 2006/0117783 de Solomon revela um sistema de bomba térmica incluindo um gerador de calor, um motor térmico suprido com fluido funcional do motor térmico pelo gerador de calor com uma câmara do cilindro do motor térmico, um pistão do motor térmico, e uma haste do pistão do motor térmico. Uma câmara de pré-aquecimento emprega o fluido funcional do motor térmico para aquecer a câmara do cilindro do motor térmico. Um compressor acionado pelo motor térmico emprega fluido funcional do compressor com uma câmara do cilindro do compressor, um pistão do compressor e uma haste do pistão do compressor. Um espaçador separa e une a haste do pistão do motor térmico e a haste do pistão do compressor. Um conjunto de vedação associado com o espaçador separa o fluido funcional do motor térmico e fluido funcional do compressor. Um conjunto de válvula comunica com a câmara do cilindro do motor térmico e controla a entrada e saída de fluido funcional do motor térmico para o motor térmico.

[0026] Vários outros sistemas foram desenvolvidos para solucionar este problema, entretanto, nenhum pôde responder completamente à necessidade de se ter um sistema HVAC "ambientalmente correto" que permitirá ao usuário se adequar às exigências contra funcionamento do motor em ponto neutro estabelecidas.

[0027] Embora a tecnologia anterior supramencionada tenha contribuído para o desenvolvimento da tecnologia de sistemas HBAC e geração elétrica, nenhuma dessas patentes da tecnologia anterior solucionou as necessidades desta tecnologia aplicada na indústria de transporte comercial.

[0028] Portanto, é um objetivo da presente invenção prover um aparelho melhorado na forma de um motor térmico universal que opera com base em um diferencial de temperatura.

[0029] Um outro objetivo desta invenção é prover um aparelho melhorado na forma de um motor térmico universal para acionar um sistema de condicionamento de ar.

[0030] Um outro objetivo desta invenção é prover um aparelho melhorado na forma de um motor térmico universal para acionar um sistema de condicionamento de ar que satisfaz exigências contra funcionamento do motor em ponto neutro.

[0031] Um outro objetivo desta invenção é prover um aparelho melhorado na forma de um motor térmico universal para acionar um sistema de condicionamento de ar com mínimo impacto ambiental.

[0032] Um outro objetivo desta invenção é prover um aparelho melhorado na forma de um motor térmico universal para acionar um gerador elétrico linear.

[0033] Um outro objetivo desta invenção é prover um aparelho melhorado que é simples para o operador usar.

[0034] Um outro objetivo desta invenção é prover um aparelho melhorado na forma de um motor térmico universal que é fácil de produzir de maneira efetiva quanto ao custo.

[0035] O exposto apresentou alguns dos objetivos pertinentes da presente invenção. Esses objetivos devem ser interpretados como meramente ilustrativos de alguns dos recursos e aplicações mais proeminentes da invenção. Muitos outros resultados benéficos podem ser obtidos aplicando-se o uso da invenção revelada de uma maneira diferente, ou modificando a invenção. Dessa maneira, outros objetivos em um entendimento completo da invenção podem ser obtidos se referindo ao sumário da invenção e à descrição detalhada que descreve a modalidade preferida da invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0036] A presente invenção é definida pelas reivindicações anexas com modalidades específicas sendo mostradas nos desenhos anexos. Com o propósito de sumarizar a invenção, a invenção se refere a um motor térmico universal melhorado para converter energia de uma fonte de calor de entrada em uma saída. O motor térmico universal compreende uma seção do motor térmico e uma seção de saída. A seção do motor térmico inclui um furo do motor térmico que recebe um pistão do motor térmico. Um conjunto de válvula do motor térmico comunica com o furo do motor térmico para realizar movimento alternado do pistão do motor térmico. A seção de saída inclui um furo de saída que recebe um pistão de saída. Uma haste do pistão interconecta o pistão do motor térmico no pistão de saída. Um controle controla os conjuntos de válvula do motor térmico para operar a seção do motor térmico de acordo com uma saída desejada da seção de saída.

[0037] A fonte de calor pode compreender a queima de um produto de petróleo, uma fonte de calor solar, uma fonte de calor geotérmica ou uma fonte de calor de subproduto. A saída pode compreender um sistema de condicionamento de ar estático ou móvel ou um gerador elétrico.

[0038] Em um exemplo, a seção de saída pode compreender um compressor de saída para prover um segundo diferencial na temperatura e pressão de um segundo fluido. Em uma alternativa, a seção de saída compreende um sistema de condicionamento de ar estático ou móvel, gerador elétrico e similares.

[0039] Em uma outra modalidade, a invenção é incorporada em um motor térmico universal para converter energia de uma fonte de calor de entrada em uma saída compreendendo uma seção do motor térmico e uma seção de saída. A seção do motor térmico inclui um corpo do motor térmico definindo um furo do motor térmico entre uma primeira e uma segunda extremidade do corpo do motor térmico. Um pistão do motor térmico fica localizado no furo do motor térmico. Um primeiro conjunto de válvula do motor térmico é preso na primeira extremidade do corpo do motor térmico. Um segundo conjunto de válvula do motor térmico é preso na segunda extremidade do corpo do motor térmico. A seção de saída inclui um corpo de saída definindo um furo de saída se estendendo entre uma primeira e uma segunda extremidade do corpo de saída. Um pistão de saída fica localizado no furo de saída. Uma haste do pistão interconecta o pistão do motor térmico no pistão de saída. Um controle controla o primeiro e segundo conjuntos de válvula do motor térmico para operar a seção do motor térmico de acordo com uma saída desejada da seção de saída.

[0040] Em uma modalidade específica, um primeiro e um segundo mancais esféricos são dispostos em extremidades opostas da haste do pistão para interconectar o pistão do motor térmico no pistão de saída. Uma vedação é disposta entre extremidades opostas da haste do pistão alternado que interconecta o pistão do motor térmico no pistão de saída. A vedação pode compreender uma vedação polimérica energizada por mola, uma vedação hidráulica tipo T, uma vedação tipo K carregada ou similares.

[0041] Um sensor sensoreia a posição do pistão do motor térmico dentro do furo do motor térmico. O sensor pode compreender um sensor de efeito hall, um sensor de posição mecânico, um sensor ótico, um sensor de pressão ou similares para sensorear a posição do pistão do motor térmico dentro do furo do motor térmico.

[0042] Cada um do primeiro e do segundo conjuntos de válvula do motor térmico inclui uma válvula bidirecional operada por fluido e uma válvula de palheta unidirecional. Uma válvula de controle operada por solenoide direciona vapor para operar a válvula bidirecional operada a vapor.

[0043] O exposto apresentou de forma bem genérica os recursos mais pertinentes e importantes da presente invenção a fim de que a descrição detalhada seguinte possa ser bem entendida, de forma que a presente contribuição para a tecnologia possa ser mais completamente percebida. Recursos adicionais da invenção serão descritos a seguir, que formam a matéria objeto da invenção. Versados na técnica devem perceber que a concepção e as modalidades específicas reveladas podem ser facilmente utilizadas como base para modificar ou projetar outras estruturas para realizar os mesmos propósitos da presente invenção. Versados na técnica devem também perceber que tais construções equivalentes não fogem do espírito e escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0044] Para um entendimento mais completo da natureza e objetivos da invenção, deve-se fazer referência à descrição detalhada seguinte considerada com relação aos desenhos anexos, em que:
A figura 1 é uma vista isométrica traseira de um veículo motorizado mostrado como um trator classe 8 com um sistema de condicionamento de ar móvel incorporando o motor térmico universal da presente invenção;
A figura 2 é uma vista isométrica detalhada do sistema de condicionamento de ar móvel da figura 1;
A figura 3 é uma vista isométrica similar à figura 2 ilustrando um sistema de condicionamento de ar estático incorporando o motor térmico universal da presente invenção;
A figura 4 é uma vista isométrica ampliada do gerador de vapor da figura 2;
A figura 5 é uma vista lateral da figura 4;
A figura 6 é uma vista seccional ao longo da linha 6-6 da figura 4;
A figura 6A é uma vista seccional ao longo da linha 6A-6A da figura 4;
A figura 7 é uma vista lateral ampliada de um núcleo do gerador de vapor das figuras 4-6;
A figura 8 é uma vista ampliada de uma porção da figura 2;
A figura 9 é uma vista ampliada de uma porção da figura 8;
A figura 10 é uma vista isométrica do motor térmico universal da presente invenção;
A figura 11 é uma vista lateral do motor térmico universal da figura 10;
A figura 12 é uma vista seccional ao longo da linha 12-12 da figura 11;
A figura 13 é uma vista seccional reduzida ao longo da linha 13-13 da figura 11 com o motor térmico universal localizado em uma primeira posição;
A figura 14 é uma vista secional ao longo da linha 14-14 da figura 11;
A figura 15 é uma vista seccional ao longo da linha 15-15 da figura 11;
A figura 16 é uma vista seccional ao longo da linha 16-16 da figura 11;
A figura 17 é uma vista seccional ao longo da linha 17-17 da figura 11;
A figura 18 é uma vista seccional ao longo da linha 18-18 da figura 11;
A figura 19 é uma vista seccional similar à figura 13 com o motor térmico universal localizado em uma segunda posição;
A figura 20 é uma vista seccional similar à da figura 14 com o motor térmico universal localizado em uma segunda posição;
A figura 21 é uma vista seccional similar à da figura 15 com o motor térmico universal localizado em uma segunda posição;
A figura 22 é uma vista seccional similar à da figura 16 com o motor térmico universal localizado em uma segunda posição;
A figura 23 é uma vista seccional similar à da figura 17 com o motor térmico universal localizado em uma segunda posição;
A figura 24 é uma vista seccional similar à da figura 18 com o motor térmico universal localizado em uma segunda posição;
A figura 25 é uma vista seccional similar à da figura 19 com o motor térmico universal localizado em uma terceira posição;
A figura 26 é uma vista seccional similar à da figura 20 com o motor térmico universal localizado em uma terceira posição;
A figura 27 é uma vista seccional similar à da figura 21 com o motor térmico universal localizado em uma terceira posição;
A figura 28 é uma vista seccional similar à da figura 22 com o motor térmico universal localizado em uma terceira posição;
A figura 29 é uma vista seccional similar à da figura 23 com o motor térmico universal localizado em uma terceira posição;
A figura 30 é uma vista seccional similar à da figura 24 com o motor térmico universal localizado em uma terceira posição;
A figura 31 é uma vista seccional similar à da figura 25 com o motor térmico universal localizado em uma quarta posição;
A figura 32 é uma vista seccional similar à da figura 26 com o motor térmico universal localizado em uma quarta posição;
A figura 33 é uma vista seccional similar à da figura 27 com o motor térmico universal localizado em uma quarta posição;
A figura 34 é uma vista seccional similar à da figura 28 com o motor térmico universal localizado em uma quarta posição;
A figura 35 é uma vista seccional similar à da figura 29 com o motor térmico universal localizado em uma quarta posição;
A figura 36 é uma vista seccional similar à da figura 30 com o motor térmico universal localizado em uma quarta posição;
A figura 37 é uma vista seccional similar à da figura 31 com motor térmico universal localizado em uma quinta posição;
A figura 38 é uma vista seccional similar à da figura 32 com o motor térmico universal localizado em uma quinta posição;
A figura 39 é uma vista seccional similar à da figura 33 com o motor térmico universal localizado em uma quinta posição;
A figura 40 é uma vista seccional similar à da figura 34 com o motor térmico universal localizado em uma quinta posição;
A figura 41 é uma vista seccional similar à da figura 35 com o motor térmico universal localizado em uma quinta posição;
A figura 42 é uma vista seccional similar à da figura 36 com o motor térmico universal localizado em uma quinta posição;
A figura 43 é uma vista isométrica do motor térmico universal da presente invenção configurado para gerar energia elétrica;
A figura 44 é uma vista lateral do motor térmico universal da figura 42;
A figura 45 é uma vista seccional ao longo da linha 44-44 da figura 43;
A figura 45A é uma vista ampliada de uma porção da figura 45;
A figura 46 é um diagrama do motor térmico universal das figuras 42-44 com fontes de calor alternativas e fontes elétricas alternativas;
A figura 47 é um diagrama de blocos de uma porção de um sistema de controle relacionado com a seção do motor térmico do motor térmico universal da presente invenção;
A figura 48 é um diagrama de blocos de uma porção de um sistema de controle relacionado com a seção de saída do motor térmico universal da presente invenção;
A figura 49 é uma vista isométrica de uma segunda modalidade do motor térmico universal da presente invenção conectado no sistema de condicionamento de ar móvel da figura 2;
A figura 50 é uma vista ampliada de uma porção da figura 49;
A figura 51 é uma vista isométrica da segunda modalidade do motor térmico universal da presente invenção;
A figura 52 é uma vista lateral da segunda modalidade do motor térmico universal da figura 51;
A figura 53 é uma vista seccional ao longo da linha 53-53 da figura 52;
A figura 54 é uma vista seccional ao longo da linha 54-54 da figura 52;
A figura 55 é uma vista seccional ao longo da linha 55-55 da figura 52;
A figura 56 é uma vista seccional ao longo da linha 56-56 da figura 52;
A figura 57 é um diagrama de blocos de uma porção de uma segunda modalidade de um sistema de controle relacionado com a seção do motor térmico da segunda modalidade do motor térmico universal da presente invenção; e
A figura 58 é um diagrama de blocos de uma porção de uma segunda modalidade de um sistema de controle que controla com relação à seção de saída da segunda modalidade do motor térmico universal da presente invenção.

[0045] Caracteres de referência similares se referem a partes similares nas diversas figuras dos desenhos.

DISCUSSÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0046] A figura 1 é uma vista isométrica traseira de um veículo 10 com um compartimento ou cabine de passageiro 12 com uma parede traseira 13. Neste exemplo, o veículo 10 está mostrado como um caminhão-trator classe 8, mas deve-se entender que o veículo contemplado nesta especificação inclui veículos terrestres e embarcações marítimas de cada descrição.

[0047] O veículo 10 é acionado por um motor diesel convencional 14 que recebe combustível diesel de tanques de combustível 16 e 18. O motor diesel 14 inclui um sistema de resfriamento 20 no qual um líquido de resfriamento 22 é circulado através do motor diesel 14 para ser resfriado por um radiador convencional (não mostrado). Um aquecedor 24 é conectado no sistema de resfriamento 20 para aquecer o compartimento de passageiros 12 de uma maneira convencional. O aquecedor 24 provê calor no compartimento de passageiro 12 durante operação do motor diesel 14.

[0048] Um sistema de condicionamento de ar 26 é acionado pelo motor diesel 14 de uma maneira convencional. O sistema de condicionamento de ar 26 provê condicionamento de ar para o compartimento de passageiro 12 durante operação do motor diesel 14. Um termostato 27, o aquecedor 24 e o sistema de condicionamento de ar 26 operam para manter uma temperatura adequada para o compartimento de passageiro 12 durante operação do motor diesel 14. O aquecedor 24 e o sistema de condicionamento de ar 26 não operam durante um período de não operação do motor diesel 14. Regulamentações contra funcionamento do motor em ponto neutro restringem a operação de um motor diesel 14 de um veículo 10 durante períodos fora de deslocamento na estrada. A presente invenção incorpora um sistema aquecedor móvel 30 e um gerador de vapor 40, bem como um sistema de condicionamento de ar móvel 50 para prover temperatura adequada para o compartimento de passageiro 12 durante períodos de não operação do motor diesel 14.

[0049] O sistema de condicionamento de ar móvel 50 compreende um condensador do motor 51 e um condensador de saída 52 localizado fora do compartimento ou cabine de passageiro 12 do veículo 10. Um evaporador de saída 53 fica localizado dentro do compartimento ou cabine de passageiro 12 do veículo 10. O condensador do motor 51 e condensador de saída 52 são montados dentro de um módulo de condicionamento de ar móvel 54 preso na parede traseira 13 do compartimento ou cabine de passageiro 12 do veículo 10. O condensador do motor 51 e o condensador de saída 52 são angularmente montados em lados opostos do módulo de condicionamento de ar móvel 54 para garantir que o sistema de condicionamento de ar móvel 50 não interferirá no giro do veículo 10. Um termostato 56 provê uma entrada de temperatura para o sistema de aquecimento móvel 30 e o sistema de condicionamento de ar móvel 50.

[0050] O motor térmico universal 60 da presente invenção fica localizado dentro do módulo de condicionamento de ar móvel 54 para acionar o sistema de condicionamento de ar móvel 50 durante não operação do motor diesel 14. O sistema de condicionamento de ar móvel 50 provê condicionamento de ar para o compartimento de passageiro 12 de conformidade com regulamentações contra funcionamento do motor em ponto neutro.

[0051] A figura 2 é uma vista isométrica detalhada do sistema de aquecimento móvel 30, bem como do sistema de condicionamento de ar móvel 50 da figura 1. O sistema de aquecedor móvel 30 provê calor para o compartimento de passageiro 12 durante períodos de não operação do motor diesel 14, bem como provê uma fonte de calor de entrada para o sistema de condicionamento de ar móvel 50.

[0052] Nesta modalidade, o sistema de aquecedor móvel 30 compreende um aquecedor hidrônico 31 com uma entrada de combustível diesel 32 e uma entrada de ar 33. Um queimador diesel 34 fica localizado dentro do aquecedor hidrônico 31 para queimar combustível diesel da entrada de combustível diesel 32. Vapores do combustível diesel queimado são expelidos através de um escape de diesel 35.

[0053] O aquecedor hidrônico 31 inclui uma entrada de líquido 36 e uma saída de líquido 37 com uma bomba de líquido 38 localizada entre eles. O aquecedor hidrônico 31 aquece um líquido que entra na entrada de líquido 36 e descarrega o líquido pela saída de líquido 37 através da operação da bomba de líquido 38. O aquecedor hidrônico 31 provê líquido aquecido para queimar combustível diesel durante não operação do motor diesel 14.

[0054] O sistema de aquecedor móvel 30 é conectado a um gerador de vapor 40. Nesta modalidade, a entrada de líquido 36 e a saída de líquido 37 do aquecedor hidrônico 31 são conectadas a uma entrada de líquido primária 41 e uma saída de líquido primária 42 do gerador de vapor 40. O líquido aquecido que escoa através da entrada e saída de líquido primária 41 e 42 troca calor com um fluido que escoa entre uma entrada de líquido secundária 43 e uma saída de líquido secundária 44. Uma explicação mais detalhada do gerador de vapor 40 é dada a seguir com referência às figuras 4-7.

[0055] Neste exemplo, o sistema de aquecedor móvel 30 inclui um acoplamento do sistema de resfriamento opcional 70. O Acoplamento do sistema de resfriamento 70 inclui uma entrada de líquido 17 e uma saída de líquido 72 conectando o sistema de resfriamento 20 do motor diesel 14 no gerador de vapor 40. Uma válvula de entrada 73 e uma válvula de saída 74 selecionam uma entrada para o gerador de vapor 40 entre o aquecedor hidrônico 31 e o sistema de resfriamento 20 do motor diesel 14. Líquido aquecido do aquecedor hidrônico 31 é usado durante não operação do motor diesel 14, ao passo que líquido aquecido do sistema de resfriamento 20 do motor diesel 14 pode ser usado para suplementar ou substituir o sistema de condicionamento de ar convencional 26 durante operação do veículo 10.

[0056] A figura 3 é uma vista isométrica similar à da figura 2 ilustrando um sistema de condicionamento de ar alternativo 50A incorporando o motor térmico universal 60 da presente invenção. O sistema de condicionamento de ar alternativo 50A pode ser instalado virtualmente em qualquer tipo de estrutura 10A que não tem o motor diesel 14 encontrado no veículo 10. A estrutura 10A pode incluir uma estrutura estática tais como uma casa, edifício ou similares. Além do mais, a estrutura 10A pode incluir uma estrutura móvel que não tem o motor diesel 14 ou eletricidade, tal como um escritório portátil, recipiente de transporte, um compartimento refrigerado ou similares.

[0057] A figura 3 ilustra vários exemplos de fontes de calor para produzir um diferencial na temperatura do líquido para acionar o motor térmico universal 60 da presente invenção. Uma fonte de calor 30A é uma representativa de um queimador para queimar um produto de petróleo tais como gás natural, propano ou similares. Uma fonte de calor 30B é uma representativa de uma fonte de calor geotérmica. Uma fonte de calor 30C é uma representativa de uma fonte de calor solar. Uma fonte de calor 30D é uma representativa de uma fonte de calor de subproduto. Versados na técnica devem perceber que a fonte de calor para acionar o motor térmico universal 60 da presente invenção não deve ser limitado aos exemplos alternativos específicos de fontes de calor apresentados. O restante do aparelho da figura 3 é idêntico à figura 2.

[0058] As figuras 4-7 são vistas ampliadas do gerador de vapor 40 das figuras 2 e 3. Líquido aquecido entra na entrada de líquido primária 41 e passa adjacente a um núcleo 46 antes de sair pela saída de líquido primária 42. O fluido entra na entrada de líquido secundária 43 e passa através de um lúmen 47 dentro do núcleo 46 para sair da saída de vapor secundária 44. Uma aleta de superfície helicoidal 48 é helicoidalmente enrolada no núcleo 46 para aumentar a área superficial do núcleo 46 para aumentar a transferência de calor entre o líquido que entra na entrada de líquido primária 41 e o fluido que sai da saída de vapor secundária 44.

[0059] A figura 8 é uma vista ampliada de uma porção da figura 2 ilustrando o motor térmico universal 60 com mais detalhes. Um sistema de entrada da seção do motor 80 interconecta o gerador de vapor 40 com o motor térmico universal 60. Um sistema de saída da seção do motor 90 interconecta o motor térmico universal 60 e o condensador do motor 51.

[0060] O motor térmico universal 60 compreende uma seção do motor 100 e uma seção de saída 150. O motor térmico universal 60 compreende adicionalmente conjuntos de válvula incluindo um conjunto de válvula da seção do motor 110, um conjunto de válvula central 120 e um conjunto de válvula da seção de saída 160.

[0061] O sistema de entrada da seção do motor 80 compreende uma primeira e uma segunda entrada da seção do motor 81 e 82 conectadas na seção do motor 100 do motor térmico universal 60. A primeira e segunda entrada da seção do motor 81 e 82 são conectadas no conjunto de válvula do motor 110 e no conjunto de válvula central 120, respectivamente, do motor térmico universal 60. O sistema de saída da seção do motor 90 compreende uma primeira e uma segunda saída da seção do motor 91 e 92 conectadas no condensador do motor 51 pelo conduto 93. A primeira e segunda saída da seção do motor 91 e 92 são conectadas no conjunto de válvula do motor 110 e no conjunto de válvula central 120, respectivamente, do motor térmico universal 60. Fluido é retornado do condensador do motor 51 através do conduto 94, bomba de condensado 95 e conduto 96 para a entrada de fluido 43 do gerador de vapor 40.

[0062] Um sistema de saída da seção de saída 180 compreende uma primeira e uma segunda saída da seção de saída 181 e 182 conectadas na seção de saída 150 do motor térmico universal 60. A primeira e segunda saídas da seção de saída 181 e 182 são conectadas no conjunto de válvula central 120 e no conjunto da válvula de saída 160, respectivamente, do motor térmico universal 60. A primeira e segunda saídas da seção de saída 181 e 182 são conectadas através do conduto 183 no condensador de saída 52, como mais bem mostrado na figura 2. O condensador de saída 52 é conectado através do conduto 184 no evaporador de saída 53. Um dispositivo de medição 185 é disposto no conduto 184 entre o condensador de saída 52 e o evaporador de saída 53.

[0063] Um sistema de entrada da seção de saída 190 compreende uma primeira e uma segunda entrada da seção de saída 191 e 192 conectadas na seção de saída 150 do motor térmico universal 60. A primeira e segunda entrada da seção de saída 191 e 192 são conectadas no conjunto de válvula central 120 e no conjunto de válvula de saída 160, respectivamente, do motor térmico universal 60. A primeira e segunda entrada da seção de saída 191 e 192 são conectadas através do conduto 193 no evaporador de saída 53.

[0064] A figura 9 é uma vista ampliada de uma porção da figura 8 ilustrando o sistema atuador de válvula 200 para o motor térmico universal 60. O sistema atuador de válvula 200 compreende uma válvula bidirecional 202 operada por um atuador de válvula 204. O atuador de válvula 204 é conectado por conectores 206 e 208 em uma placa lógico mostrado na figura 47, como será descrito com mais detalhes a seguir. O atuador de válvula 204 move a válvula bidirecional 202 entre uma primeira posição e uma segunda posição (não mostrada). Preferivelmente, o atuador de válvula 204 é um solenoide operado pelo controle de válvula 206.

[0065] Uma linha de suprimento de alta pressão 210 é conectada no sistema de entrada da seção do motor 80, enquanto a linha de suprimento de baixa pressão 220 é conectada no sistema de saída da seção do motor 90. Linhas de suprimento 211 e 212 conectam a válvula bidirecional 202 no conjunto de válvula do motor 110 e no conjunto de válvula central 120, respectivamente. Similarmente, as linhas de suprimento 221 e 222 conectam a válvula bidirecional 202 no conjunto de válvula do motor 110 e no conjunto de válvula central 120, respectivamente. A válvula bidirecional provê alta e baixa pressão de fluido às linhas de suprimento 211 e 221 quando a válvula bidirecional está na primeira posição (não mostrada) e provê baixa e alta pressão de fluido às linhas de suprimento 211 e 221 quando a válvula bidirecional está na segunda posição (não mostrada). O sistema atuador de válvula 200 opera o motor térmico universal 60 como será descrito com mais detalhes a seguir.

[0066] Um sensor da seção do motor 231 e um sensor da seção de saída 232 ficam localizados no conjunto de válvula do motor 110 e no conjunto de válvula de saída 160, respectivamente. O sensor da seção do motor 231 e o sensor da seção de saída 232 sensoreiam a posição do pistão do motor 106 e o pistão de saída 156. Conectores 233 e 234 conectam o sensor da seção do motor 231 e o sensor da seção de saída 232 na placa lógica mostrada na figura 47.

[0067] As figuras 10-12 são várias vistas do motor térmico universal 60 da presente invenção. O motor térmico universal 60 da presente invenção é uma melhoria das patentes U.S. 5.275.014, 6.739.139, 7.003.964 e 7.207.188 de Solomon que estão incorporadas aqui pela referência como se estivem inteiramente apresentadas.

[0068] A seção do motor 100 do motor térmico universal 60 se estende entre uma extremidade distal 101 e uma extremidade proximal 102. A extremidade distal 101 é selada no conjunto de válvula do motor 110. A extremidade proximal 102 é selada no conjunto de válvula central 120. A seção do motor 100 é presa no conjunto de válvula do motor 110 e no conjunto de válvula central 120 por prendedores 103 rosqueados no conjunto de válvula central 120. A seção do motor 100 define um furo 105. O pistão do motor 106 fica localizado dentro do furo 105 para movimento alternado nele. O pistão do motor 106 inclui uma abertura passante 107 definindo ressaltos 108 e 109.

[0069] A seção de saída 150 do motor térmico universal 60 se estende entre uma extremidade distal 151 e uma extremidade proximal 152. A extremidade distal 151 é selada na seção de saída em torno do conjunto 160, ao passo que a extremidade proximal 152 é selada no conjunto de válvula central 120. A seção de saída 150 é presa no conjunto de válvula da seção de saída 160 e no conjunto de válvula central 120 por prendedores 153 rosqueados no conjunto de válvula central 120. A seção de saída 151 define um furo 155. Um pistão de saída 156 fica localizado dentro do furo 155 para movimento alternado nele. O pistão de saída 156 inclui uma abertura passante 157 definindo ressaltos 158 e 159.

[0070] Uma haste de conexão 140 interconecta o pistão do motor 106 no pistão de saída 156 através de um acoplamento do motor 130 e um acoplamento de saída 170. A haste de conexão 140 inclui um mancal esférico do motor 141 e um mancal esférico de saída 142. A haste de conexão 140 se estende através de uma abertura central 121 no conjunto de válvula central 120. Uma vedação 122 é provida para selar o furo do motor 105 do furo de saída 155. O eixo 140 pode ser revestido com um material polimérico resiliente tal como Teflon ou similares.

[0071] O acoplamento do motor 130 incluindo um ressalto do acoplamento 131 é recebido dentro da abertura 107 do pistão 106 com um ressalto do acoplamento 131 encaixando o ressalto 108 do pistão 106. O acoplamento do motor 130 define um receptor do mancal 132 para receber o mancal esférico 141 da haste de conexão 140. Um pino do mancal 133 prende o mancal esférico 141 no acoplamento do motor 130. Deve-se entender que o pino do mancal 133 prende o mancal esférico 141 no acoplamento do motor 130 antes de o acoplamento do motor 130 ser inserido na abertura 107 do pistão do motor 106.

[0072] Um retentor do motor 135 é inserido pelo lado oposto do pistão do motor 106 com um ressalto do retentor do motor 136 encaixando o ressalto 109 do pistão do motor 106. O retentor do motor 135 é preso no acoplamento do motor 130 através de um encaixe rosqueado 137. O encaixe rosqueado 137 garante que o acoplamento do motor 130 e o retentor do motor 135 sejam fixos no pistão do motor 106. O retentor do motor 135 suporta um ímã 138 para cooperar com o sensor 231 para sensorear a posição do pistão do motor 106 dentro do furo do motor 105.

[0073] O acoplamento de saída 170 incluindo um ressalto do acoplamento 171 é recebido dentro da abertura 157 do pistão 156 com um ressalto do acoplamento 171 encaixando o ressalto 158 do pistão 156. O acoplamento de saída 170 define um receptor do mancal 172 para receber o mancal esférico 142 da haste de conexão 140. Um pino do mancal 173 prende o mancal esférico 142 no acoplamento de saída 170.

[0074] Um retentor de saída 175 é inserido pelo lado oposto do pistão de saída 156 com um ressalto do retentor de saída 176 encaixando o ressalto 159 do pistão de saída 156. O retentor de saída 175 é preso no acoplamento de saída 170 por meio de um encaixe rosqueado 177. O encaixe rosqueado 177 garante que o acoplamento de saída 170 e o retentor de saída 175 fiquem fixos no pistão de saída 156. O retentor de saída 175 suporta um ímã 178 para cooperar com o sensor 232 para sensorear a posição do pistão de saída 156 dentro do furo de saída 155.

[0075] As figuras 13-18 são várias vistas do motor térmico universal 60 da presente invenção com o motor térmico universal 60 localizado em uma primeira posição. O pistão do motor 106 e o pistão de saída 156 são dispostos na máxima posição da direita.

[0076] As figuras 14 e 15 são vistas seccionais ilustrando o conjunto de válvula do motor 110. O conjunto de válvula do motor 110 inclui um furo da válvula 113 que recebe de forma deslizante uma válvula 114. A válvula bidirecional 114 é substancialmente cilíndrica com uma região de área reduzida definindo um trajeto de fluxo da válvula bidirecional 115. Uma tampa rosqueada 116 retém a válvula bidirecional dentro do furo da válvula 113. As linhas de suprimento 211 e 221 comunicam com extremidades opostas do furo da válvula 113. Um diferencial na pressão de fluido entre as linhas de suprimento 211 e 221 moverá a válvula bidirecional 114 dentro do furo da válvula 113.

[0077] As figuras 16-18 são vistas seccionais ilustrando o conjunto de válvula central 1'20. O conjunto de válvula central 120 inclui um furo da válvula 123 que recebe de forma deslizante uma válvula bidirecional 124. A válvula bidirecional 124 é substancialmente cilíndrica com uma região de área reduzida definindo uma região de fluxo da válvula bidirecional 125. Uma tampa rosqueada 126 retém a válvula bidirecional dentro do furo da válvula 123. As linhas de suprimento 212 e 222 comunicam com extremidades opostas do furo da válvula 123. Um diferencial na pressão de fluido entre as linhas de suprimento 212 e 222 moverá a válvula bidirecional 124 dentro do furo da válvula 123.

[0078] As válvulas bidirecionais 114 e 124 controlam a pressão de fluido de um primeiro fluido direcionado para a seção do motor 100 do motor térmico universal 60. O primeiro fluido escoa em um trajeto fechado entre a seção do motor 100, o condensador do motor 51 e o gerador de vapor 40. O controle da pressão de fluido do primeiro fluido para a seção do motor 100 resulta na alternância do pistão do motor 106 e do pistão de saída 156 dentro dos furos 105 e 155, respectivamente.

[0079] As figuras 17 e 18 são vistas seccionais ilustrando válvulas de paleta 127 e 128 localizadas dentro do conjunto de válvula central 120. A válvula de paleta 127 fica localizada em proximidade com a primeira saída da seção de saída 181, ao passo que a válvula de paleta 128 fica localizada em proximidade com a segunda entrada da seção de saída 192. As válvulas de paleta 127 e 128 são válvulas unidirecionais operadas por pressão aplicada na superfície das válvulas de paleta 127 e 128.

[0080] A figura 13 é uma vista seccional ilustrando válvulas de paleta 161 e 172 localizadas dentro do conjunto de válvula da seção de saída 160. A válvula de paleta 161 fica localizada em proximidade com a primeira entrada da seção de saída 191, ao passo que a válvula de paleta 162 fica localizada em proximidade com a segunda saída da seção de saída 182.

[0081] Um segundo fluido escoa em um trajeto fechado entre a seção de saída 150, o condensador de saída 52 e o evaporador de saída 53. A válvula de paleta 127 e 128 em combinação com as válvulas de paleta 161 e 162 controlam a direção de fluxo do segundo fluido na forma de vapor da seção de saída 150 do motor térmico universal 60. O fluxo de fluido do segundo fluido da seção de saída 150 através do condensador de saída 52, do dispositivo de medição 185 e do evaporador de saída 53 resulta no condicionamento ou refrigeração de ar de um espaço desejado. O segundo fluido opera de acordo com o ciclo de Carnot, como deve ser bem de conhecimento dos versados na técnica.

[0082] As figuras 19-24 ilustram o motor térmico universal 60 localizado em uma segunda posição. O pistão do motor 106 e o pistão de saída 156 estão mostrados deslocados para a esquerda da máxima posição direita. O primeiro fluido escoa para a segunda entrada do motor 82 para mover o pistão do motor 106 para a esquerda na figura 19. O primeiro fluido escoa da primeira saída do motor 91 à medida que o pistão do motor 106 move para a esquerda na figura 19.

[0083] Simultaneamente, o segundo fluido escoa da primeira saída da seção de saída 181 através da válvula de paleta 127 para escoar para o condensador de saída 52. O segundo fluido escoa do evaporador de saída 53 para a primeira entrada da seção de saída 191 através da válvula de paleta 161.

[0084] As figuras 25-30 ilustram o motor térmico universal 60 localizado em uma terceira posição. O pistão do motor 106 e o pistão de saída 156 são dispostos na máxima posição da esquerda. A pressão de fluido do primeiro fluido da linha de suprimento 221 move a válvula bidirecional 114 para a posição mostrada nas figuras 26 e 27. A pressão de fluido do primeiro fluido da linha de suprimento 222 move a válvula bidirecional 124 para a posição mostrada nas figuras 28 e 29. A posição da válvula bidirecional 114 permite que o primeiro fluido entre na primeira entrada do motor 81 para impelir o pistão do motor 106 para a direta na figura 25. A posição da válvula bidirecional 124 permite que o primeiro fluido saia da segunda saída do motor 92 à medida que o pistão do motor 106 move para a direita na figura 25.

[0085] As figuras 31-36 ilustram o motor térmico universal 60 localizado em uma quarta posição. O pistão do motor 106 e o pistão de saída 156 estão mostrados deslocados para a direita a partir da máxima posição da esquerda. O primeiro fluido escoa para a primeira entrada do motor 81 para mover o pistão do motor 106 para a direita na figura 31. O primeiro fluido escoa da segunda saída do motor 92 à medida que o pistão do motor 106 move para a direita na figura 31.

[0086] Simultaneamente, o segundo fluido escoa da segunda saída da seção de saída 182 através da válvula de paleta 162 para escoar para o condensador de saída 52. O segundo fluido escoa do evaporador 53 para a segunda entrada da seção de saída 192 através da válvula de paleta 128.

[0087] As figuras 37-42 ilustram o motor térmico universal 60 localizado em uma quinta posição. O pistão do motor 106 e o pistão de saída 156 são dispostos na máxima posição da direita similar às figuras 13-18. A pressão de fluido do primeiro fluido da linha de suprimento 211 é aplicada para mover a válvula bidirecional 114 para a posição mostrada nas figuras 20 e 21.

[0088] A pressão de fluido do primeiro fluido da linha de suprimento 212 é aplicada para mover a válvula bidirecional 124 para a posição mostrada nas figuras 22 e 23. A posição da válvula bidirecional 114 permite que o primeiro fluido entre na segunda entrada do motor 82 para impelir o pistão do motor 106 para a esquerda na figura 37. A posição da válvula bidirecional 124 permite que o primeiro fluido saia da primeira saída do motor 91 à medida que o pistão do motor 106 move para a esquerda na figura 37.

[0089] Em operação, um primeiro fluido aquecido é provido no sistema de entrada da seção do motor 80 incluindo a primeira entrada do motor 81 e a segunda entrada do motor 82. As válvulas bidirecionais 114 e 124 alternadamente direcionam o primeiro fluido aquecido para lados opostos do pistão do motor 106. O primeiro fluido é descarregado pelo sistema de saída da seção do motor 90 incluindo a primeira e segunda saídas do motor 91 e 92. O primeiro fluido descarregado é resfriado pelo condensador do motor 51 dessa forma produzindo um diferencial na temperatura do fluido para acionar o motor térmico universal 60.

[0090] Operações de alternância do pistão do motor 106 resultam em movimento alternado do pistão de saída 156. O segundo fluido é alternadamente descarregado pelo sistema de saída da seção de saída 180 incluindo primeira e segunda saídas da seção de saída 81 e 82. O segundo fluido comprimido é direcionado para o condensador de saída 52 para resfriamento do segundo fluido comprimido. O segundo fluido comprimido passa para o dispositivo de medição 185 para resfriar o evaporador 53.

[0091] As figuras 43-45 são várias vistas do motor térmico universal 60E da presente invenção configurado para gerar energia elétrica. O motor térmico universal 60E inclui uma seção do motor 100E e uma seção de saída 150B. A seção do motor 100E inclui um furo 105E com um pistão do motor 106E disposto de forma deslizante dentro do furo 105E. A seção do motor 100E é idêntica à seção do motor 100 mostrada nas figuras 8-42.

[0092] A seção de saída 150E inclui um furo 155E com um pistão de saída 156E disposto de forma deslizante dentro do furo 155E. O pistão de saída 156E é conectado no pistão do motor 106E pela haste de conexão 140E de uma maneira similar à das figuras 8-42.

[0093] O pistão de saída 156E inclui um ímã permanente 240E para cooperar com uma bobina elétrica 242E enrolada na seção de saída 150E. O movimento alternado do pistão do motor 106E resulta em movimento alternado do ímã permanente 240E na bobina elétrica 242B para gerar corrente elétrica.

[0094] A figura 46 é um diagrama do motor térmico universal 60E das figuras 43-45 com fontes de calor alternativas 30E e cargas elétricas alternativas 250E. Neste exemplo, as fontes de calor alternativas 30E incluem uma fonte de calor solar 31E, uma fonte de calor geotérmica 32E, uma fonte de calor de gás natural ou propano 33E ou qualquer outra fonte de calor diversa 34E.

[0095] A energia elétrica produzida pelo motor térmico universal 60E pode ser usada ou armazenada de várias maneiras. Diversos exemplos de cargas elétricas alternativas 250E incluem armazenamento de bateria 251E, armazenamento de capacitor 252E, uso elétrico direto 253E e um inversor ligado na rede 254 para transferir energia elétrica para a rede elétrica.

[0096] As figuras 47 e 48 são diagramas de blocos de uma porção 310 de um sistema de controle 300 relacionado com a seção do motor térmico 100 e uma porção 320 de um sistema de controle 300 relacionado com a seção de saída do motor térmico universal 60 da presente invenção.

[0097] A figura 49 é uma vista isométrica de uma segunda modalidade do motor térmico universal 60F da presente invenção conectado no sistema de condicionamento de ar móvel 50 da figura 2. O sistema de condicionamento de ar móvel 50 é explicado com detalhes com referência à figura 2. A segunda modalidade do motor térmico universal 60F substitui o motor térmico universal 60 mostrado nas figuras 2-42.

[0098] A figura 50 é uma vista ampliada de uma porção da figura 49 ilustrando o motor térmico universal 60F com mais detalhes. Um sistema de entrada da seção do motor 80 interconecta o gerador de vapor 40 com o motor térmico universal 60F. O sistema de saída da seção do motor 90 interconecta o motor térmico universal 60F no condensador do motor 51.

[0099] O motor térmico universal 60F compreende uma seção do motor 100F e uma seção de saída 150F. O motor térmico universal 60F compreende adicionalmente conjuntos de válvula incluindo um conjunto de válvula da seção do motor 110F, um conjunto de válvula central 120F e um conjunto de válvula da seção de saída 160F.

[00100] O sistema de entrada da seção do motor 80 compreende a primeira e a segunda entradas da seção do motor 81 e 82 conectadas na seção do motor 100F do motor térmico universal 60F. A primeira e segunda entradas da seção do motor 81 e 82 são conectadas no conjunto de válvula do motor 110F e no conjunto de válvula central 120F, respectivamente. O sistema de saída da seção do motor 90 compreende a primeira e segunda saídas da seção do motor 91 e 92 conectadas no condensador do motor 51 pelo conduto 93. A primeira e segunda saídas da seção do motor 91 e 92 são conectadas no conjunto de válvula do motor 110F e no conjunto de válvula central 120F, respectivamente. Fluido é retornado do condensador do motor 51 através do conduto 84, da bomba de condensado 95 e do conduto 96 para a entrada de fluido 43 do gerador de vapor 40.

[00101] O sistema de saída da seção de saída 180 compreende a primeira e segunda saídas da seção de saída 181 e 182 conectadas na seção de saída 150F do motor térmico universal 60F. A primeira e segunda saídas da seção de saída 181 e 182 são conectadas no conjunto de válvula central 120F e no conjunto de válvula de saída 160F, respectivamente. A primeira e segunda saídas da seção de saída 181 e 182 são conectadas através do conduto 183 no condensador de saída 52. O condensador de saída 52 é conectado através do conduto 184 no evaporador de saída 53.

[00102] O sistema de entrada da seção de saída 190 compreende a primeira e segunda entradas da seção de saída 191 e 192 conectadas na seção de saída 150F do motor térmico universal 60F. A primeira e segunda entradas da seção de saída 191 e 192 são conectadas no conjunto de válvula central 120F e no conjunto de válvula de saída 160F, respectivamente. A primeira e segunda entradas da seção de saída 191 e 192 são conectadas através do conduto 193 no evaporador de saída 53.

[00103] O sistema atuador da válvula 200 compreende uma válvula bidirecional 202 operada pelo atuador da válvula 204. O atuador da válvula 204 é conectado por conectores 206 e 208 em uma segunda modalidade de uma placa lógica mostrada na figura 57. O atuador da válvula 204 move a válvula bidirecional 202 entre a primeira posição e a segunda posição como previamente descrito.

[00104] A linha de suprimento de alta pressão 210 é conectada no sistema de entrada da seção do motor 80, ao passo que a linha de suprimento de baixa pressão 220 é conectada no sistema de saída da seção do motor 90. Linhas de suprimento 211 e 212 conectam a válvula bidirecional 202 no conjunto de válvula do motor 110F e no conjunto de válvula central 120F, respectivamente. Similarmente, linhas de suprimento 221 e 222 conectam a válvula bidirecional 202 no conjunto de válvula do motor 110F e no conjunto de válvula central 120F, respectivamente. A válvula bidirecional provê fluido de alta e baixa pressão às linhas de suprimento 211 e 221 quando a válvula bidirecional 202 está na primeira posição e provê fluido de baixa de alta pressão às linhas de suprimento 211 e 221 quando a válvula bidirecional 202 está na segunda posição, como previamente descrito.

[00105] O sensor da seção do motor 231 e o sensor da seção de saída 232 são localizados no conjunto de válvula do motor 110F e no conjunto de válvula de saída 160F, respectivamente. O sensor da seção do motor 231 e o sensor da seção de saída 232 sensoreiam a posição do pistão do motor 106F e do pistão de saída 156F. Conectores 233 e 234 conectam o sensor da seção do motor 231 e o sensor da seção de saída 232 na segunda modalidade da placa lógica mostrada na figura 58.

[00106] As figuras 51-56 ilustram várias vistas da segunda modalidade do motor térmico universal 60F da presente invenção. Partes similares ao motor térmico universal 60 mostrado nas figuras 2-42 são rotuladas com números de referência similares seguidos por um F.

[00107] A seção do motor 100F do motor térmico universal 60F se estende entre uma extremidade distal 101F e uma extremidade proximal 102F. A extremidade distal 101F é selada no conjunto de válvula do motor 110F. A extremidade proximal 102F é selada no conjunto de válvula central 120F. A seção do motor 100F é presa no conjunto de válvula do motor 110F e no conjunto de válvula central 120F por prendedores 103F rosqueados no conjunto de válvula central 120F. A seção do motor 100F define um furo 105F. Um pistão do motor 106F é localizado dentro do furo 105F para movimento alternado nele. O pistão do motor 106F inclui uma abertura passante 107F definindo ressaltos 108F e 109F.

[00108] A seção de saída 150F do motor térmico universal 60F se estende entre uma extremidade distal 151F e uma extremidade proximal 152F. A extremidade distal 151F é selada na seção de saída em torno do conjunto 160F, ao passo que a extremidade proximal 152F é selada no conjunto de válvula central 120F. A seção de saída 150F é presa no conjunto de válvula da seção de saída 160F e no conjunto de válvula central 120F por prendedores 153F rosqueados no conjunto de válvula central 120F. A seção de saída 151F define um furo 155F. Um pistão de saída 156F fica localizado dentro do furo 155F para movimento alternado nele. O pistão de saída 156F inclui uma abertura passante 157F definindo ressaltos 158F e 159F.

[00109] Uma haste de conexão 140F interconecta o pistão do motor 106F no pistão de saída 156F através de um acoplamento do motor 130F e de um acoplamento de saída 170F. A haste de conexão 140F inclui um mancal esférico do motor 141F e um mancal esférico de saída 142F. A haste de conexão 140F se estende através de uma abertura central 121F no conjunto de válvula central 120F. Uma vedação 122F é provida para selar o furo do motor 105F do furo de saída 155F. A haste de conexão 140F se estende através de um mancal linear 140F.

[00110] O acoplamento do motor 130F incluindo um ressalto do acoplamento 131F é recebido dentro da abertura 107F do pistão 106F com um ressalto do acoplamento 131F encaixando o ressalto 108F do pistão 106F. O acoplamento do motor 130F define um receptor do mancal 132F para receber o mancal esférico 141F da haste de conexão 140F. Um pino do mancal 133F prende o mancal esférico 141F no acoplamento do motor 130F.

[00111] Um retentor do motor 135F é inserido pelo lado oposto do pistão do motor 106F com um ressalto do retentor do motor 136F encaixando o ressalto 109F do pistão do motor 106F. O retentor do motor 135F é preso no acoplamento do motor 130F através de um encaixe rosqueado 137F. O retentor do motor 135F suporta um ímã 138F para cooperar com o sensor 231 para sensorear a posição do pistão do motor 106F dentro do furo do motor 105F.

[00112] O acoplamento de saída 170F incluindo um ressalto do acoplamento 171F é recebido dentro da abertura 157F do pistão 156F com um ressalto do acoplamento 171F encaixando o ressalto 158F do pistão 156F. O acoplamento de saída 170F define um receptor do mancal 172F para receber o mancal esférico 142F da haste de conexão 140F. Um pino do mancal 173F prende o mancal esférico 142F no acoplamento de saída 170F.

[00113] Um retentor de saída 175F é inserido pelo lado oposto do pistão de saída 156F com um ressalto do retentor de saída 176F encaixando o ressalto 159F do pistão de saída 156F. O retentor de saída 175F é preso no acoplamento de saída 170F através de um encaixe rosqueado 177F. O retentor de saída 175F suporta um ímã 178F para cooperar com o sensor 232F para sensorear a posição do pistão de saída 156F dentro do furo de saída 155F.

[00114] A figura 54 é uma vista seccional ilustrando o conjunto de válvula do motor 110F. O conjunto de válvula do motor 110F inclui um furo da válvula 113F que recebe de forma deslizante uma válvula bidirecional 114F. A válvula bidirecional 114F é substancialmente cilíndrica com uma região de área reduzida definindo uma região de fluxo da válvula bidirecional 115F. Tampas rosqueadas 116F retêm a válvula bidirecional 114F dentro do furo da válvula 113F. As linhas de suprimento 211 e 221 comunicam com extremidades opostas do furo da válvula 113F. Um diferencial na pressão de fluido entre as linhas de suprimento 211 e 221 moverá a válvula bidirecional 114F dentro do furo da válvula 113F.

[00115] A figura 55 é uma vista seccional ilustrando o conjunto de válvula central 120F. O conjunto de válvula central 120F inclui um furo da válvula 123F que recebe de forma deslizante uma válvula bidirecional 124F. A válvula bidirecional 124D é substancialmente cilíndrica com uma região de área reduzida definindo uma região de fluxo da válvula bidirecional 124F. Tampas rosqueada 126F retêm a válvula bidirecional 124F dentro do furo da válvula 123F. As linhas de suprimento 212 e 222 comunicam com extremidades opostas do furo da válvula 123F. Um diferencial na pressão de fluido entre as linhas de suprimento 212 e 222 moverá a válvula bidirecional 124F dentro do furo da válvula 123F.

[00116] As válvulas bidirecionais 114F e 124F controlam a pressão de fluido de um primeiro fluido direcionado para a seção do motor 100F do motor térmico universal 60F. O primeiro fluido escoa no trajeto fechado entre a seção do motor 100F, o condensador do motor 51 e o gerador de vapor 40. O controle da pressão de fluido do primeiro fluido para a seção do motor 100F resulta na alternância do pistão do motor 106F e do pistão de saída 156F dentro dos furos 105F e 155F, respectivamente.

[00117] A segunda modalidade do motor térmico universal 60F utiliza válvulas de retenção 127D e 128D e válvulas de retenção 161F e 162F, em vez de válvulas de paleta 127 e 128 e as válvulas de paleta 161 e 162 do motor térmico universal 60 das figuras 2-42. As válvulas de retenção 127D e 128D e válvulas de retenção 161F e 162F são válvulas de retenção carregadas por mola.

[00118] A válvula de retenção 127D fica localizada em proximidade com a primeira saída da seção de saída 181, ao passo que a válvula de retenção 128D fica localizada em proximidade com a segunda entrada da seção de saída 192. A válvula de retenção 16F fica localizada em proximidade com a primeira entrada da seção de saída 19, ao passo que a válvula de retenção 162F fica localizada em proximidade com a segunda saída da seção de saída 182.

[00119] A segunda modalidade do motor térmico universal 60F da presente invenção mostrada nas figuras 49-56 opera de uma maneira similar ao motor térmico universal 60 das figuras 2-42.

[00120] As figuras 57 e 58 são diagramas de bloco de uma porção 31F de um sistema de controle 300F relacionado com a seção do motor térmico 100F e uma porção 320F de um sistema de controle 300F relacionado com a seção de saída da segunda modalidade do motor térmico universal 60F da presente invenção.

[00121] A presente revelação inclui o que está contido nas reivindicações anexas, bem como a descrição apresentada. Embora esta invenção tenha sido descrita na sua forma preferida com um certo grau de particularidade, deve-se entender que a presente revelação da forma preferida foi feita somente a título de exemplo, e que inúmeras mudanças nos detalhes de construção e a combinação e arranjo de partes podem ser recorridos sem fugir do espírito e escopo da invenção.

Claims (28)

1. Motor térmico universal (60, 60E, 60F) para converter energia de uma fonte de vapor para um dispositivo de saída, a fonte de vapor tendo um fornecimento de vapor de alta pressão e um retorno de vapor de baixa pressão, caracterizado por compreender:
   uma seção do motor térmico (100, 100F) incluindo,
   um corpo de motor térmico se estendendo entre uma primeira e uma segunda extremidades e definindo um furo de motor térmico (105, 105F) entre as mesmas;
   uma primeira e uma segunda extremidades de corpo de motor térmico (101, 101F, 102, 102F) fixadas às primeira e segunda extremidades do corpo de motor térmico para vedar extremidades opostas do furo de motor térmico (105, 105F);
   um pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) localizado no furo de motor térmico (105, 105F) para movimento recíproco no mesmo;
   um primeiro conjunto de válvula (110, 110F) disposto dentro da primeira extremidade de corpo de motor térmico para comunicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão com o retorno de vapor de baixa pressão e com o furo de motor térmico (105, 105F) na primeira extremidade do corpo de motor térmico,
   um segundo conjunto de válvula (120, 120F) disposto dentro da segunda extremidade de corpo de motor térmico para comunicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão com o retorno de vapor de baixa pressão e com o furo de motor térmico (105, 105F) na segunda extremidade do corpo de motor térmico,
   uma seção de saída (150, 150F) incluindo,
   uma haste de pistão (140, 140E, 140F) conectada ao pistão do motor térmico (106, 106E, 106F) e se estendendo através da segunda extremidade de corpo de motor térmico para conexão com o dispositivo de saída; e
   um controle (300, 300F) para aplicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão a partir da fonte de vapor às primeira e segunda válvulas para controlar primeira e segunda válvulas para reciprocar o pistão de motor térmico dentro do furo de motor térmico.
2. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada um dos primeiro e segundo conjuntos de válvula (110, 110F, 120, 120F) compreender uma válvula bidirecional operada por vapor (114, 114F, 124, 124F).
3. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada um dos primeiro e segundo conjuntos de válvula (110, 110F, 120, 120F) compreender uma válvula bidirecional operada por vapor (114, 114F, 124, 124F), e o controle (300, 300F) incluindo uma válvula operada por solenoide (202) para direcionar vapor para as válvulas bidirecionais operadas por vapor (114, 114F, 124, 124F).
4. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir um primeiro mancal esférico (141) disposto na haste de pistão (140, 140E, 140F) para interconectar o pistão de motor térmico (106, 106E, 106F).
5. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir uma vedação polimérica disposta dentro da segunda extremidade de corpo de motor térmico para fornecer uma vedação a haste de pistão (140, 140E, 140F) recíproca.
6. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir um sensor (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F); e
   um sensor (231) sendo conectado ao controle (300, 300F) para controlar as primeira e segunda válvulas para reciprocar o pistão de motor térmico dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
7. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir um sensor de efeito Hall (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F); e
   o sensor de efeito Hall (231) sendo conectado ao controle (300, 300F) para controlar as primeira e segunda válvulas para reciprocar o pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
8. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela seção de saída (150, 150F) compreender um sistema de condicionamento de ar.
9. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela seção de saída (150, 150F) compreender um gerador elétrico.
10. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fonte de vapor incluir um gerador de vapor (40).
11. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de válvula (110, 110F) é disposto dentro da primeira extremidade de corpo de motor térmico compreendendo um primeiro furo de válvula (113) e uma primeira válvula bidirecional (114),
    o primeiro furo de válvula (113) definido no primeiro conjunto de válvula (110, 110F) para conectar o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o primeiro furo de válvula,
    a primeira válvula bidirecional (114) recebida de forma deslizável no primeiro furo de válvula (113) de conjunto de válvula (110, 110F) para comunicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o furo de motor térmico na primeira extremidade do corpo de motor térmico,
    o segundo conjunto de válvula (120) disposto dentro da segunda extremidade de corpo de motor térmico compreendendo um segundo furo de válvula (123) e uma segunda válvula bidirecional (124),
    o segundo furo de válvula (123) definido no segundo conjunto de válvula (120) para conectar o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o segundo furo de válvula;
    a segunda válvula bidirecional (124) recebida de forma deslizável no segundo furo de válvula (120) para comunicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o furo de motor térmico na segunda extremidade do corpo de motor térmico,
    a seção de saída (150, 150F) incluindo,
    o controle (300, 30F) para controlar as primeira e segunda válvulas bidirecionais (114, 124) para reciprocar o pistão de motor térmico dentro do furo de motor térmico.
12. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo controle incluir uma válvula operada por solenoide (202) para direcionar vapor para operar as primeira e segunda válvulas bidirecionais (114, 124).
13. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir um primeiro mancal esférico (141) disposto na haste de pistão (140, 140E, 140F) para interconectar com o pistão de motor térmico (106, 106E, 106F).
14. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir uma vedação polimérica disposta dentro da segunda extremidade de corpo de motor térmico para fornecer uma vedação para a haste de pistão (140, 140E, 140F) recíproca.
15. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir um sensor (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F); e
    o sensor (231) sendo conectado ao controle (300, 300F) para controlar as primeira e segunda válvulas para reciprocar o pistão de motor térmico dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
16. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir um sensor de efeito Hall (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F); e
    o sensor de efeito Hall (231) sendo conectado ao controle (300, 300F) para controlar as primeira e segunda válvulas para reciprocar o pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
17. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela seção de saída (150, 150F) compreender um sistema de condicionamento de ar.
18. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela seção de saída (150, 150F) compreender um gerador elétrico linear.
19. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o primeiro conjunto de válvula (110, 110F) é fixado na primeira extremidade de corpo de motor térmico compreendendo um primeiro furo de válvula (113) e uma primeira válvula bidirecional (114),
    o primeiro furo de válvula (113) definido no primeiro conjunto de válvula (110, 110F) para conectar o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o primeiro furo de válvula (113);
    a primeira válvula bidirecional (114) recebida de forma deslizável no primeiro furo de válvula (113) de conjunto de válvula (110, 110F) para comunicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o furo de motor térmico na primeira extremidade do corpo de motor térmico,
    o segundo conjunto de válvula (120) fixado na segunda extremidade do corpo de motor térmico compreendendo um segundo furo de válvula (123) e uma segunda válvula bidirecional (124),
    o segundo furo de válvula (123) definido no segundo conjunto de válvula (120) para conectar o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o segundo furo de válvula;
    a segunda válvula bidirecional (124) recebida de forma deslizável no segundo furo de válvula (120) para comunicar sequencialmente o fornecimento de vapor de alta pressão e o retorno de vapor de baixa pressão com o furo de motor térmico na segunda extremidade do corpo de motor térmico,
    a seção de saída (150, 150F) incluindo,
    um corpo de saída definindo um furo de saída (155) se estendendo entre uma primeira e uma segunda extremidades de corpo de saída;
    um pistão de saída (156) localizado no furo de saída (155);
    uma haste de pistão (140, 140E, 140F) interconectando o pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) ao pistão de saída (156); e
    um controle (300, 300F) incluindo uma válvula operada por solenoide (202) para direcionar vapor para controlar as primeira e segunda válvulas bidirecionais (114, 124) para reciprocar o pistão de motor térmico dentro do furo de motor térmico.
20. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir um primeiro e um segundo mancais esféricos (141, 142) dispostos em extremidades opostas da haste de pistão (140, 140E, 140F) para interconectar o pistão de motor térmico com o pistão de saída (156).
21. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir uma vedação polimérica disposta dentro da segunda extremidade de corpo de motor térmico para fornecer uma vedação entre extremidades opostas da haste de pistão (140, 140E, 140F) recíproca.
22. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir um sensor de efeito Hall (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F); e
    o sensor de efeito Hall (231) sendo conectado ao controle (300, 300F) para controlar as primeira e segunda válvulas bidirecionais para reciprocar o pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
23. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pela seção de saída (150, 150F) compreender um sistema de condicionamento de ar.
24. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pela seção de saída (150, 150F) compreender um gerador elétrico.
25. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir uma vedação polimérica para fornecer uma vedação entre as extremidades opostas da haste de pistão (140, 140E, 140F) recíproca interconectando o pistão de motor térmico ao pistão de saída.
26. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir um sensor (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
27. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir um sensor de efeito Hall (231) para detectar a posição do pistão de motor térmico (106, 106E, 106F) dentro do furo de motor térmico (105, 105F).
28. Motor térmico universal de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por incluir uma válvula de controle operada por solenoide (202) para direcionar vapor para as primeira e segunda linhas de fornecimento plurais para deslizar as primeira e segunda válvulas bidirecionais (114, 124) dentro dos primeiro e segundo furos de válvula.

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