CA2396877A1

CA2396877A1 - Capteur thermique

Info

Publication number: CA2396877A1
Application number: CA002396877A
Authority: CA
Inventors: Sylvio Methot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-02-22

Abstract

Un échangeur thermique, composé de petites plaquettes transpercées par des tuyaux, baigne dans une substance qui a la propriété de changer de volume lors de so n passage de la phase solide à la phase liquide. L'échangeur thermique et la substance étant confinés dans un cylindre étanch e, la variation de volume induit une pression à l'intérieur du cylindre et constit ue une énergie potentielle. Le travail ainsi emmagasiné peut actionner une tige qui couliss e à l'extrémité du cylindre. La tige peut â son tour actionner un cylindre hydraulique, un moteur linéaire, etc. La présente invention se veut donc un récupérateur de chaleur.

Description

Mémoire descriptif La présente invention consiste en un capteur thermique qui permet de récupérer la chaleur provenant d'une source émettrice quelconque, comme un moteur à
combustion interne, une turbine à vapeur, une source de combustion directe, les rayons solaires, etc..
La chaleur récupérée au moyen d'un médüun liquide ou gazeux est transformée en travail utilisable. Un échangeur thermique, composé de petites plaquettes transpercées par des tuyaux, baigne dans une substance qui a la propriété de changer de volume lors de son passage de la phase solide à la phase liquide. L'échangeur de chaleur et la substance étant conimés dans un cylindre étanche, la variation de volume induit une pression à l' intérieur du cylindre et constitue une énergie potentielle. Le travail ainsi enunagasiné peut actionner une tige qui coulisse à l'extrémité du cylindre. La tige peut à
son tour actionner un cylindre hydraulique, un moteur linéaire, etc. La présente invention se veut donc un récupérateur de chaleur.
Il est connu que pour éviter que les matériaux utilisés dans la fabrication des moteurs à
combustion interne usuels ne subissent une détérioration prématurée, une quantité
considérable d'énergie doit être transférée au système de refroidissement sous forme de chaleur et doit être par la suite évacuée dans l'air ambiant par un radiateur.
Cette énergie perdue sous forme de chaleur peut être récupérée à l'aide d'un capteur thermique qui permet de la transformer en travail utilisable. La légéreté et la puissance de la présente invention rend possible la combinaison avec divers systèmes actuels, tel que ceux énumérés plus haut ce qui conférent à ces derniers un rendement thermodynamique de beaucoup amélïoré.
« Relativement aux dessins qui illustrent la réalisation de l' invention, « la figure 1 représente une vue axonométrique des plaquettes transpercées de tuyaux, « la îigure 2 représente une vue axonométrique éclatée du capteur thermique, « la figure 3 représente une vue axonométrique du cylindre fermé et de la tige qui coulisse à l' extrémité du cylïndre, « la figure 4 représente une vue en plan du capteur thermique et du cylindre, « la figure 5 représente une vue en élévation d'une configuration possible de deux capteurs thermiques reliés par un système hydraulique, « la figure 6 représente une vue en plan d'une configuration possible de deux capteurs thermiques reliés par un systême hydraulique, « la figure 7 représente une configuration possible de soupapes d'admission d'eau actionnées mécaniquement par engrenage et crémaillère « la figure 8 représente une vue en élévation d'un tuyau avec ailettes incorporées qui pourrait composer l'échangeur de chaleur.
Une machine thermique pouvant fournir un travail mécanique, ce dit travail est produit en exposant en alternance, à deux températures différentes à l'aide d'un médium liquide ou gazeux, une quantïté de matière ayant un coefficient d'expansion ou de contraction thermique, les dites deux températures étant une plage de haute température et une plage de basse température de manière à ce que la dite matière se gonfle et se rétracte successivement créant ainsi un cycle en synchronisme avec l'exposition alternante de la matière aux dites plages de température, la dite matiëre est confinée sous pression dans un espace ayant un volume extensible et le dit travail fourni par une augmentation en volume de la dite matière est extraite de la dite machine par un actuateur capable de produire un mouvement en captant cette dite augmentation de volume et cette dite pression.
Le système illustré comprend un échangeur de chaleur fabriqué à partir de petites plaquettes ( 1 ) transpercées de tuyaux (2). Les plaquettes ( 1 ) sont en nombre, en épaisseur et espacées de façon à permettre un maximum de transfert de chaleur pour un volume interstitiel maximum. Un matériau bon conducteur thermique, comme l'aluminium ou le magnésium, est utilisé pour leur conception. Les tuyaux (2) sont en nombre, en diamètre, en longueur et en épaisseur de façon à permettre un maximum de transfert de chaleur. Les tuyaux (2) sont construit à partir d'un matériau ayant une bonne conductibilité thermique et ayant d'excellentes propriétés mécaniques pour résister aux pressions internes du système ; l' aluminium est un exemple.
Les plaquettes (1) et les tuyaux (2) constituent un échangeur de forme ronde et oblongue qui se loge dans un cylindre (3) fabrïqué d'un matériau léger ayant de bonnes propriétés mécaniques comme l'aluminium ou encore, un matériau composite. Le cylindre est d'épaisseur telle qu'il peut supporter les pressions internes et d'une longueur telle qu'il s'adapte aux tuyaux de l'échangeur.

Deux couvercles (4) et (5) sont fixés soit avec des boulons, soit à l'aide d'une soudure aux extrémités du cylindre (3). Les couvercles (4) et (5) sont faits d'un matériau ayant de bonnes propriétés mécaniques et ont une épaisseur qui leurs permettent de résister aux efforts induits. Les couvercles (4) et (S) sont percés de trous pour accueillir les tuyaux (2) et sont isolés pour éviter les pertes de chaleur. Un couvercle (5) est percé
pour accueillir soit une tige (6), soit un tube (7). L'interface cylindre (3) et couvercles (4) et (5) et l'interface tuyaux (2) et couvercles (4) et (5) sont étanchés à
l'aide de soudures ou de joints d'étanchéité. Un joint d'étanchéité torique (8) élimine les pertes de pression entre la tige(6) et le couvercle(S).

Claims

Revendications

1) Une machine thermique pouvant fournir un travail mécanique, ce dit travail est produit en exposant en alternance, à deux températures différentes à
l'aide d'un médium liquide ou gazeux, une quantité de matière ayant un coefficient d'expansion ou de contraction thermique, les dites deux températures étant une plage de haute température et une plage de basse température de manière à ce que la dite matière se gonfle et se rétracte successivement créant ainsi un cycle en synchronisme avec l'exposition alternante de la matière aux dites plages de température, la dite matière est confinée sous pression dans un espace ayant un volume extensible et le dit travail fourni par une augmentation en volume de la dite matière est extraite de la dite machine par un actuateur capable de produire un mouvement en captant cette dite augmentation de volume et cette dite pression.