ES2453790A1 - A method to operate a stirling engine (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

A method to operate a stirling engine (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

A method of operating a stirling engine, (fig. 1) consisting of the emission of microwave waves that would emit a magnetron (fig. 1-d) that would heat a fluid, (fig. 1-c) in this case synthetic oil, that by means of a container containing synthetic oil, (fig. 1-b) would distribute the heat necessary for the operation of the piston of the stirling engine, energizing the magnetron by means of batteries or electric accumulators or by means of photovoltaic plates (fig. 1-f). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

UN METODO PARA HACER FUNCIONAR UN MOTOR STIRLING A METHOD FOR OPERATING A STIRLING ENGINE

APLICACION INDUSTRIAL INDUSTRIAL APPLICATION

5 Esta invención corresponde a la aplicación industrial de los motores Stirling. 5 This invention corresponds to the industrial application of Stirling engines.

ESTADO DE LA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

El Motor Stirling objeto de esta patente de invención, es un tipo de 10 motor térmico que genera trabajo mecánico a partir de la diferencia de temperaturas entre dos focos. The Stirling Engine object of this invention patent is a type of thermal engine that generates mechanical work from the temperature difference between two foci.

Robert Stirling, diseñó en 1816 un motor térmico que funcionaba sin peligro a las explosiones y quemaduras que tenia la máquina de vapor. Robert Stirling, designed in 1816 a thermal engine that worked safely to the explosions and burns that had the steam engine.

El principio básico del funcionamiento del motor, ideado por Stirling, es The basic principle of engine operation, devised by Stirling, is

15 calentar y enfriar un medio de trabajo, ya sea aire, helio, hidrógeno, etc. Al calentar el medio de trabajo, conseguiremos que incremente su volumen, y se aprovechará ese movimiento para desplazar una parte del motor. Posteriormente, enfriaremos de nuevo el medio de trabajo, reduciendo su volumen, y consiguiendo que el motor vuelva a la posición inicial. El 15 heat and cool a working medium, be it air, helium, hydrogen, etc. By heating the working environment, we will increase its volume, and that movement will be used to move a part of the engine. Subsequently, we will cool the working medium again, reducing its volume, and getting the engine back to its initial position. He

20 motor trabajará siempre con el mismo medio de trabajo, por lo que el motor debe ser hermético. 20 engine will always work with the same working means, so the engine must be airtight.

Todos los motores Stirling tienen un funcionamiento similar, los hay del tipo de Motores de tipo beta, Motores de tipo alfa, Motores de tipo gamma, Motor Ringbom, etc. All Stirling engines have a similar operation, there are those of the type of Beta type engines, Alpha type engines, Gamma type engines, Ringbom engine, etc.

25 Actualmente se está haciendo funcionar los motores Stirling mediante concentradores solares, quemadores de gas, y algún que otro que se calienta con el calor de una taza de café, o con un quemador de alcohol. 25 Stirling engines are currently being operated by solar concentrators, gas burners, and the occasional one that is heated with the heat of a cup of coffee, or with an alcohol burner.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Este método, que se presenta en esta patente para hacer funcionar un motor Stirling, (Fig. 1) es el de proveerle en el pistón de trabajo, ósea, la zona a calentar, (Fig. 1-a) de una vasija cilíndrica a especie de sombrero, (Fig. 1-b) de material de cristal térmico o incluso algún tipo de termoplástico, bordeando toda la superficie del pistón de trabajo, en el cual en el interior de la vasija cilíndrica, contendría un fluido, que en este caso sería el de aceite sintético ya que tiene un punto de ebullición o punto de humeo muy alto. This method, which is presented in this patent to operate a Stirling engine, (Fig. 1) is to provide the area to be heated in the working piston, bone (Fig. 1-a) of a cylindrical vessel to kind of hat, (Fig. 1-b) of thermal glass material or even some type of thermoplastic, bordering the entire surface of the working piston, in which inside the cylindrical vessel, it would contain a fluid, which in this This would be the case of synthetic oil since it has a boiling point or very high smoke point.

El calor necesario para el funcionamiento del pistón de trabajo, y este al cigüeñal, se lo proporcionaría un magnetrón de microondas, (Fig. 1-d) que emitiría microondas y calentaría el aceite sintético que contendría la vasija cilíndrica o contenedor de aceite, transfiriéndole el aceite sintético la temperatura mediante conducción al pistón de trabajo o zona a calentar mediante la emisión de microondas, emitidas o provenientes de un magnetrón emisor de ondas electromagnéticas. The heat necessary for the operation of the working piston, and this to the crankshaft, would be provided by a microwave magnetron, (Fig. 1-d) that would emit microwaves and heat the synthetic oil that would contain the cylindrical vessel or oil container, transferring it the synthetic oil the temperature by means of conduction to the work piston or zone to be heated by the emission of microwaves, emitted or coming from a magnetron emitting electromagnetic waves.

Al pistón de trabajo de la zona a calentar, (Fig. 1-a) se le incorporaría un sensor de temperatura o termopar para que fuese regulada la potencia de emisión de microondas del magnetrón, y regular así la emisión de microondas a administrar al aceite de la vasija cilíndrica. To the working piston of the area to be heated, (Fig. 1-a) a temperature or thermocouple sensor would be incorporated so that the magnetron's microwave emission power was regulated, and thus regulate the microwave emission to be administered to the oil of the cylindrical vessel.

Todo el conjunto de la vasija cilíndrica y el magnetrón, estaría aislado del exterior mediante una cúpula que hiciera de pantalla, (Fig. 1-e), esta cúpula debiera de aislar y evitar la fuga de microondas, debiera además estar compuesta de una chapa metálica y pintada de una capa de pintura epoxi, para evitar así que fuese dañada por las microondas emitidas por el magnetrón. The entire cylindrical vessel and magnetron assembly would be isolated from the outside by means of a screen dome, (Fig. 1-e), this dome should insulate and prevent microwave leakage, it should also be composed of a sheet metallic and painted with a layer of epoxy paint, to prevent it from being damaged by the microwaves emitted by the magnetron.

La vasija cilíndrica contenedora de aceite, dispondría de un tapón para el rellenado, para cuando este aceite perdiera sus características como fluido térmico conductor de calor. The cylindrical vessel containing oil, would have a plug for filling, when this oil lost its characteristics as heat conductive thermal fluid.

Todo el sistema eléctrico del magnetrón, estaría energizado (Fig. 1-f) mediante una o varias baterías o acumuladores de electricidad, o también podría estar energizando mediante placas fotovoltaicas, o un sistema mixto compuesto por baterías y placas solares fotovoltaicas. The entire magnetron electrical system would be energized (Fig. 1-f) by one or several batteries or accumulators of electricity, or it could also be energized by photovoltaic panels, or a mixed system composed of batteries and photovoltaic solar panels.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

En la figura 1, podremos observar el motor Stirling con el sistema de energización mediante ondas microondas mediante fluido de aceite sintético. In Figure 1, we can see the Stirling engine with the microwave wave energization system using synthetic oil fluid.

La fig. 1-a se observa el pistón de trabajo o zona caliente en donde se produciría el movimiento debido al calor administrado por el fluido de aceite sintético. Fig. 1-a the working piston or hot zone where the movement would occur due to the heat administered by the synthetic oil fluid is observed.

La Fig. 1-b se trata de la vasija contenedora del fluido térmico, que estaría fabricada en cristal térmico o algún polímero térmico resistente al calor. Fig. 1-b is the vessel containing the thermal fluid, which would be made of thermal glass or some heat-resistant thermal polymer.

La Fig. 1-c consiste en el fluido térmico que estaría compuesto de aceite sintético con un alto poder de humeo o punto de ebullición. Fig. 1-c consists of the thermal fluid that would be composed of synthetic oil with a high smoking power or boiling point.

La Fig. 1-d se observa el magnetrón emisor de ondas electromagnéticas, del rango de 2450 MHz Fig. 1-d shows the magnetron emitting electromagnetic waves, in the range of 2450 MHz

La Fig. 1-e consiste en una cúpula que hiciera de pantalla para aislar e impedir la fuga de ondas electromagnéticas. Fig. 1-e consists of a dome that would act as a screen to isolate and prevent the leakage of electromagnetic waves.

Finalmente la Fig. 1-f estaría energizado por algunas baterías o acumuladores de electricidad o de placas fotovoltaicas, o un sistema mixto de batería y placa fotovoltaica. Finally, Fig. 1-f would be energized by some batteries or accumulators of electricity or photovoltaic panels, or a mixed system of battery and photovoltaic plate.

UN METODO DE FABRICACION A MANUFACTURING METHOD

Un modo de fabricación de un motor Stirling que esta patente sugiere, (Fig. 1) se realizaría mediante la construcción del motor Stirling con la característica de proveerle al pistón de trabajo o zona a calentar, de una base con una especie de corrugación, a modo donde resultase fácil la administración y reparto del calor de funcionamiento o trabajo, mediante conducción, del aceite sintético contenido en una especie de vasija contenedora. A way of manufacturing a Stirling engine that this patent suggests, (Fig. 1) would be done by building the Stirling engine with the characteristic of providing the work piston or area to be heated, of a base with a kind of corrugation, to mode where it is easy to administer and distribute the heat of operation or work, by conduction, of the synthetic oil contained in a kind of container vessel.

Dispondría de un magnetrón emisor de ondas electromagnéticas del orden de las 2450 MHz, (Fig. 1-d) no siendo limitativa esta frecuencia. Y dispondría además de una vasija cilíndrica contenedora de aceite, (Fig. 1-b) a especie de sombrero, de material de cristal térmico o incluso algún tipo de termoplástico polimérico, bordeando toda la superficie del pistón de trabajo, en el cual, en el interior de la vasija, contendría un fluido, que en It would have an electromagnetic wave emitting magnetron of the order of 2450 MHz, (Fig. 1-d), this frequency not being limiting. And it would also have a cylindrical vessel containing oil, (Fig. 1-b) of a kind of hat, of thermal glass material or even some type of polymer thermoplastic, bordering the entire surface of the working piston, in which, in the interior of the vessel would contain a fluid, which in

5 este caso sería el de aceite sintético. (Fig. 1-c) 5 This case would be synthetic oil. (Fig. 1-c)

Y dispondría esta vasija cilíndrica contenedora, (Fig. 1-b) de un tapón a modo de poder rellenar de fluido, para cuando el aceite sintético perdiera sus características como fluido térmico conductor de calor. And it would have this cylindrical container vessel, (Fig. 1-b) of a plug so that it can be filled with fluid, for when the synthetic oil lost its characteristics as heat conductive thermal fluid.

Todo el sistema de la vasija o contenedora de aceite y magnetrón emisor, The entire system of the vessel or container of oil and emitting magnetron,

10 estaría encerrado y aislado del exterior mediante una cúpula que hiciera de pantalla, (Fig. 1-e) y evitar así la fuga de microondas emitidas por el magnetrón. Esta cúpula debiera estar fabricada de chapa y pintada con pintura epoxi para evitar que fuese dañada por las microondas emitidas por el magnetrón emisor de ondas. (Fig. 1-e). 10 would be enclosed and isolated from the outside by means of a screen dome, (Fig. 1-e) and thus prevent microwave leakage emitted by the magnetron. This dome should be made of sheet metal and painted with epoxy paint to prevent it from being damaged by the microwave emitted by the wave emitting magnetron. (Fig. 1-e).

15 Al pistón de trabajo o zona a calentar, se le incorporaría un sensor de temperatura o termopar para la administración de energía, y controlar así la potencia de emisor del magnetrón. 15 A temperature or thermocouple sensor for energy management would be incorporated into the work piston or zone to be heated, and thus control the magnetron emitter power.

El magnetrón emisor de ondas electromagnéticas estaría energizado (Fig. 1-f) mediante batería o acumulador eléctrico, o mediante unos paneles The magnetron emitting electromagnetic waves would be energized (Fig. 1-f) by battery or electric accumulator, or by panels

20 fotovoltaicos, o un sistema mixto de baterías y panel fotovoltaicos. 20 photovoltaic, or a mixed system of batteries and photovoltaic panel.

Claims (2)

REIVINDICACIONES 1ª- Un método de hacer funcionar un motor Stirling, que consiste en calentar mediante microondas electromagnéticas del rango de frecuencia de los 2450 MHz, un fluido intercambiador de calor, elevando su temperatura, a través de un recipiente contenedor de fluido, y que actuaría sobre el pistón de la parte caliente del Motor Stirling. 1st- A method of operating a Stirling motor, which consists of heating by means of electromagnetic microwaves of the frequency range of 2450 MHz, a heat exchanger fluid, raising its temperature, through a container containing fluid, and which would act on the piston of the hot part of the Stirling Engine. OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND N.º solicitud: 201331087 Application no .: 201331087 ESPAÑA SPAIN Fecha de presentación de la solicitud: 18.07.2013 Date of submission of the application: 18.07.2013 Fecha de prioridad: Priority Date: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE 51 Int. Cl. : F02G1/043 (2006.01) F02B51/06 (2006.01) 51 Int. Cl.: F02G1 / 043 (2006.01) F02B51 / 06 (2006.01) DOCUMENTOS RELEVANTES RELEVANT DOCUMENTS
Categoría Category
56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected
X X
EP 2543848 A1 (POWER NOVA LTD) 09.01.2013, columna 1, línea 1 – columna 6, línea 8; figuras 1-3; reivindicaciones 1-5. 1 EP 2543848 A1 (POWER NOVA LTD) 09.01.2013, column 1, line 1 - column 6, line 8; figures 1-3; claims 1-5. one
X X
US 2011180385 A1 (IMHOLT TIMOTHY J) 28.07.2011, página 1, párrafo [15] – página 17, párrafo [160]; figuras 1-3; reivindicaciones 1-25. 1 US 2011 180385 A1 (IMHOLT TIMOTHY J) 28.07.2011, page 1, paragraph [15] - page 17, paragraph [160]; figures 1-3; claims 1-25. one
Y Y
KR 20120025825 A (PEOPLECOM CO LTD) 16.03.2012, Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE. 1 KR 20120025825 A (PEOPLECOM CO LTD) 16.03.2012, Summary of the EPODOC database. Recovered from EPOQUE. one
Y Y
EP 0447134 A2 (LUCAS TIMOTHY S MACROSONIX CORP) 18.09.1991, columna 5, línea 55 – columna 36, línea 3; figuras 1-25. 1 EP 0447134 A2 (LUCAS TIMOTHY S MACROSONIX CORP) 18.09.1991, column 5, line 55 - column 36, line 3; Figures 1-25. one
Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
Fecha de realización del informe 28.03.2014 Date of realization of the report 28.03.2014
Examinador O. Fernández Iglesias Página 1/4 Examiner O. Fernández Iglesias Page 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE Nº de solicitud: 201331087 Application number: 201331087 Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F02N, F02G, F02B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de Minimum documentation searched (classification system followed by classification symbols) F02N, F02G, F02B Electronic databases consulted during the search (database name and, if possible, terms of búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC search used) INVENES, EPODOC Informe del Estado de la Técnica Página 2/4 State of the Art Report Page 2/4 OPINIÓN ESCRITA  WRITTEN OPINION Nº de solicitud: 201331087 Application number: 201331087 Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 28.03.2014 Date of Written Opinion: 28.03.2014 Declaración Statement
Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
Reivindicaciones Reivindicaciones 1 SI NO Claims Claims one IF NOT
Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
Reivindicaciones Reivindicaciones 1 SI NO Claims Claims one IF NOT
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986). The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986). Base de la Opinión.-  Opinion Base.- La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica. This opinion has been made on the basis of the patent application as published. Informe del Estado de la Técnica Página 3/4 State of the Art Report Page 3/4 OPINIÓN ESCRITA  WRITTEN OPINION Nº de solicitud: 201331087 Application number: 201331087 1. Documentos considerados.-1. Documents considered.- A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión. The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.
Documento Document
Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date
D01 D01
EP 2543848 A1 (POWER NOVA LTD) 09.01.2013 EP 2543848 A1 (POWER NOVA LTD) 01.01.2013
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración 2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement Reivindicación independiente y única Independent and unique claim El documento D01, al cual pertenecen las referencias que se indican a continuación, se considera el estado de la técnica más cercano a la invención tal y como se describe la reivindicación 1. De la lectura del documento D01, y haciendo uso de la terminología de esta primera reivindicación de la solicitud, se puede apreciar que describe un método para hacer funcionar un motor Stirling (columna 1, líneas 3-5 y 29-31), que consiste en calentar mediante microondas electromagnéticas del rango de los 2450 MHz (columna 1, líneas 56-58 y columna 2, líneas 1-2), un fluido intercambiador de calor (columna 1, líneas 26 y 27), elevando su temperatura, a través de un recipiente contenedor de fluido (26 -figuras 1 y 2-), y que actuaría sobre el pistón de la parte caliente del motor Stirling (12 -figura 1-). (Para una comprensión completa de la invención ver columna 1, línea 1 -columna 6, línea 8; reivindicaciones 1 a 5; figuras 1-3). Document D01, to which the references indicated below belong, is considered the state of the art closest to the invention as described in claim 1. From the reading of document D01, and making use of the terminology of This first claim of the application can be seen describing a method for operating a Stirling motor (column 1, lines 3-5 and 29-31), which consists of heating by electromagnetic microwaves in the range of 2450 MHz (column 1 , lines 56-58 and column 2, lines 1-2), a heat exchanger fluid (column 1, lines 26 and 27), raising its temperature, through a fluid container (26-Figures 1 and 2- ), and that it would act on the piston of the hot part of the Stirling engine (12 - Figure 1-). (For a complete understanding of the invention see column 1, line 1 - column 6, line 8; claims 1 to 5; figures 1-3). Por tanto, de lo referido en el párrafo anterior se deduce que la invención definida en la reivindicación 1 no difiere de la técnica conocida tal y como se describe en el documento D01, y se considera que no tiene novedad en base a lo divulgado en el citado documento. Esto es acorde a lo establecido en el Artículo 6.1 de la Ley 11/86. Therefore, it follows from the aforementioned paragraph that the invention defined in claim 1 does not differ from the known technique as described in document D01, and is considered to be novel based on what is disclosed in the cited document. This is in accordance with the provisions of Article 6.1 of Law 11/86. Informe del Estado de la Técnica Página 4/4 State of the Art Report Page 4/4
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