ES2929623T3 - Motor térmico con una salida hidráulica dinámicamente controlable - Google Patents

Abstract

Un motor térmico con salida hidráulica controlable dinámicamente accionado por una bomba de alta presión y una turbina de gas que comprende un recipiente a presión (1), una tapa (1.1), un tabique móvil (2), un espacio de trabajo de gas (4), un espacio de trabajo líquido (5), y un recuperador (7), en el que se dispone un sellado (1.4) entre el recipiente a presión (1) y la tapa (1.1), en el que en el espacio interior del recipiente a presión (1) la partición (2) está unida de forma móvil a una membrana plegada (3) que está unida a la tapa (1.1), donde la partición (2) divide el espacio interior del recipiente a presión (1) en el espacio de trabajo de gas (4) y el espacio de trabajo de líquido (5), en el que el espacio de trabajo de gas (4) ocupa un área más grande del mismo, en el que dicho espacio de trabajo de gas (4) está rodeado por una membrana permeable doblada (4.4) y otras partes moldeadas (1.8) están dispuestas dentro el recipiente a presión, que definen un canal de gas externo (10) que se conduce entre una carcasa del recipiente a presión (1) y las piezas moldeadas (1.8), mientras que un canal de gas circunferencial (4.3) está ubicado entre las partes moldeadas (1.8) y la membrana plegada (3) y además entre una primera membrana permeable (4.5) y el tabique (2), donde se llena el espacio de trabajo de gas (4) con una microestructura (4.1) de material sólido con porosidad superior al 99 % de su volumen, y está rodeada por una segunda membrana permeable (4.6) a la que se conecta un recuperador (7), en cuyo espacio se dispone un intercambiador de calor (8) conectado a una entrada/salida (8.1) del medio de transferencia de calor, en el que el recuperador (7) está rodeado además por las piezas moldeadas (1.8), y está separado del espacio de trabajo de gas (4) por la segunda membrana permeable (4.6), el canal de gas externo (10) se alimenta al espacio del recuperador (7) en el lado opuesto de su conexión al espacio de trabajo de gas (4), cuyo canal de gas externo está conectado a un actuador neumático (6) cámara (6.1), en la que se alimenta además un canal de gas interior (10.1), conectado t o el canal de gas circunferencial (4.3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Motor térmico con una salida hidráulica dinámicamente controlable

Campo de la invención

La invención refiere a un motor térmico con una salida hidráulica dinámicamente controlable accionada por una bomba de alta presión y una turbina de gas diseñada para actividades de trabajo donde se requiere una acción rectilínea de grandes fuerzas.

Antecedentes de la invención

Los motores térmicos usan un proceso cíclico donde la energía de una sustancia suministrada se transforma en energía cinética. La característica de torque de la salida de energía del motor térmico puede no ser siempre adecuada para su uso directo, por lo que la ajustamos para satisfacer las necesidades en la práctica. Para este propósito, utilizamos la llamada interfaz para la transmisión de energía. En la actualidad, los sistemas hidráulicos para la transmisión de energía se usan comúnmente para el accionamiento de una máquina y actividades de trabajo, donde se requiere la acción rectilínea de grandes fuerzas.

En la práctica actual de la técnica, las bombas de alta presión usan las máquinas rotativas más comunes, tal como un motor eléctrico, como la fuente de accionamiento. Con energía más alta y aplicaciones especiales o sin una fuente de energía eléctrica disponible, un motor de combustión interna o turbina está disponible como una unidad.

Una modalidad de un motor térmico usado como una fuente de energía eléctrica para una bomba de alta presión, titulada HEAT ENGINE WITH HYDRAULIC OUTPUT, se describe en el documento WO02070887. El sistema hidráulico de acuerdo con la presente invención se configura y se construye de tal manera que los picos de presión inducidos por pistones repetidos sirven para bombear líquido hidráulico y transformar la energía mecánica del flujo líquido hidráulico en un movimiento lineal o rotativo. La energía térmica para el funcionamiento del motor actual se obtiene a partir de gases de combustión calientes. En una modalidad básica, se usa una cubierta de motor térmico para transferir calor desde el gas de combustión caliente al gas de trabajo. En la cubierta del motor, desde un lado de los gases de combustión calientes, así como también un lado del gas de trabajo dentro del motor, las nervaduras de laminillas se disponen para transferir calor de los gases de combustión calientes al gas de trabajo. El gas de trabajo se sella herméticamente dentro del motor térmico en una cámara de trabajo, separado de manera elástica de una cámara de bombeo principal que contiene el líquido hidráulico. La cámara de trabajo se divide en dos partes, superior e inferior, por un desplazador. El desplazador se conecta a un eje acoplado a un motor eléctrico sumergido en el líquido hidráulico en la cámara de bombeo principal. El desplazador divide la cámara de trabajo en dos partes, una superior y otra inferior. Debido al movimiento cíclico hacia arriba y hacia abajo del desplazador, el volumen de las porciones superior e inferior de la cámara de trabajo cambia alternativamente, preferentemente de manera que en una etapa el volumen de una de las partes de la cámara de trabajo es mínimo y el volumen de la otra parte de la cámara de trabajo es máxima. El gas de trabajo que entra y sale por la parte superior de la cámara de trabajo dispuesta sobre el desplazador pasa por la cubierta del motor térmico. Aquí, los gases de combustión calientes pasan la energía térmica al gas de trabajo. En la fase del volumen máximo de gas de trabajo en la parte superior de la cámara de trabajo, el volumen y la presión en toda la cámara de trabajo son máximos. La expansión del gas de trabajo ejerce presión sobre el líquido hidráulico en la cámara de bombeo principal, que subsecuentemente es forzado a salir de la cámara de bombeo principal por la tubería. El líquido hidráulico fluye desde la cámara de bombeo a través de la tubería, la válvula de inversión e intercambiador de calor hacia un primer contenedor. Desde el primer contenedor a la unidad trabajo de salida y a través de la tubería hasta el segundo contenedor, desde donde fluye de regreso a través de otra válvula de inversión y la porción enfriamiento regresa a la cámara principal de la bomba. Un acumulador mantiene la presión del sistema más alta que la presión en el motor de manera que la caída de presión en la cámara de bombeo no detenga el flujo del líquido hidráulico a través de la válvula de inversión cuando el desplazador se mueve hacia arriba. El tamaño de los contenedores y el diámetro de la tubería en todo el sistema hidráulico debe ser lo suficientemente grande como para permitir que el flujo líquido hidráulico necesario drene la energía del motor a la unidad de salida. En una modalidad con una bomba hidráulica que emplea picos periódicos de presión del líquido hidráulico como una fuente de energía, el líquido hidráulico se bombea tangencialmente en la entrada y, ya sea, tangencial o axialmente en la salida. En esta modalidad con una bomba, el líquido hidráulico entra en la bomba a través de una entrada tangencial y fluye a través de una trayectoria espiral hacia la parte inferior de la bomba donde se localiza la salida la bomba. La válvula de inversión podría usarse en la entrada o salida del líquido de la bomba para mantener el flujo unidireccional de la bomba. En una modalidad del motor térmico con una bomba hidráulica con salida axial, el líquido hidráulico entra a la bomba a través de la parte inferior de la bomba, donde fluye aún más hacia el codo tridimensional, que proporciona el flujo través de la trayectoria espiral hacia la salida tangencial. Esta modalidad conlleva una limitación estructural en la dependencia entre la presión y la velocidad del flujo de líquido a través del motor. El control de salida dinámica para estas soluciones no es posible.

El motor Stirling, útil como una bomba de calor, se describe en el documento WO8200319. En esta modalidad, un recipiente de trabajo se rellena con un gas de trabajo-helio, el recipiente se calienta en el extremo inferior y se enfría en el extremo superior del mismo. El recipiente contiene un desplazador que se une de manera flexible al recipiente de trabajo. El desplazador desplaza el gas de trabajo de un lado al otro, dentro del recipiente de trabajo, para alternar el calentamiento y el enfriamiento del gas de trabajo. El recipiente se cierra por una membrana flexible, que se dobla bajo ondas de presión generadas en el recipiente. Cuando la membrana se dobla, desplaza líquido hidráulico en la cámara hidráulica y acciona un servomotor para controlar el alternador lineal y el compresor de gas.

La patente núm. CN 103883425 B describe una transmisión hidráulica de un motor Stirling con un depósito de calor como una fuente de calor. El motor incluye un contenedor de calor en una cubierta exterior, un elemento de calentamiento, un sistema de intercambio de calor, una entrada de aire, un elemento de almacenamiento de calor, un elemento de transmisión hidráulica del motor Stirling, una tubería hidráulica, un depósito de líquidos del sistema hidráulico, un motor hidráulico y un conducto de aire caliente. El elemento del engranaje hidráulico del motor Stirling es del tipo de dos pasos.

La solicitud de patente de Estados Unidos núm. US2002073703 A describe un sistema sin un motor de pistón, particularmente para vehículos de motor. El sistema incluye al menos una bomba hidráulica, cada una de las cuales se proporciona con un primer y un segundo paso de líquido. El motor de combustión interna sin un pistón incluye un cilindro de combustión y un cilindro hidráulico. Un acumulador de baja presión se conecta al cilindro hidráulico a través de un líquido. Una primera válvula de control conecta el acumulador de baja presión con el cilindro hidráulico. Al menos un acumulador de alta presión se conecta al cilindro hidráulico a través del líquido, en donde dicha conexión se proporciona con al menos una segunda válvula de control. Una tercera válvula de control interconecta el cilindro hidráulico con el primer canal de líquido de cada bomba. Una cuarta válvula de control conecta el cilindro hidráulico con el segundo canal de líquido de cada bomba. El primer recipiente a presión de trabajo se conecta entre cada bomba y la tercera válvula de control o la cuarta válvula de control.

El documento WO8400399 A describe un motor térmico que tiene un desplazador móvil entre un extremo caliente y el extremo frío de una cámara de trabajo en la que se dispone un pistón de trabajo accionado por un líquido de trabajo. Una bomba hidráulica de pistón de trabajo de líquidos y una válvula de control hidráulica se conectan a una tubería de salida hidráulica de manera que dicha válvula pueda regular el flujo líquido hidráulico. El pistón de trabajo puede controlarse mediante el uso de una unidad de control independientemente del movimiento del desplazador.

La Solicitud de Patente Internacional WO 0004287 A describe un generador de movimiento que tiene una carcasa y una cámara que contiene un líquido incompresible. Una abertura en la carcasa se encierra por un elemento móvil. Las paredes convexas, flexibles opuestas en la carcasa forman una cámara de modulación interna que contiene gas compresible. Los extremos opuestos de las paredes pueden moverse uno hacia el otro y separarse entre sí por medio de un convertidor de movimiento, por ejemplo, miembros piezoeléctricos de cerámica, para comprimir y presionar la cámara, que mueve de esta manera el elemento móvil y que genera el movimiento de salida.

La solicitud de patente WO 2006044387 A describe una bomba para bombear líquido desde una primera fuente de baja presión a una segunda fuente de líquido de alta presión, en donde la bomba comprende una cámara. Un miembro divisor se posiciona de manera móvil en la cámara y divide la cámara en una primera y una segunda subcámaras de diferentes volúmenes; La primera subcámara tiene una abertura conectada de manera controlable, ya sea, a una segunda fuente de líquido o una tercera fuente de líquido. La segunda subcámara tiene aberturas de entrada y salida conectadas de manera controlable a la primera y segunda fuentes de líquido. La bomba incluye además un dispositivo de enfriamiento para enfriar el líquido en la primera subcámara. El documento DE 865 458 C describe una bomba accionada por un motor térmico.

La transmisión de energía hidráulica generalmente implica cambiar el trabajo mecánico de un motor a la energía potencial o cinética de un líquido. Estos sistemas hidráulicos se componen de tres partes básicas, una bomba de alta presión, un sistema de control de flujo líquido y un accionamiento hidráulico, o un motor. En el sistema hidráulico de acuerdo con esta modalidad, pueden generarse picos de presión durante el control del flujo líquido hidráulico debido a la inercia y la incompresibilidad práctica del líquido hidráulico. Eliminar estos fenómenos requiere una solución costosa y técnicamente exigente. Las pérdidas de presión causaron la distribución de la tubería, el control de flujo líquido hidráulico y los picos de presión reducen la eficiencia y la vida útil de todo el sistema.

Los motores térmicos con fuentes externas de energía térmica han aparecido previamente en la práctica técnica. Con la mejora técnica de los motores de combustión, las ventajas de los motores térmicos con fuentes de calor externas no superaron las dificultades estructurales de sus soluciones existentes. Los problemas en la práctica técnica se deben principalmente a la salida de energía mecánica de un dispositivo con sobrepresión interna permanente y la necesidad de partes móviles internas altamente cargadas mecánicamente. La provisión insuficiente de confiabilidad operativa, hermeticidad y fácil servicio, evita el uso de este tipo de motor en la práctica técnica.

La presente invención tiene como objetivo diseñar un dispositivo con una transmisión de energía térmica dinámicamente controlable a una salida de líquido hidráulico a alta presión. Tal dispositivo es un motor térmico con una salida hidráulica, una cámara de líquido y una cámara de trabajo rellenada con gas, en donde el movimiento del gas en la cámara de trabajo puede controlarse por medio de un actuador neumático.

Resumen de la invención

Los inconvenientes mencionados anteriormente se eliminan mediante un motor térmico con una salida controlada dinámicamente, accionado por una bomba de alta presión y una turbina de gas que comprende un recipiente a presión, una tapa, una división móvil, un espacio de trabajo del gas, un espacio de trabajo de líquidos, y un recuperador, cuyo principio consiste en que comprende el recipiente a presión con la tapa, entre los cuales se dispone un sello, en donde en el espacio interior del recipiente a presión, la división se une de manera móvil a una membrana que se une adicionalmente a la tapa, en donde la división divide el espacio interior del recipiente a presión en el espacio de trabajo del gas y el espacio de trabajo de líquidos, en donde el espacio de trabajo del gas ocupa un área más grande del mismo, en donde dicho espacio de trabajo del gas se rodea por una primera membrana permeable en el área de la primera división, por una membrana permeable doblada en su circunferencia, y por una segunda membrana permeable en el punto de la conexión del recuperador, y además, las partes conformadas se disponen dentro del recipiente a presión que define un canal de gas externo que se localiza entre una cubierta del recipiente a presión y las partes conformadas, mientras que un canal de gas circunferencial se localiza entre las partes conformadas y la membrana permeable doblada y además entre la división y una primera membrana permeable, en donde el espacio de trabajo del gas se rellena con una microestructura de gran porosidad, reforzada por mallas. El espacio de trabajo del gas rellenado se conecta a través de la segunda membrana permeable a un recuperador en cuyo espacio se dispone un intercambiador conectado a la fuente de energía térmica, en donde el recuperador se rodea además por las partes conformadas, el canal de gas externo se alimenta al recuperador en el lado opuesto de la entrada del espacio de trabajo del gas, cuyo canal de gas externo se conecta a una cámara del actuador neumático, en la cual se alimenta el canal de gas interno, conectado a los canales de gas circunferenciales y además a la membrana permeable doblada y la membrana permeable que rodea el espacio de trabajo del gas.

Esta es una modalidad de un motor térmico de gas donde el gas de trabajo se sella herméticamente en la cámara de trabajo del gas del recipiente a presión. Sus cambios de calor/volumen/presión realizan el trabajo.

El principio de la presente invención es reemplazar el desplazador mecánico con un actuador neumático y, por lo tanto, no es necesario separar las partes calientes y frías del espacio de trabajo. Originalmente, el espacio de trabajo dividido en partes calientes y frías por el desplazador se diseña como una única cámara de trabajo en la modalidad de la invención. Este espacio de trabajo se rellena con una microestructura de alta porosidad y por lo tanto con un peso de volumen mínimo. La microestructura debe soportar una presión suave del gas que fluye través del espacio rellenado de esta manera. Con el fin de mantener tal microestructura a gran escala, se entrelaza con mallas de fibras de refuerzo en capas, en un plano perpendicular a la dirección de los cambios en masa del espacio de trabajo del gas. Las distancias mutuas de la malla y fibras de malla dependerán de la dinámica deseada del flujo de gas de trabajo dentro del espacio de trabajo. Estas distancias varían en el orden de 100 a 10000 veces la distancia media de los elementos de microestructura.

Esta microestructura reduce significativamente las posibilidades de propagación por convección y por radiación del calor dentro del espacio de trabajo del gas. En los puntos de entrada y salida de gas al espacio de trabajo del gas hay membranas con permeabilidad al gas impedida. Estas membranas aseguran un flujo uniforme del gas de trabajo hacia el espacio de trabajo del gas y minimizan, junto con la microestructura dentro del espacio de trabajo del gas, la mezcla turbulenta de gas frío y caliente. La microestructura puede tener diferentes densidades en masa en diferentes localizaciones del espacio de trabajo del gas. De esta manera, la resistencia al paso del gas de trabajo a través de esta microestructura puede determinarse localmente, y la dirección de propagación del gas de trabajo en el espacio de trabajo del gas también puede determinarse, para hacer uso completo de su volumen máximo para los cambios en los parámetros físicos del gas de trabajo. El espacio de trabajo del gas se rellena y se vacía desde un lado o desde el centro por un gas de temperatura más alta, y desde el otro lado o desde la circunferencia se rellena y se vacía por un gas de temperatura más baja. El movimiento del gas dentro de la microestructura al eliminar el flujo turbulento a mayor escala creará al mismo tiempo una zona de movimiento dinámico con un gradiente de alta temperatura en la interfaz entre el gas de trabajo de temperatura más alta y el gas de trabajo de temperatura más baja. Esta zona se moverá y cambiará debido a un cambio en el flujo del gas de trabajo controlado por el actuador neumático. La regulación del flujo en el espacio de trabajo del gas tendrá como objetivo minimizar la exposición a cambios de temperatura de la porción del espacio de trabajo del gas con una masa más alta y, por lo tanto, incluso la capacidad térmica, idealmente solo la microestructura y fibras de malla. Es conveniente que la ausencia de un desplazador de masa en el espacio de trabajo del gas permita cualquier cambio rápido en la temperatura promedio y, por lo tanto, en la presión/volumen del gas de trabajo en el espacio de trabajo del gas. Mediante la unión por presión el espacio de trabajo del gas con el espacio de trabajo de líquidos, este cambio de presión/volumen ocurre inmediatamente en el espacio de trabajo de líquidos. Este cambio en la temperatura promedio se hace posible al rellenar y al mismo tiempo vaciar el espacio de trabajo del gas a través de los intercambiadores de calor de enfriamiento y calentamiento y el recuperador. La dinámica del cambio se da por la velocidad de este flujo, que se debe a la diferencia de presión creada por el actuador neumático. Esta diferencia de presión creada por el actuador neumático se determina no solo por su velocidad de rotación, sino también por el ajuste del impulsor en la cámara del actuador neumático contra un par de canales de gas bidireccionales. Aumentar o disminuir la temperatura promedio y, por lo tanto, la presión y el volumen en el espacio de trabajo del gas y, por lo tanto, la presión en todo el motor se da por la dirección de flujo interno del gas de trabajo. El movimiento del gas de trabajo en el espacio de trabajo del gas puede controlarse con precisión por medio de un actuador neumático; es necesario garantizar que los efectos del flujo de gas dentro del espacio de trabajo del gas nunca excedan el límite cuando se produce una compresión irreversible o un colapso de la microestructura o un daño mecánico a las otras partes. También es necesario garantizar que la temperatura del gas de trabajo dentro del espacio de trabajo no exceda el límite de resistencia a la temperatura de la microestructura y otras partes del equipo.

Las principales desventajas de la técnica anterior se abordan mediante el principio de unificación de las partes de accionamiento y control del sistema hidráulico. La solución concebida de esta manera en gran medida reduce la posibilidad de picos de presión en el sistema hidráulico de accionamiento y control. El motor tiene un diseño considerablemente más simple y no contiene ninguna pieza cargada mecánicamente de manera significativa en la pieza con la alta presión permanente. En el caso del uso de un cojinete magnético con un actuador neumático, no hay interferencia entre las partes móviles dentro del motor térmico, lo que tiene un efecto significativo en su confiabilidad y vida útil. En aplicaciones hidráulicas con alta dinámica de cambios de presión, este motor térmico proporcionará una solución con una dinámica que no se había permitido por los sistemas existentes. Otros parámetros, tales como la relación peso-rendimiento, mejora dramáticamente debido a una carga más baja en los picos de presión del sistema hidráulico y debido a la posible ausencia de elementos reguladores. Debido a la conexión potencialmente corta e ilimitada al motor/accionamiento hidráulico, puede esperarse una reducción significativa en las caídas de presión del sistema y, por lo tanto, incluso un aumento en la eficiencia general, especialmente para los sistemas hidráulicos con alta dinámica de cambios de presión. Dado que la fuente de energía para esta modalidad es la energía térmica, la elección de la fuente de energía es mucho más amplia que con los sistemas hidráulicos existentes. Al mismo tiempo, permite el uso de fuentes alternativas y renovables de calor y energía. Con los cambios cíclicos en el modo óptimo, la salida hidráulica del dispositivo puede usarse directamente como una bomba. Preferentemente, el dispositivo operará a altas presiones donde puede lograrse una mayor energía al aumentar la presión en el mismo espacio de trabajo.

La confiabilidad operacional, la hermeticidad y las facilidades de mantenimiento inapropiadas, comunes con las soluciones de diseño existentes, se resuelven en el nuevo dispositivo de diseño. La alta confiabilidad se proporciona por el diseño del dispositivo que permite una encapsulación completa sin la necesidad de que se selle en el punto de movimiento. En el interior del motor térmico no hay piezas altamente cargadas de manera mecánica y no hay necesidad de contacto mutuo de las partes móviles, por lo tanto, la lubricación no es necesaria, que tiene un efecto importante sobre la vida de estas partes, y por lo tanto, una parte altamente presurizada del dispositivo en un diseño hermético permanente sin la necesidad de un mantenimiento regular y es posible el reemplazo de las partes internas 0 líquidos.

Breve descripción de los dibujos

La invención se explicará con referencia a los dibujos acompañantes, donde la Figura 1 ilustra una modalidad ilustrativa con un intercambiador interno en la fase de expansión, la Figura 2 ilustra una modalidad ilustrativa con un intercambiador interno en la fase de compresión, la Figura 3 ilustra un detalle de un recuperador eléctrico, la Figura 4 ilustra una modalidad ilustrativa de un motor térmico con un intercambiador en la cubierta en la fase de expansión, la Figura 5 ilustra una modalidad ilustrativa de un motor térmico con un intercambiador en la cubierta en la fase de compresión, la Figura 6 ilustra un detalle "B" de la modalidad de un actuador de gas, en una modalidad con un cojinete de rodillo, la Figura 7 ilustra una vista de una sección A-A de un actuador neumático, la Figura 8 ilustra un detalle del actuador neumático en la modalidad con el cojinete magnético, la Figura 9 ilustra el impulsor del actuador, la Figura 10 ilustra un detalle "C" de la modalidad del rellenado del espacio de trabajo, la Figura 11 ilustra una modalidad ilustrativa de la malla, la Figura 12 ilustra un detalle de la modalidad "D" del borde de la malla sujetado a los dobleces de la membrana permeable doblada.

Descripción de una modalidad ilustrativa

La presente invención se explicará en la siguiente descripción de una modalidad ilustrativa de un motor térmico con una salida hidráulica dinámicamente controlable con referencia a los dibujos correspondientes. En los presentes dibujos, la invención se ilustra por medio de una modalidad ilustrativa de un motor térmico con un intercambiador de calor interno y un motor térmico con un intercambiador de calor de calentamiento en la cubierta del recipiente a presión.

El motor térmico con un intercambiador de calor interno se muestra en las Figuras 1 y 2. En esta modalidad el motor térmico consiste en un recipiente a presión 1 y una tapa 1.1 entre los cuales se dispone un sello 1.4. El recipiente a presión 1 tiene forma cilíndrica y es óptimo desde la perspectiva de la compactibilidad del volumen y la presión interna, en donde tal forma de contenedor no es un prerrequisito para la correcta operación del aparato. El recipiente a presión 1 se divide además por una división 2 en dos espacios de trabajo. Estos son un espacio de trabajo del gas 4 y un espacio de trabajo de líquidos 5, en los cuales se alimenta un canal de líquido 5.2, que termina en una entrada/salida hidráulica 5.1, que sirve para descargar el trabajo mecánico del motor térmico. El espacio de trabajo del gas 4 ocupa una porción más grande del recipiente a presión 1, su forma óptima es compacta, similar a una bola con la superficie más pequeña con relación al volumen, en donde este espacio de trabajo del gas 4 se rodea por una primera membrana permeable 4.5, una membrana permeable doblada 4.4 y una segunda membrana permeable 4.6. Además, se proporcionan partes conformadas 1.8 dentro del recipiente a presión 1 que definen el canal de gas externo 10 que se localiza entre la cubierta del recipiente a presión 1 y las partes conformadas 1.8; mientras que los canales de gas circunferenciales 4.3 se localizan entre las partes conformadas 1.8 y la primera membrana permeable 4.5, la división 2, membrana doblada 3 y membrana permeable doblada 4.4. Con el fin de garantizar un movimiento dispuesto y definible 12 del gas de trabajo y minimizar los cambios de temperatura del gas de trabajo debido al flujo caótico, la radiación térmica y la conducción dentro del espacio de trabajo del gas 4, se rellena con una microestructura 4.1. Esta microestructura 4.1 consiste en un material resistente a los cambios de temperatura cíclicos en el intervalo de temperatura del motor y tiene suficiente resiliencia y resistencia dentro de este intervalo de temperatura. La microestructura 4.1 tiene una porosidad superior al 99 % en base a su volumen total, con una densidad de 1 x 10-4 a 0,03 g cm-3. La uniformidad y el método de unión de los elementos individuales en la microestructura 4.1 deben permitir cambios volumétricos sin deformación permanente y con una vida útil alta. Los materiales adecuados para fabricar la microestructura 4.1 son micro y nanofibras de carbón, cerámica y metal, aerografito, aerogel de grafito u otros materiales que cumplan con las condiciones de propiedades del material mencionadas anteriormente.

Esta microestructura 4.1 puede reforzarse con mallas 4.2 separadas entre sí, en donde las mallas 4.2 se orientan perpendicularmente a la dirección de los cambios dimensionales del espacio de trabajo del gas 4 durante las fases de trabajo. Las mallas 4.2 se forman por fibras entrelazadas dentro de un anillo que tiene una forma "V" o "W" girada a 900. Las fibras en la forma de red pueden unirse a los anillos mediante soldadura, pegado, prensado en el borde de un anillo o entre dos anillos, o mediante la inserción entre dos anillos antes de soldar. Los anillos y, por lo tanto, la membrana permeable doblada 4.4 se fabrican de una placa de metal delgada con alta elasticidad y resistencia a la fatiga; el material ideal es aleación de acero o aleación de titanio. Los anillos se proporcionan con orificios 4.7 en la circunferencia, que proporciona la membrana permeable doblada 4.4 ensamblada a partir de estos anillos su permeabilidad al gas de trabajo; ver la Figura 10 y Figura 12. Los espacios entre las mallas 4.2 se rellenan con la microestructura 4.1. El propósito de las mallas 4.2 es mantener la microestructura uniforme 4.1 tanto en los cambios en el volumen del espacio de trabajo del gas 4 como en el movimiento interno 12 del gas de trabajo. El arreglo de las mallas 4.2 y la microestructura 4.1 dentro del espacio de trabajo del gas 4 se ilustra en la Figura 10 y la Figura 11. La Figura 12 ilustra un detalle "D" de la modalidad del borde de la membrana permeable doblada 4.4. Para aplicaciones de alta temperatura, las fibras de malla 4.2 podrían fabricarse de carbono, cerámica o metal.

El diseño tanto del espacio de trabajo del gas 4 como del espacio de trabajo de líquidos 5 debe permitir el movimiento de la división 2, que los separa. El diseño de la división 2 y la membrana doblada 3 se diseñan para soportar la presión en el espacio de trabajo del gas 4 incluso después que el líquido se ha descargado del espacio de trabajo de líquidos 5. La membrana doblada 3 forma al mismo tiempo una superficie de intercambio de calor entre el gas de trabajo que fluye en el canal de gas interno 10.1 y el líquido hidráulico dentro del espacio de trabajo de líquidos 5, lo que forma un segundo intercambiador de calor. En esta parte del canal de gas circunferencial 4.3, el gas de trabajo se conducirá para maximizar el intercambio de calor entre el gas de trabajo y la membrana doblada 3. El flujo del gas de trabajo en una fase (en la otra viceversa) se conducirá desde la cámara del actuador neumático 6 al canal de gas interno 10.1, luego en esta parte del canal de gas circunferencial 4.3, luego a la membrana permeable 4.5 y la membrana permeable doblada 4.4 en el espacio de trabajo del gas 4 y en el recuperador 7, en el que se dispone un intercambiador de calor 8, que se conecta a la entrada/salida 8.1 del medio de transferencia de calor, el gas de trabajo se pasa más allá a través del canal de gas externo 10 a la cámara 6.1, que es una parte del actuador neumático 6. Estructuralmente, es necesario garantizar la mejor relación posible entre el volumen del espacio de trabajo del gas 4 y el volumen de las otras partes del motor térmico en el que se localiza el gas de trabajo.

La Figura 3 ilustra una variante de una modalidad del recuperador 7 con un elemento de calentamiento eléctrico 8.2. En esta modalidad, el elemento de calentamiento eléctrico 8.2 se conecta entre el recuperador 7 y el espacio de trabajo del gas, que se conecta eléctricamente por medio de cables eléctrico 9.1 a una unidad de control 9, que se conecta a una fuente 9.2 de tensión eléctrica. El recuperador 7 colinda aún más con las partes conformadas 1.8 y se separa del lado del espacio operativo del gas 4 por la segunda membrana permeable 4.6, en donde el segundo extremo del recuperador 7 se conecta al canal de gas externo 10.

La función del motor térmico en esta modalidad es la siguiente. El movimiento del gas de trabajo dentro del espacio de trabajo del gas 4 se extiende desde el centro del espacio de trabajo del gas 4 hasta la cubierta interior del recipiente a presión 1 y viceversa. El rellenado del espacio de trabajo del gas 4 sirve para garantizar un flujo uniforme del gas de trabajo dentro del espacio de trabajo y también debido a la alternancia de la dirección de flujo del gas de trabajo a la formación de una región de alta temperatura 14 que se mueve durante las fases de trabajo en casi todo el volumen del espacio operativo del gas 4. La dirección de flujo y la velocidad del gas de trabajo varían en todas las partes del motor térmico. Tras una solicitud de aumentar la presión y compresión en el espacio de trabajo de líquidos 5, el gas de trabajo fluye desde el actuador neumático 6 a través del canal de gas externo 10 a través del recuperador 7 y el intercambiador de calor 8 a través del volumen interno del espacio de trabajo del gas 4 hacia los canales de gas circunferenciales 4.3. De esta manera, la temperatura promedio del gas de trabajo dentro el dispositivo aumenta y hay un aumento en la presión y expansión en la cámara de trabajo del gas 4 y al mismo tiempo se produce una compresión en el espacio de trabajo de líquidos. Con la solicitud de reducir la presión y la expansión en el espacio de trabajo de líquidos, el gas de trabajo se conduce desde el actuador neumático 6 a través del canal de gas interno 10.1 a los canales de gas circunferenciales 4.3 dispuestos en las paredes del espacio de trabajo del gas 4, más allá del volumen interior del espacio de trabajo del gas 4 y luego a través del intercambiador de calor 8 y del recuperador 7. Esto reduce la temperatura promedio del gas de trabajo dentro del dispositivo, y se produce la reducción de presión y compresión en el espacio de trabajo del gas 4, mientras que al mismo tiempo la expansión se produce en el espacio de trabajo de líquidos. El espacio de trabajo de líquidos 5 reacciona a la expansión y compresión del espacio de trabajo del gas 4 con prácticamente la misma presión de trabajo, el espacio de trabajo 5 disminuye tras la expansión del espacio de trabajo de líquidos 4 en la misma relación; y el espacio de trabajo 5 aumenta tras la compresión del espacio operativo del gas 4 en la misma relación. El motor realiza el trabajo al cambiar la presión y el volumen en el espacio de trabajo de líquidos 5. La suma de los volúmenes de ambos espacios de trabajo 4 y 5 es prácticamente la misma en todas las fases de trabajo. El motor en diferentes fases de operación se muestra en las Figuras 1 y 2. En el caso de que el motor opere en la entrada/salida del medio de transferencia de calor 8.1 a temperaturas más bajas que en el espacio de trabajo de líquidos, y en el caso de que el medio de transferencia de calor elimine el calor del motor, las fases de expansión y compresión se invertirán con respecto a la dirección de flujo interno del gas de trabajo.

El recipiente a presión 1 de la invención con un intercambiador de calor interno en la práctica técnica debe resistir solo a temperaturas normales en la salida del gas de trabajo desde el recuperador 7 al canal de gas externo 10.

Otra modalidad de un motor térmico con un intercambiador de calor en la cubierta de un recipiente a presión se ilustra en la Figura 4 y la Figura 5. Esta modalidad del motor térmico es diferente de la solución mostrada en la Figura 1 y la Figura 2. La modalidad difiere en el diseño del recipiente a presión 1, que en este caso debe soportar altas temperaturas. El recipiente a presión 1 consiste de las siguientes partes. Una parte central 1.2, que se dispone entre una tapa 1.1 y un anillo 1.5. Una parte central 1.2 colinda con una parte inferior 1.3 que se soporta en el anillo 1.5, en donde dicho anillo se conecta a la tapa 1.1 por medio de pernos 1.7 que pasan a través de la placa dispensadora 1.6. Además, se proporciona un sello 1.4 entre la tapa 1.1 y la parte central 1.2 y también la parte inferior 1.3 del recipiente a presión 1.

Desde el punto de vista de la eficiencia del motor térmico, es necesario que las partes antes mencionadas del recipiente a presión 1 se fabriquen de un material con la mayor resistencia térmica posible y al mismo tiempo con una resistencia mecánica que sea capaz de soportar el cambio de presión interna. Los materiales comunes que soportan altas temperaturas tienen enlaces atómicos sólidos cristalinos, pero soportan los efectos cíclicos del estrés y la relajación solo con dificultades. Esta carga en lugares de defectos naturales puede hacer que aumente y, por lo tanto, se reduzca gradualmente la resistencia de tal material. Estas cargas también resultan del calentamiento desigual de las partes. El diseño óptimo de las partes cargadas con alta temperatura garantiza que se alimenten a presión constante y no creen estados de relajación con tensiones internas. Esto solo puede lograrse al introducir presión adicional en la parte al precargarla. Esta precarga debe introducirse en estas partes del recipiente a presión 1: en la parte central 1.2, en el anillo 1.5 y en la parte inferior 1.3. El material de precarga ideal es la fibra de carbono, que es capaz de transferir un esfuerzo de tracción alto incluso a altas temperaturas. En la presente modalidad, dichas partes del recipiente a presión 1, tal como la parte inferior 1.3 del recipiente a presión y la parte central 1.2 del recipiente a presión 2, se diseñan como un compuesto de material cristalino de esfuerzo de tracción alto a altas temperaturas y fibras de carbono precargadas como un material de esfuerzo de tracción alto a altas temperaturas. Además, también se requiere que el material de la parte inferior 1.3 del recipiente a presión 1 sea de la conductividad térmica o permeabilidad energética más alta, especialmente para la radiación electromagnética, con respecto a la función de su cara interior como un intercambiador de calor. El material ideal para la parte inferior 1.3 del recipiente a presión es, en términos de conductividad térmica, por ejemplo, carburo de silicio cristalino (SiC), o sus modificaciones. En términos de permeabilidad energética, el vidrio de zafiro (AI2O3) es el material ideal para la parte inferior del recipiente a presión.

La cubierta del recipiente a presión 1 adyacente al canal de gas externo 10 también puede servir al mismo tiempo como intercambiador de calor y un recuperador de calor en las variantes de la Figura 1 y la Figura 2 así como también en la variante de la Figura 4 y la Figura 5, lo que complementa de esta manera la función de la membrana doblada 3 como un intercambiador de calor.

Como puede verse en los dibujos adjuntos, los componentes individuales conectados del motor térmico se sellan mediante el uso del sello 1.4. La tapa 1.1 del recipiente a presión 1 se proporciona con un acceso al actuador neumático 6 en forma de una tapa trasera 6.2. En el caso de una versión sin mantenimiento del actuador neumático 6 con cojinetes magnéticos 6.8, es posible fabricar uniones en la tapa trasera 6.2 así como también una junta permanente durante la producción con una mayor impermeabilidad.

Con el fin de garantizar las pérdidas hidráulicas más bajas posibles y las reacciones rápidas del motor, son convenientes las grandes secciones transversales de los canales de líquido 5.2. El líquido en el espacio de trabajo de líquidos 5 también sirve como un medio de enfriamiento. A medida que aumenta la energía, también aumenta el intercambio de líquidos en el espacio de trabajo de líquidos 5, y también lo hace la disipación de calor del motor térmico. En el diseño de la conexión de los canales de líquido 5.2 al espacio de trabajo de líquidos 5, es conveniente proporcionar un soporte del flujo circular unidireccional del líquido interno dentro del espacio de trabajo de líquidos 5 para maximizar el intercambio de líquidos y la transferencia de calor hacia o desde la membrana doblada 3 en el espacio de trabajo de líquidos 5.

El área más grande para enfriar el gas de trabajo es la membrana doblada 3, además de su superficie; también su pequeño grosor es ventajoso. En un intercambiador de tal diseño, se reduce el volumen del gas de trabajo unido en su espacio en la terminación de la fase de expansión, lo que ayuda a aumentar la eficiencia con un volumen mínimo del gas de trabajo fuera del espacio de trabajo del gas. La membrana doblada 3 puede complementarse con otras superficies de intercambio de calor y elementos que proporcionan un mayor flujo alrededor de toda la superficie de la misma.

Es posible modificar el diseño con respecto a una asignación específica de dinámica de salida, energía promedio y requisitos de rendimiento máximo. El dimensionamiento apropiado de partes individuales del sistema puede mejorar en gran medida las características requeridas de la salida hidráulica 5.1. Tras requerir una alta dinámica y eficiencia, el dispositivo puede diseñarse con intercambiadores de calor con una gran superficie de transferencia de calor, capacidad óptima de almacenamiento de calor en el recuperador 7. El recuperador 7 y los intercambiadores de calor deben tener la mejor relación de pérdida de presión y eficiencia. La mayor energía del actuador neumático 6 y las secciones transversales de los canales de gas internos y externos 10.1 y 10 pueden proporcionar una mayor dinámica del motor. Para la alta dinámica, el helio es también un gas de trabajo preferido.

Como puede verse en la Figura 1, la Figura 2, la Figura 4 y la Figura 5, la tapa del recipiente a presión 1.1 de ambas variantes de motor térmico descritas es idéntica. Los detalles de una modalidad del actuador neumático 6 en variantes con diferentes cojinetes se ilustran en la Figura 6 y la Figura 8. Con este arreglo del actuador neumático 6, se proporciona un espacio en el recubrimiento 1.1 para su colocación. Este espacio se recubre por una tapa trasera 6.2. Se proporciona un sello 1.4 en el espacio entre la tapa trasera 6.2 y la tapa 1.1. En este espacio, se disponen el estator 6.6 y el rotor 6.5 de un motor eléctrico y el impulsor 6.3. El rotor 6.5 del motor eléctrico se almacena en el cojinete magnético 6.8 y/o el cojinete de bolas 6.7. El actuador neumático 6 comprende una cámara 6.1 y un impulsor 6.3. El impulsor 6.3 se asegura al eje del rotor 6.5 del motor eléctrico a través de un resorte plano 6.4. Un ejemplo del impulsor 6.3 se muestra en la Figura 9. El impulsor 6b en esta modalidad consiste en un resorte plano 6.4 montado en un rotor 6.5, que se conecta a las aspas 6.11 que se alojan recíprocamente por los rectificadores de gas 6.12.

La Figura 7 ilustra una sección A-A a través de la tapa 1.1 del recipiente a presión 1, en el que se localiza el actuador neumático 6. Es evidente a partir de la sección A-A que hay canales de líquido 5.2 en el recubrimiento 1.1 entre los cuales los canales de gas internos 10.1 y los canales de gas externos 10 se separan por una división 1.9. Dentro del espacio de la tapa 1.1 del recipiente a presión 1 se forma una cámara 6.1 del actuador neumático 6 en la que se dispone el impulsor 6.3. En el espacio de la tapa 1.1, los electroimanes 6.10 que desvían el impulsor 6.3 se localizan en su lugar encima de las aspas del impulsor 6.3. En el centro de la tapa 1.1 del recipiente a presión 1 se localiza, en su eje, un rotor 6.5 de un motor eléctrico, que forma el eje del impulsor 6.3.

El actuador neumático 6 impulsa y controla el movimiento del gas de trabajo. Esto se acciona por un rotor 6.5 de un motor eléctrico. El rotor de velocidad de rotación 6.5 del motor eléctrico determina la velocidad de movimiento del gas de trabajo. La dirección del movimiento 12 del gas de trabajo se determina mediante el ajuste del impulsor 6.3 contra un par del canal de gas interno 10.1 y el canal de gas externo 10. El cambio de ajuste del impulsor 6.3 se habilita por su unión elástica al rotor 6.5 de los motores eléctricos. Este montaje de manera elástica permite que el impulsor 6.3 se desvíe en una dirección paralela al eje de rotación. Idealmente, pero no necesariamente, esta desviación se habilita por el resorte plano 6.4. La desviación del impulsor 6.3 en las direcciones del eje de rotación del rotor 6.5 puede lograrse por medio de electroimanes 6.10, pero también puede llevarse a cabo mediante cojinetes magnéticos controlados electrónicamente 6.8 al acoplar firmemente el impulsor 6.3 con el rotor 6.5 de un motor eléctrico. Un sensor de posición 6.9 mide la posición real del impulsor 6.3 y sirve como medio de retroalimentación para una unidad de control electrónico 9 para controlar el movimiento del impulsor 6.3, en donde la unidad de control electrónico 9 se conecta a los electroimanes 6.10, a los cojinetes magnéticos 6.8 y al estator 6.6 de un motor eléctrico por medio de cables eléctricos 9.2. En una modalidad ilustrativa de un motor térmico que comprende un intercambiador de calor en su cubierta de acuerdo con la Figura 4 y la Figura 5, un sensor/sensores de temperatura 9.3, preferentemente proporcionado en los canales de gas circunferenciales 4.3 en la entrada al espacio de trabajo del gas 4, son necesarios para controlar el movimiento del impulsor y la protección térmica del dispositivo.

Aplicabilidad industrial

El dispositivo puede usarse como una fuente de volumen/presión hidráulica controlada dinámicamente para los actuadores hidráulicos con una fuente de energía térmica y sin necesidad de bombas y válvulas hidráulicas. Puede usarse donde sea que se usan los accionamientos hidráulicos y se prefiere para su operación más rápida y con mayor eficiencia mientras se usa una fuente de calor más disponible.

En un modo cíclico regular de alternancia de fase, cuando la salida hidráulica se repone mediante dos válvulas unidireccionales, el dispositivo puede servir como una bomba de alta presión. El dispositivo puede usarse para realizar trabajos mecánicos si hay suficiente energía térmica o, en caso de no poder usar una fuente de energía de movimiento normal, tal como un motor eléctrico, un motor de combustión interna, etc. Se ofrecen grandes posibilidades, por ejemplo, para la transferencia directa de energía solar al trabajo mecánico. En la práctica técnica, el empleo de esta solución ofrece una amplia aplicabilidad como una fuente de energía en la desalinización del agua de mar por el método de ósmosis inversa.

Lista de números de referencia

1 recipiente a presión

1.1 tapa del recipiente a presión

1.2 parte central del recipiente a presión

1.3 parte inferior del recipiente a presión

.4 sello

.5 anillo

.6 plato dispensador

.7 pernos pretensados

.8 piezas conformadas

.9 división del canal

división

membrana doblada

espacio de trabajo del gas

.1 microestructura

.2 malla

.3 canales de gas circunferenciales

.4 membrana permeable doblada

.5 primera membrana permeable

.6 segunda membrana permeable

.7 orificio

espacio de trabajo de líquidos

.1 entrada/salida hidráulica

.2 canal de líquido

actuador neumático

.1 cámara

.2 tapa trasera

.3 impulso

.4 resorte plano

.5 rotor del motor eléctrico.

.6 estator del motor eléctrico

.7 cojinete

.8 cojinete magnético

.9 sensor de posición

.10 electroimán

.11 aspas

.12 rectificadores de gas

recuperador

intercambiador de calor

.1 entrada/salida del medio de transferencia de calor

.2 elemento de calentamiento eléctrico

unidad de control electrónico

.1 cables eléctricos

.2 fuente de tensión eléctrica

.3 sensor de temperatura

0 canal de gas externo

0.1 canal de gas interno

1 fuente de energía radiante

2 dirección de movimiento del gas de trabajo.

3 dirección de movimiento de las partes internas.

4 área de gradiente de alta temperatura

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un motor térmico con una salida controlada dinámicamente, accionado por una bomba de alta presión y una turbina de gas que comprende un recipiente a presión (1), una tapa (1.1), una división móvil (2), un espacio de trabajo del gas (4), un espacio de trabajo de líquidos (5), y un recuperador (7), en donde un sello (1.4) se dispone entre el recipiente a presión (1) y la tapa (1.1), en donde en el espacio interior del recipiente a presión (1) la división (2) se une de manera móvil a una membrana doblada (3) que se une además a la tapa (1.1), en donde la división (2) divide el espacio interior del recipiente a presión (1) en el espacio de trabajo del gas (4) ) y el espacio de trabajo de líquidos (5), en donde el espacio de trabajo del gas (4) ocupa un área mayor del mismo, en donde dicho espacio de trabajo del gas (4) se rodea por una membrana permeable doblada (4.4) en el área de la primera división, y además, las partes conformadas (1.8) se disponen dentro del recipiente a presión, que define un canal de gas externo (10) que se conduce entre una cubierta del recipiente a presión (1) y las partes conformadas (1.8), mientras que un canal de gas circunferencial (4.3) se localiza entre las partes conformadas (1.8) y la membrana doblada (3) y además entre una primera membrana permeable (4.5) y la división (2), en donde el espacio de trabajo del gas (4) se rellena con una microestructura (4.1) fabricada de un material sólido con una porosidad mayor que el 99 % de su volumen, y se rodea por una segunda membrana permeable (4.6) a la que se conecta un recuperador (7), en cuyo espacio se dispone un intercambiador de calor (8) conectado a una entrada/salida (8.1) del medio de transferencia de calor, en donde el recuperador (7) se rodea además por las partes conformadas (1.8), y se separa del espacio de trabajo del gas (4) por la segunda membrana permeable (4.6), el canal de gas externo (10) se alimenta al espacio del recuperador (7) en el lado opuesto de su conexión al espacio de trabajo del gas (4), cuyo canal de gas externo se conecta a una cámara (6.1) del actuador neumático (6), en la cual además se alimenta un canal de gas interno (10.1), conectado al canal de gas circunferencial (4.3).

2. El motor térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador neumático (6) comprende un estator (6.6) y un rotor (6.5) de un motor eléctrico y una cámara (6.1) en la que se dispone un impulsor (6.3) proporcionado con las aspas (6.11) y los rectificadores de gas (6.12), en donde el impulsor (6.3) se conecta a un eje del rotor (6.5) del motor eléctrico por medio de un resorte plano (6.4), en donde el rotor (6.5) del motor eléctrico se aloja en un cojinete magnético (6.8) o un cojinete (6.7).

3. El motor térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta del recipiente a presión (1) constituye una parte central (1.2), que se dispone entre la tapa (1.1) y la parte inferior (1.3), en donde la parte inferior (1.3) colinda con un anillo (1.5), que se dispone en una placa dispensadora (1.6), en donde la placa dispensadora (1.6) se conecta a la tapa (1.1) por medio de pernos (1.7) y además el sello (1.4) se dispone entre la tapa (1.1), la parte central (1.2) y la parte inferior (1.3).

4. El motor térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la microestructura (4.1) consiste en un material con una porosidad mayor que el 99 % en base a su volumen general, con una densidad de 1 x 10-4 a 0,03 g cm-3.

5. El motor térmico de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque la microestructura (4.1) consiste de microfibras de carbono, cerámica y metal y nanofibras, aerografito o aerogel de grafito.

6. El motor térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la membrana doblada (3) es impermeable al gas.

7. El motor térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la microestructura (4.1) se dispone entre las mallas (4.2) dispuestas a una distancia entre sí, en donde las mallas se disponen en planos perpendiculares al vector de movimiento de la división, que se conectan a los dobleces de la membrana doblada (4.4).

8. El motor térmico de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque las mallas (4.2) consisten en fibras de carbono, cerámica o metal, en donde la distancia mutua de las mallas y las fibras de malla en su plano están en el intervalo de intervalo de 100 a 10000 veces la distancia media de los elementos de microestructura (4.1).