FR2502253A1 - Heat powered rotary engine - has rotor with radial arms heated to displace weight and cause rotation of output shaft - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un moteur thermique dont le système calorifère a une action mécanique directe. The present invention relates to a heat engine whose heat system has a direct mechanical action.
Ce moteur,comme tous les moteurs thermiques,fonctionne par emprunt des calories d'une source chaude et transfert d'une partie de celDs-ci à une source froide,ces emprunts et transferts étant assurés par un système calorifère pouvant être un fluide ou autre.Dans la plupart des moteurs thermiques esistants,le travail engendré par le système caloporteur doit être transformé pour pouvoir ê- tre utilisé.ette transformation,effectuée par des moyens mécaniques ou autres,entraine des pertes d'énergie et nécessite des mécanismes complémentaires augmentant le prix de revient du moteur. This engine, like all heat engines, works by borrowing calories from a hot source and transfer a part of them to a cold source, these loans and transfers being provided by a heating system that can be a fluid or other In most of the existing heat engines, the work generated by the heat transfer system must be transformed in order to be used. This transformation, carried out by mechanical or other means, causes energy losses and requires complementary mechanisms increasing the heat transfer capacity. cost price of the engine.
La présente invention a pour but de fournir un moteur dont le système calorifère a une action directe,permettant ainsi de supprimer tout moyen de transformation de lté- nergie et de parvenir à une grande simplicité de réalisation. The present invention aims to provide a motor whose heating system has a direct action, thus eliminating any energy conversion means and achieve a great simplicity of implementation.
A cet effet,le moteur thermique selon l'invention, comporte,outre au moins un organe rotatif équilibré dont tout ou partie des composants solides constitue le système calorifère,d'une part,des moyens de chauffage n'agis- sant que sur une partie de cet organe,de manière à déplacer au moins un point remarquable de ce dernier par rapport à sa position normale en l'absence de chauffage,ce déplacement ayant pour effet,par le déséquilibre qu'il engendre,de créer un couple d'entrainement en rotation de l'organe,et d'autre part,une sortie de mouvement rotatif. For this purpose, the heat engine according to the invention comprises, in addition to at least one balanced rotary member of which all or part of the solid components constitute the heating system, on the one hand, heating means acting only on a part of this member, so as to move at least a remarkable point of the latter relative to its normal position in the absence of heating, this displacement having the effect, by the imbalance it generates, to create a couple of rotational drive of the member, and secondly, a rotational movement output.
Le recours à des composants solides pour constituer l'agent thermique,c'est-à-dire le système calorifère,permet d'obtenir un mouvement rotatif directement sur la sortie de mouvement,sans avoir à utiliser un vilebrequin ou autre organe comme c'est le cas dans les moteurs thermiques utilisant des fluides traditionnels ayant de forts coefficients d'allongement thermique. The use of solid components to constitute the thermal agent, that is to say the heating system, allows to obtain a rotary movement directly on the output of movement, without having to use a crankshaft or other organ like it. is the case in thermal engines using traditional fluids having high coefficients of thermal elongation.
De préférence,le système calorifère,constituant agent de transfert thermique entre la source froide et la source chaude,est réalisé dans un matériau solide dont la valeur du quotient k entre,d'une part, le produit du coefficient de dilatation par la conductibilité thermique exprimée en z msom - s A ov et par la ii hi Ge élastique de ee ma- tériau exprimée en daN/cm2 et,d'autre part,le produit de la chaleur massique de ce matériau exprimée en cal./g. par sa masse volumique exprimée en g/cm3,est comprise entre 2z1Co5 et 0,3. Preferably, the heating system, constituting a heat transfer agent between the cold source and the hot source, is made of a solid material whose value of the quotient k between, on the one hand, the product of the coefficient of expansion by the thermal conductivity. expressed in z msom - s A ov and by the elastic ii hi Ge of this material expressed in daN / cm2 and, on the other hand, the product of the specific heat of this material expressed in cal./g. by its density expressed in g / cm3, is between 2z1Co5 and 0.3.
Dans une forme d'exécution de l'invention,l'organe rotatif est solidaire d'un arbre horizontal qui,monté libre en rotation et constituant sortie de mouvement,comporte des bras indépendants sensiblement radiaux portant chacun une masse dont le déplacement radial,dû à la variation de température,entraine un déplacement du centre de gravité de l'organe rotatif et le déséquilibre engendrant un couple de rotation, tandis que les moyens de chauffage-sont agencés de maniere à ne chauffer l'organe rotatif que d'un coté d'un plan contenant son axe de rotation. In one embodiment of the invention, the rotary member is integral with a horizontal shaft which, mounted freely in rotation and constituting a movement output, comprises substantially independent independent arms, each bearing a mass whose radial displacement, due to at the temperature variation, causes a displacement of the center of gravity of the rotary member and the imbalance generating a torque, while the heating means are arranged so as to heat the rotary member only one side of a plane containing its axis of rotation.
Lorsqutune partie de l'organe rotatif est soumise à une source de chaleur,la dilatation temporaire des bras chauffés conduit à un déplacement radial de leur centre de gravité et de celui de la masse qu'ils portent,donc à un déplacement du centre de gravité de l'organe rotatif 0 il en résulte un déséquilibre de la répartition des forces agissant sur l'organe rotatif et l'obtention d'un couple de rotation qui se transmet directement à l'arbre solidaire de l'organe.Durant la rotation, les bras,quittant la zone chauffée,se refroidissent dans la zone non chauffée et se rétractent en accentuant ainsi le déséquilibre0
Ce moteur thermique,non polluant,puisque n'utilisant pas de combustible,peut fonctionner avec un faible écart de température entre source froide et source chaude,de l'ordre de quelques dizaines de degrés,mais aussi avec un écart de l'ordre de plusieurs centaines de degrés.When a part of the rotating member is subjected to a source of heat, the temporary expansion of the heated arms leads to a radial displacement of their center of gravity and that of the mass they carry, therefore to a displacement of the center of gravity the rotary member 0 results in an imbalance in the distribution of forces acting on the rotary member and in obtaining a torque that is transmitted directly to the shaft integral with the member.Duration rotation, the arms, leaving the heated zone, cool in the unheated zone and retract, thus accentuating the imbalance
This non-polluting heat engine, since it does not use fuel, can operate with a small difference in temperature between the cold source and the hot source, of the order of a few tens of degrees, but also with a difference in the order of several hundred degrees.
L'action directe du système calorifère,c'est-à-dire l'obtention de mouvements rotatifs directement sur l'arbre de l'organe rotatif associé au système calorifère, permet de réaliser ce système dans un matériau métallique, c'est-à-dire dans un matériau qui ne pouvait pas être utilisé jusqu a présent en raison de son faible allongement. The direct action of the heating system, that is to say the obtaining of rotary movements directly on the shaft of the rotary member associated with the heating system, makes it possible to produce this system in a metallic material, that is to say that is to say in a material that could not be used until now because of its low elongation.
Dans une autre forme de réalisation,l'organe rotatif comprend un arbre horizontal,monté libre en rotation et constituant sortie de mouvement,et des moyens d'accrochage espacés radialement,reliés deux à deux par des éléments temporairement déformables sous l'effet de la chaleur,ces bras,liés ensemble dans leur zone de croisement,étant sou -mis,dans cette zone de croisement,à une force orientée opposée à la zone non chauffée. In another embodiment, the rotary member comprises a horizontal shaft rotatably mounted and constituting movement output, and radially spaced attachment means connected in pairs by elements temporarily deformable under the effect of the invention. heat, these arms, bound together in their crossing zone, being, in this crossing zone, at a directional force opposite the unheated zone.
Dans cette forme d'exécution,la dilatation d'une partie de chaque élément temporairement déformable conduit à un déplacement de la zone de croisement de ces éléments déformables,donc à un déplacement du point d'application de la force orientée s'exerçant dans cette zone.Ce déplacement engendre un décalage permanent créant un couple de rotation suffisant pour faire tourner l'organe rotatif. In this embodiment, the expansion of a portion of each temporarily deformable element leads to a displacement of the crossing zone of these deformable elements, therefore to a displacement of the point of application of the oriented force acting in this direction. zone.This displacement generates a permanent offset creating a sufficient torque to rotate the rotary member.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemples non limitatifs,quelques formes d'exécution du moteur thermique selon l'invention. Other features and advantages will emerge from the description which follows with reference to the appended schematic drawing showing, by way of non-limiting examples, some embodiments of the heat engine according to the invention.
Figure 1 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant une première forme d'exécution de ce moteur thermique0
Figures 2 à 5 sont des vues de face en élévation représentant schématiquement les déformations des éléments déformables du moteur de figure 1 lors de la rotation d'un quart de tour de celui-ci.Figure 1 is a perspective view with partial section showing a first embodiment of this engine0
Figures 2 to 5 are front elevational views schematically showing the deformations of the deformable elements of the motor of Figure 1 during the rotation of a quarter of a turn thereof.
Figure 6 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant une variante de réalisation du moteur de figure 1,
Figure 7 est une vue de face en élévation montrant une autre forme d'exécution de ce moteur thermique,
Figure 8 est une vue de face en élévation montrant une autre forme d'exécution de ce moteur,
Figure 9 est une vue partielle en coupe suivant 9-9 de figure 8,
Figure 10 est une vue de c8té en coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution de ce moteur fcrmé par la duxtaposition de plusieurs moteurs du type représenté à la figure 1,
Figure Il est une vue en perspective montrant,de fa çon schématique,une forme d'exécution de ce moteur lorsqu'il est associé à un dispositif multipliant la vitesse de rotation du mouvement qu'il fournit,le couple restant cons1angt 12 est une vue de côté en élévation du dispositif multiplicateur de la vitesse de rotation du moteur thermique mettant en évidence le fonctionnement de ce dispositif,
Figure 13 est une vue similaire à figure 12 montrant une variante de réalisation de ce dispositif,
Figures 14 et 15 sont des vues ,respectivement de cô- té en élévation et en coupe suivant 15-15 de figure 14 montrant l'application de ce moteur thermique à la réalisation d'un tourne-broche.FIG. 6 is a partial sectional perspective view showing an alternative embodiment of the motor of FIG. 1,
Figure 7 is a front elevational view showing another embodiment of this engine,
FIG. 8 is a front view in elevation showing another embodiment of this motor,
Figure 9 is a partial sectional view along 9-9 of Figure 8,
Figure 10 is a longitudinal sectional view of another embodiment of this engine fcrmé by the dutaposition of several motors of the type shown in Figure 1,
Figure 11 is a perspective view showing, schematically, an embodiment of this motor when associated with a device multiplying the speed of rotation of the movement it provides, the torque remaining cons1angt 12 is a view side elevation of the multiplier device of the rotational speed of the heat engine highlighting the operation of this device,
Figure 13 is a view similar to Figure 12 showing an alternative embodiment of this device,
Figures 14 and 15 are views, respectively of elevation and section along 15-15 of Figure 14 showing the application of this engine to the realization of a spit.
Le moteur thermique,représenté à la figure 1,est essentiellement constitué par un organe rotatif désigné,de façon genérale,par 2,solidaire d'un arbre horizontal 3 monté libre en rotation dans des paliers 4.Dans cette forme d'ewécution,l'organe rotatif comporte des bras radiaux 5a,5b,5c et 5d réalisés dans un matériau indéformable ou au moins peu déformable par la température dans les conditions de fonctionnement du moteur.Les extrémités recourbées 6 de chacun de ces bras,constituant moyens d'accrochage espacés radialement,sont reliées deux à deux par des éléments temporairement déformables à la température, désignés de façon générale par 7 et présentant~la forme d'une bande mince dont la partie de plus grande surface est sensiblement orthogonale à l'axe de rotation de l'arbre 3.Ges éléments sont rendus solidaires,par tout moyen connu,dans leur zone de croisement 8.Dans cette zone,ils supportent une masse 9 qui,sous l'action de la pesanteur, les soumet localement,comme montré aux figures 2 à 5,à une force F orientée vers le bas et dont le point d'application ,référencé 10 aux figures 2 à 5,est au centre de la zone de croisement 8 des éléments 7 lorsque l'organe rotatif n'est pas soumis à un chauffage localisé,
Les bandes constituant les éléments 7 déformables temporairement sont réalisées dans un matériau dont le coefficient ,satisfaisant à l'équation suivante: # = α x # x Rα dans laquelle: c
:est le coefficient de dilatation linéaire du ma
tériau,
:sa conductibilité thermique,exprimée en cal.cm/cm2.s 0s
Re :sa limite élastique exprimée en dalo/cm2,
c :sa chaleur massique exprimée en cal/g. G
/ : sa masse volumique exprimée en g/cm3 est compris entre 2.10-5 et 0,3 . Pratiquement,ces éléments sont réalisés en alliage d'aluminium conduisant à un coefficient K de 0,06.The heat engine, represented in FIG. 1, consists essentially of a rotary member designated, generally speaking, by 2, integral with a horizontal shaft 3 mounted to rotate freely in bearings 4. In this embodiment, the rotating member comprises radial arms 5a, 5b, 5c and 5d made of a material that is dimensionally stable or at least slightly deformable by the temperature under the operating conditions of the motor. The bent ends 6 of each of these arms, constituting attachment means radially spaced, are connected in pairs by elements temporarily deformable at temperature, generally designated 7 and having ~ the form of a thin strip whose larger surface portion is substantially orthogonal to the axis of rotation of 3.The elements are made integral, by any known means, in their crossing zone 8. In this zone, they support a mass 9 which, under the action of gravity, t locally, as shown in Figures 2 to 5, at a downward force F and whose point of application, referenced 10 in Figures 2 to 5, is in the center of the crossing zone 8 of the elements 7 when the rotating member is not subject to localized heating,
The bands constituting the elements 7 deformable temporarily are made of a material whose coefficient, satisfying the following equation: # = α x # x R α in which: c
is the linear expansion coefficient of the
terial,
: its thermal conductivity, expressed in cal.cm/cm2.s 0s
Re: its elastic limit expressed in dalo / cm2,
c: its specific heat expressed in cal / g. G
/: its density expressed in g / cm3 is between 2.10-5 and 0.3. Practically, these elements are made of aluminum alloy leading to a K coefficient of 0.06.
Le fonctionnement de ce moteur va maintenant être expliqué en référence aux figures 2 à 5.Dans ces figures, les éléments 7 sont représentés au repos par des traits fins et,lors du fonctionnement du moteur,par des traits forts.Pour la clarté de 1' explication, chaque élément est considéré comme constitué par deux fragments de bande disposés de part et 'autre de la zone de liaison 8,ces différents fragments étant référencés 2a,",7c et 7d en corrélation avec les bras 5a à 5d sous-jacents.Sur ces figures, la partie inférieure hachurée 11 schématise la zone de l'organe rotatif soumise à une source de chaleur,que celle-ci provienne d'un rayonnement calorifique ou d'un transfert par contact des éléments temporairement déformables,avec un fluide chaud.Il est évident que la partie non hachurée correspond à la zone non chauffée qui constitue donc la source froide nécessaire au fonctionnement de ce moteur thermique. The operation of this engine will now be explained with reference to Figures 2 to 5.In these figures, the elements 7 are shown at rest by fine lines and, during operation of the engine, by strong strokes.For the clarity of 1 explanation, each element is considered to consist of two band fragments arranged on either side of the connection zone 8, these different fragments being referenced 2a, 7c and 7d in correlation with the arms 5a to 5d underlying In these figures, the hatched bottom portion 11 schematizes the area of the rotary member subjected to a heat source, whether it comes from a heat radiation or a transfer by contact of the temporarily deformable elements, with a fluid It is obvious that the unhatched portion corresponds to the unheated zone which therefore constitutes the cold source necessary for the operation of this heat engine.
La zone de liaison des bandes 7 est confondue avec le point 10 d'application de la force orientée.Il est évident que sur ces figures,le deplacement #r du point d'application ae la force r est volontairement exagéré pour mieux faire comprendre le fonctionnement.Enfin, l'explication correspond au fonctionnement normal de l'or- gane,après démarrage,abstraction faite des phénomènes de retard d'échauffement et de refroidissement.The link zone of the strips 7 coincides with the point of application of the oriented force. It is obvious that in these figures, the displacement #r of the point of application to the force r is deliberately exaggerated to better understand the Finally, the explanation corresponds to the normal operation of the organ, after start, apart from the phenomena of heating and cooling delay.
A la figure-2 représentant avec des ecarts volontairement très exagérés l'instant où le fragment de bande 7a vient de passer la verticale en raison de la rotation de l'organe rotatif dans le sens de la flèche 12,le fragment 7 > qui pénètre dans la zone chauffée a la plus petite longueur,celui 7c qui a déjà parcouru une partie de cette zone chauffée est en train de s'allonger,tandis que celui 7d sortant de la zone chauffée Il est au maximum de l'allongement et que celui ayant parcouru la moitié de sa trajectoire dans la source froide,est en train de se raccourcir,mais est encore à la moitié de son allongement Dans ces conditions,le point 10 d'application de la force F est décalé latéralement sur la gauche de la figure 2 par l'allongement des fragments 7a et 7d et se trouve ainsi dans sa position la plus éloignée de l'axe vertical x'-x, comme montré par la distance flr .A la figure 3,correspondant sensiblement à un pivotement de 300 des bras de l'organe rotatif 2,compte tenu de la réduction de l'allongement des bras 7a et 7d et du pivotement de ceux-ci, le point 10 d'application de la force F est espacé de lxe vertical x'-x par une distance 2 qui est inférieure à ,et sensiblement égale à 0,6 # .A la figure 4 correspondant à un pivotement de 600 du support rotatif,la distance #r2 est sensiblement égale à 0,2;; I1 est à noter que,dans cette position,le fragment 7c a subi un allongement par rapport à la longueur qu'il possedait dans les positions représentées aux figures 2 et 3,tandis que le segment 7d continue à se raccourcir au même titre que le segment 7a. In FIG. 2, representing with voluntarily exaggerated deviations the moment when the fragment of strip 7a has just passed the vertical because of the rotation of the rotary member in the direction of the arrow 12, the fragment 7> which penetrates in the heated zone at the shortest length, the one 7c which has already traveled a part of this heated zone is being lengthened, while that 7d leaving the heated zone It is at the maximum of the elongation and that having traveled half of its trajectory in the cold source, is being shortened, but is still at half of its elongation Under these conditions, the point of application of the force F is shifted laterally to the left of the FIG. 2 shows the elongation of the fragments 7a and 7d and is thus in its position farthest from the vertical axis x'-x, as shown by the distance f1 in FIG. 3, corresponding substantially to a pivoting of 300 arms of the rotary member 2, taking into account the reduction of the elongation of the arms 7a and 7d and the pivoting thereof, the point of application of the force F is spaced from the vertical axis x'-x by a distance 2 which is less than, and substantially equal to 0.6 # .A in FIG. 4 corresponding to a pivoting of 600 of the rotary support, the distance # r2 is substantially equal to 0.2; It should be noted that, in this position, the fragment 7c has undergone an extension with respect to the length it possessed in the positions shown in FIGS. 2 and 3, while the segment 7d continues to be shortened as well as the segment 7a.
La figure 5 montre les différents fragments quelques instants avant que l'organe rotatif ait pivoté d'un quart de tour par rapport à la figure 2,c'est-à-dire juste avant que le fragment 7d passe par la verticale x'-x .Dans cette position,le fragment 7c est presqu'au maximum de son allongement,tandis que celui 7a est presqu'à la fin de son raccourcissement,tandis que le fragment 7d a pratiquement perdu la moitié de son allongement et que celui 7b a,lui, gagné la moitié de son allongement.Dans ces conditions,le ppint 10 d'application de la force est à la distance zrS de la verticale '-x,distance qui est très faible.La continuation du mouvement de rotation amène les segments 7a, 7d et 7c dans la position des segments respectivement 7b, 7a et 7d de figure 2,position dans laquelle le point 10 est à nouveau le plus éloigné de la verticale x '-x. FIG. 5 shows the various fragments a few moments before the rotary member has rotated a quarter of a turn with respect to FIG. 2, that is to say just before the fragment 7d passes through the vertical x'- x .In this position, the fragment 7c is almost at its maximum elongation, while that 7a is almost at the end of its shortening, while the fragment 7d has practically lost half of its elongation and that 7b has In these conditions, the ppint 10 of application of the force is at the distance zrS of the vertical '-x, distance which is very weak. The continuation of the rotation movement brings the segments 7a, 7d and 7c in the position of the segments 7b, 7a and 7d respectively of Figure 2, position in which the point 10 is again farthest from the vertical x '-x.
I1 ressort de ce qui précède que les passages successifs de chacun des segments 7a à 7d dans la source chaude 11 et dans la source froide,constituée par exemple par l'air ambiant,conduisent à un décalage du point d'application 10 de la force F par rapport à l'axe de rotation et donnent ainsi naissance à un couple de rotation entrainant l'organe rotatif 2 et communiquant un mouvement rotatif sur l'arbre 3 solidaire de ce dernier. It follows from the above that the successive passages of each of the segments 7a to 7d in the hot source 11 and in the cold source, constituted for example by the ambient air, lead to a shift in the point of application of the force F with respect to the axis of rotation and thus give rise to a rotational torque driving the rotary member 2 and communicating a rotational movement on the shaft 3 secured to the latter.
Le sens de rotation de ce moteur qui,sur le dessin est indiqué comme étant contraire au sens de rotation des aiguilles d'une montre,peut bien entendu,être différentOEn fait,ce sens dépend de la position du point d'application 10 de la force F au moment de la mise en rotation de l'organe rotatif.Pour éviter que l'organe rotatif pivote dans un sens différent de celui qui lui est assigné,des moyens connus sont prévus sur l'arbre 3 pour l'empêcher de pivoter dans l'autre sens et/ou pour le caler à l'arrêt dans une position favorisant son démarrage dans le bon sens.Il est évident que les mêmes résultats peuvent être obtenus en réalisant les éléments déformables 7a,7d dans un mato- riau se contractant sous l'effet de la chaleur. The direction of rotation of this motor which, in the drawing is indicated as being contrary to the direction of clockwise rotation, may of course be different. In fact, this direction depends on the position of the application point 10 of the force F at the time of rotation of the rotary member.To prevent the rotating member pivots in a different direction from that assigned to it, known means are provided on the shaft 3 to prevent it from rotating in the other direction and / or to stop it at a standstill in a position favoring its start in the right direction.It is obvious that the same results can be obtained by producing the deformable elements 7a, 7d in a material contracting under the effect of heat.
La forme d'exécution représentée à la figure 6 se dif férencie de la précédente par le fait que la force orientée provient d'un ressort de traction 15.te dernier est accroché par l'une de ses extrémités à un doigt 16 et, par son autre extrëmité,à un point fixe 17.Le doigt 16 fait saillie de la zone de croisement 8 des éléments 7 et son ase longitudinal passe par le centre de cette zone point fixe est disposé dans le plan médian P contenant l'axe de rotation de l'organe rotatif et,dans la zone chauffée,de manière que la force engendrée par le ressort soit orientée en direction de cette zone
Lorsque des moyens de réglage de la tension du ressort sont interposés entre ce ressort et son point d'accrochage 17,il est possible,en faisant varier la valeur de la force engendrée par ce ressort,de modifier a vitesse de rotation de l'organe rotatif.La force orientée peut également être engendrée par des câbles,vérins,ou autres moyens connus.The embodiment shown in FIG. 6 is differentiated from the preceding one by the fact that the oriented force comes from a traction spring 15.the latter is hooked by one of its ends to a finger 16 and, by its other end, at a fixed point 17.The finger 16 protrudes from the crossing zone 8 of the elements 7 and its longitudinal axis passes through the center of this fixed point zone is disposed in the median plane P containing the axis of rotation of the rotary member and, in the heated zone, so that the force generated by the spring is oriented towards this zone
When means for adjusting the tension of the spring are interposed between this spring and its attachment point 17, it is possible, by varying the value of the force generated by this spring, to modify the speed of rotation of the member. The oriented force may also be generated by cables, jacks, or other known means.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 7, l'organe rotatif est constitué par un moyeu 20 solidaire d'un arbre horizontal 22 monté libre en rotation dans des paliers non représentés.Ge moyeu est également solidaire de plusieurs bras radiaux 23 portant chacun une masse 24. In the embodiment shown in FIG. 7, the rotary member is constituted by a hub 20 secured to a horizontal shaft 22 mounted free to rotate in bearings not shown. The hub hub is also integral with a plurality of radial arms 23 carrying each a mass 24.
Comme précisé plus haut,ces bras,qui constituent le système calorifère,sont réalisés dans un matériau solide dont la valeur du coefficient X,définie par la formule indiquée plus haut,est comprise entre 2 10 5 et 0,3. As mentioned above, these arms, which constitute the heating system, are made of a solid material whose value of the coefficient X, defined by the formula indicated above, is between 2 × 10 and 0.3.
rratiquement,ces bras sont réalisés dans un alliage d'aluminium dont le coefficient K est de 0,06. practically, these arms are made of an aluminum alloy whose K coefficient is 0.06.
Cet organe rotatif est soumis à des moyens de chauffage qui sont agencés de manière à ne le chauffer que d'un côté de l'un de ses plans contenant son axe de rotation et,en l'occurence,aue du côté droit du plan médian
P2 représenté à la figure 7. et organe est donc chauffé sur la partie hachurée finement et référencée 25 à cette figure.Sous l'action de ce chauffage localisé,les bras sont souiris,au fur et à mesure de leur passage dans la zone 25,à un allongement augmentant de la valeur / la distance 1 entre l'axe de rotation de l'organe et le centre de gravité 26 de la masse 24 du bras correspondant.This rotary member is subjected to heating means which are arranged so as to heat it only on one side of one of its planes containing its axis of rotation and, in this case, on the right side of the median plane
P2 shown in Figure 7. and organ is heated on the finely hatched part and referenced 25 in this figure.Seu the action of this localized heating, the arms are souiris, as and when they pass through the zone 25 at an increasing elongation of the value / distance 1 between the axis of rotation of the member and the center of gravity 26 of the mass 24 of the corresponding arm.
A l'inverse,chacun des bras passant dans la zone non chauffée constituant source froide est ramené à sa longueur initiale. A la figure 7,où il est supposé que la dilatation ou la contraction de chacun des bras 23 s'effectue instantanément dès qu'il pénètre dans la zone chauffée 25 ou dans la zone froide,les deux demi-cercles en traits mixtes,respectivement 27 et 28, mettent bien en évidence les différences de trajectoire des masses 24.Conversely, each of the arms passing through the unheated zone constituting the cold source is brought back to its initial length. In FIG. 7, where it is supposed that the expansion or contraction of each of the arms 23 is instantaneous as soon as it enters the heated zone 25 or in the cold zone, the two semicircles in phantom respectively 27 and 28, highlight the differences in the trajectory of the masses.
L'augmentation j/ de la distance 1 localisée sur une partie de la trajectoire de l'organe rotatif conduit, sur cette partie,à la création d'un couple de valeur égale au produit de la masse m de chacune des masses 24 par g et par la variations .Ce couple tend à faire pivoter l'organe rotatif dans le sens de la flèche 29. The increase j / of the distance 1 located on a part of the trajectory of the rotary member leads, on this part, to the creation of a pair of value equal to the product of the mass m of each of the masses 24 per g and by the variations .This torque tends to rotate the rotary member in the direction of the arrow 29.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 8, le moteur thermique comporte deux organes rotatifs,respectivement 30a et 30b,constitués par des poulies.Ces deux poulies sont calées sur des axes horizontaux 32a et 32b,libres en rotation,et sont reliées par une bande 33 formant courroie et se croisant dans l'intervalle entre les deux poulies.La bande est réalisée dans un matériau moins déformable sous l'effet de la chaleur que celui constituant les deux poulies.Dans la forme représentée, les deux organes rotatifs sont associés à des moyens de chauffage qui sont agencés de manière à ne les chauffer que d'un côté du plan P3 contenant leurs axes de rotation,c'est-à-dire sur la partie hachurée 34 apparaissant à la partie inférieure de la figure 8.Dans une variante de réalisation,elles peuvent aussi être chauffées sur des secteurs opposés,celle 30a à gauche du plan P5 et celle 30b à droite du plan P6. In the embodiment shown in FIG. 8, the heat engine comprises two rotary members, 30a and 30b respectively, constituted by pulleys. These two pulleys are wedged on horizontal axes 32a and 32b, free in rotation, and are connected to each other. by a band 33 forming a belt and intersecting in the gap between the two pulleys.The strip is made of a material less deformable under the effect of heat than that constituting the two pulleys.In the form shown, the two rotary members are associated with heating means which are arranged so as to heat them only one side of the plane P3 containing their axes of rotation, that is to say on the hatched portion 34 appearing at the bottom of the figure 8. In an alternative embodiment, they can also be heated on opposite sectors, that 30a to the left of the plane P5 and 30b to the right of the plane P6.
Sous l'action de ce chauffage localisé,chacune des poulies est soumise,sur une partie de sa trajectoire, à une augmentation temporaire de ses dimensions radiales de sorte que,localement,son rayon R prend la valeur R + #R
La tension 2 dans les brins de la courroie étant constante,il se crée donc sur chaque poulie u. couple moteur de valeur égale à T ( R sitR )- T.R =T.R ,entrainant ces poulies dans le sens des flèches 35 et 36.Under the action of this localized heating, each of the pulleys is subjected, on a part of its trajectory, to a temporary increase of its radial dimensions so that, locally, its radius R takes the value R + # R
The tension 2 in the strands of the belt being constant, it is therefore created on each pulley u. motor torque of value equal to T (R sitR) - TR = TR, causing these pulleys in the direction of the arrows 35 and 36.
I1 est à noter que les deux poulies ne peuvent fonctionner indépendamment l'une de l'autre. It should be noted that the two pulleys can not operate independently of one another.
Tous les moteurs thermiques qui viennent d'8tre décrits fonctionnent donc par emprunt de calories à une source chaude et restitution partielle de celles-ci à une source froide,ces calories étant utilisées pour déformer temporairement une partie de l'organe afin d'engrainer le déplacement d'au moins un point remarquable constitué,soit par le point d'application d'une force extérieure,soit par le centre de gravité de l'organe rotatif,d'un élément particulier de celui-ci tel qu'une masse,ou d'un fragment de cet élément.Les moyens de chauffage peuvent être constitués par un rayonnement calorifi que,d'origine solaire ou autre,ou par un fluide,gazeux ou liquide,chauffé par des moyens extérieurs,provenant d'un appareil de refroidissement quelcontue,dont les calories sont en général perdues,ou d'une source naturelle.En d'autres termes,l'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur thermique selon l'invention peut 8tre fabriquée artificiellement , être d'origine naturelle ou tre ré- cupérée par emprunt des calories naturellement rejetées dans les systèmes de refroidissement existant aotuelle- ment,par exemple,de centrale thermique ou atomique.Lorsque la source d'énergie extérieure du moteur rotatif est constituée par un rayonnement calorfique,ltorgane rotatif est protégé par un écran dans sa partie qui ne doit pas être soumise à ce rayonnement.Si besoin,le rayonnement calorifique peut être accentué ou concentré par des systèmes optiques,de manière à augmenter l'écart de tamperature eMte la source froide et la source chaude. All the thermal engines which have just been described thus operate by borrowing calories from a hot source and partially restoring them to a cold source, these calories being used to temporarily deform a part of the organ in order to engrain the body. displacement of at least one remarkable point constituted, either by the point of application of an external force, or by the center of gravity of the rotary member, of a particular element thereof such as a mass, or a fragment of this element.The heating means may be constituted by heat radiation of solar origin or other, or by a fluid, gaseous or liquid, heated by external means, from a device of cooling thatcontue, whose calories are generally lost, or a natural source.En other words, the energy required for the operation of the engine according to the invention can be artificially manufactured, be of natural origin It can be recovered by borrowing calories naturally released into the cooling systems existing, for example, from a thermal or atomic power station. When the external energy source of the rotary engine is constituted by calorific radiation, the rotary body is protected by a screen in its part which must not be subjected to this radiation.If necessary, the heat radiation can be accentuated or concentrated by optical systems, so as to increase the gap of tampering eMte the cold source and the source hot.
Lorsque l'énergie calorifique provient d'un fluide liquide 40,conne montré à la figure I0,la hauteur de la zone chauffée de l'organe rotatif 2 est déterminée par la hauteur d'immersion de cet organe dans le bac 42 contenant le liquide chaud. When the heat energy comes from a liquid fluid 40, as shown in FIG. 10, the height of the heated zone of the rotary member 2 is determined by the immersion height of this member in the tank 42 containing the liquid hot.
Un tel moteur fournit une énergie mécanique qui est directement proportionnelle à l'écart de température, c'est-j-dire à la différence de température entre la source froide et la source chaude.Il peut donc fonctionner avec un écart de température très faible,de l'ordre de quelques dizaines de degrés,mais aussi avec un écart de température de l'ordre de plusieurs centaines de degrés.Pour obtenir un couple utilisable,ou lorsque l'écart est trop faible,plusieurs organes rotatifs sont associés sur un meme arbre de sortie,comme montré à la figure 10. Such a motor provides a mechanical energy that is directly proportional to the temperature difference, that is to say the difference in temperature between the cold source and the hot source. It can therefore operate with a very small temperature difference. , on the order of a few tens of degrees, but also with a temperature difference of the order of several hundred degrees. To obtain a usable torque, or when the difference is too small, several rotary members are associated on a same output shaft, as shown in Figure 10.
Dans la forme d'exécution représentée correspondant à l'association de plusieurs moteurs thermiques représentés à la figure 1,l'organe rotatif est composé de deux jeux de bras radiaux 45,solidaires chacun d'un arbre horizontal 46.Les deux jeur, de oras radiaux sont disposés face à face et de manière que leurs arbres 46 soient coaxiaux et que leurs bras en vis-à-vis soient disposés l'un en face de l'autre.ves bras sont reliés par des traverses longitudinales 47 Bras et traverses sont réalisés dans un matériau dont le coefficient K est inférieur à la valeur minimale indiquée plus haut,de manière à se déformer le moins possible dans les conditions de fonctionnement.es bras et traverses peuvent etre réalisés en alliage fer/ nickel,le plus connu étant l'invar.In the embodiment shown corresponding to the combination of several heat engines shown in Figure 1, the rotary member is composed of two sets of radial arms 45, each integral with a horizontal shaft 46.Les two jeur, de oras radial are arranged face to face and so that their shafts 46 are coaxial and their arms vis-à-vis are arranged opposite each other.ves arms are connected by longitudinal sleepers 47 Arms and sleepers are made of a material whose K coefficient is lower than the minimum value indicated above, so as to deform as little as possible under the operating conditions. The arms and sleepers may be made of iron / nickel alloy, the best known being invar.
Les différentes traverses longitudinales 47 sont reliées deux à deux par des bandes parallèles 48a,48b,48c correspondant aux bandes 7 de la forme d'exécution représentée à la figure 1 et réalisées dans le même matériau. The various longitudinal crosspieces 47 are connected in pairs by parallel strips 48a, 48b, 48c corresponding to the strips 7 of the embodiment shown in Figure 1 and made of the same material.
Les bandes disposées dans le même plan,par exemple celles 48a et 48'a à la figure 10,sont liées dans leur zone de croisement et coportent,à cet endroit,une masse 49 rem plissant la même fonction que la masse 9 de figure 1, 'est-a-dire communiquant dans cette zone de croisement une force orientée engendrant un couple de rotation,en raison du déplacement de son point d'application par les phénomènes de dilatation.The strips arranged in the same plane, for example those 48a and 48'a in FIG. 10, are bound in their crossing zone and coport, at this point, a mass 49 with the same function as the mass 9 of FIG. , that is to say communicating in this crossing zone an oriented force generating a torque, due to the displacement of its point of application by the phenomena of expansion.
L'organe rotatif,formé par l'association de différents organes rotatifs élémentaires,est disposé,comme indiqué plus haut,dans un bac 42 alimenté en liquide chaud par une canalisation 43. Le bac-42 comporte également une canalisation 44 d'évacuation du liquide refroidi et deux paliers 50 dans lesquels les arbres 46 sont montés libres en rotation.Lorsque ce bac 42 est rempli de liquide chaud jusqu'au niveau 11, et comme indiqué en référence à la figure 1,les divers organes rotatifs sont soumis à un couple de rotation tendant à les faire pivoter,de sorte que celui des arbres 46 constituant arbre de sortie reçoit un couple qui est égal à la somme des couples fournis par chacun des organes rotatifs élémentaires. The rotary member, formed by the combination of different elementary rotary members, is arranged, as indicated above, in a tank 42 supplied with hot liquid by a pipe 43. The tank-42 also comprises a pipe 44 for discharging the cooled liquid and two bearings 50 in which the shafts 46 are mounted free to rotate.While this tray 42 is filled with hot liquid to the level 11, and as indicated with reference to Figure 1, the various rotating members are subjected to a rotation torque tending to rotate, so that that of the shafts 46 constituting the output shaft receives a torque which is equal to the sum of the torques provided by each of the elementary rotary members.
Ce moteur thermique,de construction simple,peut par exemple être utilisé pour obtenir un mouvement rotatif par emprunt d'énergie à partir du circuit de refroidissement d'une tour de réfrigération de centrale thermique ou, plus simplement,à partir d'une source d'eau chaude d'origine thermale ou autre0
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 11,le moteur thermique selon l'invention est associé à un dispositif 51 accélérant la vitesse de rotation du mouvement obtenu sur son arbre de sortie 3.A la figure Il, le moteur thermique représenté correspond à la forme d'e=écution de la figure 1,mais il est évident qu'il peut être remplacé par les moteurs représentés aux figures 6, 7,8 ou 10. Be dispositif 51 est constitué par deux poulies 52 et 53 calées,la première sur un arbre prolongeant l'arbre 2,et la seconde,sur un arbre 54 parallèle à l'arbre 3.Les arbres 3 et 54 sont montés libres en rotation dans des paliers 55 représentés schématiquement0
Les deux poulies,52 et 53,ont les mêmes diamètres à fond de gorge,les mêmes dimensions et sont réalisées dans le même matériau (de préférence indéformable dans les conditions d'utilisation).Des deux poulies sont reliées par une courroie 56 dont la tension est réglée par un tendeur non représenté,car de type connu.vette courroie est réalisée dans un matériau dont le module de traction diminue fortement en fonction de la température et,en particulier,dans une matière thermoplastique ou un élastomère.This thermal engine, of simple construction, can for example be used to obtain a rotational movement by borrowing energy from the cooling circuit of a cooling tower of a thermal power plant or, more simply, from a source of energy. hot water of thermal origin or other0
In the embodiment shown in FIG. 11, the heat engine according to the invention is associated with a device 51 accelerating the speed of rotation of the movement obtained on its output shaft 3. In FIG. 11, the heat engine represented corresponds to the embodiment of Figure 1, but it is obvious that it can be replaced by the motors shown in Figures 6, 7,8 or 10. Be 51 device consists of two pulleys 52 and 53 wedged, the first on a shaft extending the shaft 2, and the second on a shaft 54 parallel to the shaft 3.The shafts 3 and 54 are rotatably mounted in bearings 55 shown schematically0
The two pulleys, 52 and 53, have the same diameters at the bottom of the groove, the same dimensions and are made of the same material (preferably indeformable under the conditions of use). Two pulleys are connected by a belt 56 whose tension is set by a tensioner not shown, because known type.vette belt is made of a material whose tensile modulus strongly decreases depending on the temperature and, in particular, in a thermoplastic material or an elastomer.
A titre d'exemple,elle peut être réalisée en polyamides dont le module de traction varie de 296 décanewton /mm2 à
décanewton/mm2 30 décanewton/mm2 lorsque la température passe de 2000 à 800C.By way of example, it may be made of polyamides whose traction modulus varies from 296 decanewton / mm 2 to
decanewton / mm2 decanewton / mm2 when the temperature goes from 2000 to 800C.
Le moteur thermique 2 et le dispositif 51 sont associés à des moyens de chauffage n'agissant que sur l'un des brins de la courroie.Dans cette forme d'exécution,ils n'agissent que sur un côté du plan P4 contenant les axes de rotation des arbres 3 et 54,et sont constitués par un bac 42 contenant un fluide chauffé 40 tel que de l'eau chaude. The heat engine 2 and the device 51 are associated with heating means acting only on one of the strands of the belt. In this embodiment, they act only on one side of the plane P4 containing the axes. rotation of the shafts 3 and 54, and are constituted by a tank 42 containing a heated fluid 40 such as hot water.
Le moteur thermique 2 et le dispositif 51 sont donc immergés dans ce bac par leur partie inférieure et,de manière que le niveau du liquide contenu dans ce bac soit sensiblement au niveau du plan P4 contenant leurs axes de rotation.The heat engine 2 and the device 51 are thus immersed in this tank by their lower part and so that the level of the liquid contained in this tray is substantially at the plane P4 containing their axes of rotation.
Lorsque le moteur thermique 2 fournit un couple de rotation dans le sens de la flèche 57 de figure 11 sur l'arbre 3,celui-ci communique intégralement ce couple à la poulie 52.Cette dernière est donc entrainée en rotation avec une vitesse N. Lors de son passage dans le fluide chaud contenu dans le bac 42,la courroie 56 est soumise à une élévation de sa température qui conduit à une diminution de son module de traction et à une variation de sa longueur,de sorte que chaque unité de longueur de la partie immergée de la courroie est soumise,sous l'effet de la tension,à une variation de sa longueur,et par exemple, à un accroissement dl. in outre,lorsque la courroie quitte la source chaude et pénètre dans l'air ambiant constituant source froide,l'échange de calories qui en résulte la ramène à sa température initiale,cela conduit à une augmentation de son module de traction et à une variation en sens inverse de sa longueur,donc à une diminution de sa longueur. n d'autres sermes,la longueur e qui passe sur la poulie 53 par unité de temps est supérieure dei-cII à la longueur de courroie qui passe dans la êm unité de temps sur la poulie 52.Il en résulte que la poulie 53 est entraînée avec une vitesse de rotation N' qui est supérieure à la vitesse N dans le rap port du quotient 1 + # 1 .En outre,lorsque l'arbre 3 est entrainé par le moteur thermique 2 avec un couple G, l'arbre 54 est entrainé avec un couple U de même valeur, mais fournit une puissance supérieure à celle de l'arbre 3,puisque sa puissance P2,égale à 2 # CN est supérieure à la puissance P1 fournie par l'arbre 3 égale à 2 # CN. When the heat engine 2 provides a torque in the direction of the arrow 57 of Figure 11 on the shaft 3, it fully communicates this torque to the pulley 52.This latter is rotated with a speed N. During its passage through the hot fluid contained in the tank 42, the belt 56 is subjected to an increase in its temperature which leads to a decrease in its tensile modulus and a variation in its length, so that each unit of length the submerged part of the belt is subjected, under the effect of the tension, to a variation of its length, and for example to an increase dl. furthermore, when the belt leaves the hot source and enters the ambient air constituting the cold source, the resulting exchange of calories brings it back to its initial temperature, which leads to an increase in its tensile modulus and to a variation in the opposite direction of its length, therefore to a decrease in its length. In other sermes, the length e which passes on the pulley 53 per unit of time is greater than the belt length which passes in the unit of time on the pulley 52. As a result, the pulley 53 is driven with a rotation speed N 'which is greater than the speed N in the ratio of ratio 1 + # 1. In addition, when the shaft 3 is driven by the heat engine 2 with a torque G, the shaft 54 is driven with a pair U of the same value, but provides a power greater than that of the shaft 3, since its power P2, equal to 2 # CN is greater than the power P1 provided by the shaft 3 equal to 2 # CN .
La figure 13 montre une variante de réalisation de ce dispositif dans laquelle la poulie 52 tangente le niveau du liquide 40,tout en étant à l'ewtérieur,tandis que la poulie 53 est totalement dans ce liquide et tangente sa surface,de manière que la courroie 56 pénètre dans le liquide après avoir quitté la poulie 52 et sorte du liquide après avoir quitté la roue
Ce dispositif ,dans lequel la chaleur provoque un dé séquilibre en intervenant sur la variation du module de traction du matériau de la courroie et sur la variation instantanée de la longueur de celle-ci,suite à sa dilatation ou sa contraction,peut aussi etre utilisé avec toute autre source calorifique.FIG. 13 shows an alternative embodiment of this device in which the pulley 52 tangents the level of the liquid 40, while being on the inside, while the pulley 53 is totally in this liquid and tangents its surface, so that the belt 56 enters the liquid after leaving the pulley 52 and comes out of the liquid after leaving the wheel
This device, in which the heat causes unequilibre by intervening on the variation of the modulus of traction of the material of the belt and on the instantaneous variation of the length thereof, following its expansion or contraction, can also be used with any other heat source.
Le moteur thermique selon l'invention peut,bien entendu,avoir des applications diverses,comme dans les moteurs existant déjà, et en particulier,être utilisé dans les pays ayant un fort ensoleillement ou disposant de sources chaudes pour entrainer des pompes à eau,une génératrice ou tout autre autre machine ou appareil. The heat engine according to the invention can, of course, have various applications, as in existing engines, and in particular, be used in countries with strong sunlight or with hot springs to drive water pumps, a generator or any other machine or apparatus.
Gomme montré aux figures 14 et 15,il peut aussi être appliqué à la réalisation d'un ensemble tourne-broche dont il constitue alors l'organe d'entraînement en rota tion .A cet effet,il est constitué par un plateau 60 solidaire d'un tourillon 62 monté libre en rotation dans un palier 63. Sur la périphérie du plateau 6G sont fiées les extrémités postérieures de plusieurs bilames 64 longitudinales et espacées angulairement .es extrémités antérieures de celles-ci supportent un plateau 65.Ce dernier plateau est attelé,notamment par un système articulé de type a' rotule 66,à l'une des extrémités d'une broche g dont l'autre extrémité est montée libre en rotation dans un palier 68,par l'intermédiaire d'un système articulé tel qu'une rotule 69. As shown in Figures 14 and 15, it can also be applied to the realization of a spindle assembly which it then constitutes the rotational drive member. For this purpose, it consists of a plate 60 integral with a spigot 62 mounted free to rotate in a bearing 63. On the periphery of the plate 6G are affeus the posterior ends of several bimetallic strips 64 and angularly spaced at the anterior ends thereof they support a plate 65.This last plate is hitched , in particular by an articulated system of the ball-and-socket type 66, at one end of a pin g whose other end is rotatably mounted in a bearing 68, by means of an articulated system such as a ball 69.
Les paliers 63 et 68 sont coaxiaux et portés chacun par un support non représenté,apte à maintenir horizontal l'axe longitudinal y'-y de l'ensemble
Lorsque cet ensemble tourne-broche est disposé devant une source de chaleur,dont le rayonnement calorifique alors latéral,est représenté par les flèches 70 aux figures 14 et 15,et que la broche 67 a reçu l'aliment 72 dont il faut assurer la cuisson, son fonctionnement est le suivant::sous l'action du rayonnement calorifique,les bilames 64,disposées le plus près du rayonnement,sont soumises à une déformation qui entraîne le déplacement du plateau 65 dans le sens de la flèche 73 de figure 14. be déplacement, qui déforme également les bilames non chauffées,conduit à un décalage de la rotule 66 et,en conséquence,à un désalignement de la broche 67 par rapport à l'axe longitudinal ,y'-y.Du fait de ce décalage,le centre de gravité G de l'aliment 72 est il écalé par rapport à l'axe longitudinal y de l'ensemble du tourne-broche,de la valeur d.Il en résulte que l'alîment,de par son propre poids,crée un couple de rotation tendant à faire pivoter l'ensemble du tourne-broche jusqu'à ce que son centre de gravité revienne dans le plan vertical contenant l'axe y'-y. Cette rotation a pour effet d'amener d'autres bilames en vis-à-vis du rayonnement,ce qui entraine à nouveau un décalage transversal de l'aliment 72 et la génération d'un nouveau couple de basculernt
il apparaît donc que ce moteur thermique est entrainé par un couple de rotation provenant du décalage du centre de gravité de l'aliment dont il doit assurer l'entraînement en rotation.De conception très simple,ce moteur a un fonctionnement sûr et ne nécessite aucun apport d'énergie autre que celle engendrée par le foyer ou l'or- gane chauffant devant lequel il est disposéo
il est à noter que les mêmes effets pourraient être obtenus en utilisant un moteur thermique du type représenté aux figures 1 à 6 dans lequel les éléments déformables 7 et,notamment,les fragments de bandes 7a-7b,7c-7d ne seraient pas parallèles aux faces des bras 5a-Sb-5c du support,mais perpendiculaires à celles-cî.Dans ces conditions,la zone de liaison 8 des différents fragments est lié à un organe formant point d'accrochage pour la rotule 66 de la broche 67. La force orientée nécessaire au fonctionnement de ce moteur est ,là aussi,constituée par le poids dé l'aliment 2
Un moteur d'utilisation plus générale peut être réalisé suivant le meme principe que la tourne-broche de figure 14,un poids ou un ressort exerçant une force orientée perpendiculairement au rayonnement 70 et appliquée sur la rotule 66. The bearings 63 and 68 are coaxial and each carried by a not shown support, capable of keeping the longitudinal axis y'-y of the assembly horizontal.
When this spindle assembly is disposed in front of a heat source, whose heat radiation is then lateral, is represented by the arrows 70 in FIGS. 14 and 15, and that the spit 67 has received the food 72 which must be fired. its operation is as follows: under the action of the heat radiation, the bimetallic strips 64, disposed closest to the radiation, are subjected to a deformation which causes the plate 65 to move in the direction of the arrow 73 of FIG. The displacement, which also deforms the unheated bimetallic members, leads to an offset of the ball 66 and, consequently, to a misalignment of the pin 67 with respect to the longitudinal axis, y'-y. the center of gravity G of the food 72 is shifted relative to the longitudinal axis y of the whole of the spindle, the value d.Il results that the food, by its own weight, creates a couple of rotation tending to rotate the whole of the turn e-spindle until its center of gravity returns to the vertical plane containing the y'-y axis. This rotation has the effect of bringing other bimetals vis-à-vis the radiation, which again causes a transverse shift of the food 72 and the generation of a new torque of tilt
it therefore appears that this heat engine is driven by a torque resulting from the shift of the center of gravity of the food which it must ensure the drive in rotation.De very simple design, this engine has a safe operation and requires no supply of energy other than that generated by the furnace or heating organ in front of which it is arranged
it should be noted that the same effects could be obtained by using a heat engine of the type shown in Figures 1 to 6 in which the deformable elements 7 and, in particular, the strip fragments 7a-7b, 7c-7d would not be parallel to the 5A-Sb-5c arms of the support, but perpendicular to them-C. In these conditions, the connection zone 8 of the various fragments is bonded to a member forming attachment point for the ball 66 of the spindle 67. The The driving force required for the operation of this motor is, again, constituted by the weight of the feed 2
A more general use motor can be made according to the same principle as the spindle of FIG. 14, a weight or spring exerting a force oriented perpendicularly to the radiation 70 and applied to the ball 66.
Claims (5)
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FR8106037A FR2502253A1 (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Heat powered rotary engine - has rotor with radial arms heated to displace weight and cause rotation of output shaft |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2502253A1 true FR2502253A1 (en) | 1982-09-24 |
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FR8106037A Withdrawn FR2502253A1 (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Heat powered rotary engine - has rotor with radial arms heated to displace weight and cause rotation of output shaft |
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FR (1) | FR2502253A1 (en) |
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WO1984004947A1 (en) * | 1983-06-03 | 1984-12-20 | Ilkka T Arvola | Method and equipment for converting thermal energy to mechanical energy |
US4756158A (en) * | 1983-06-03 | 1988-07-12 | Ilkka Arvola | Method and equipment for converting thermal energy to mechanical energy |
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