FR2502257A1

FR2502257A1 - Wind driven heat generator - has wind driven compressor for liquid in closed circuit resulting in heat removed by exchanger

Info

Publication number: FR2502257A1
Application number: FR8105316A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-09-24

Abstract

The heat generator has a compressor (2) in a sealed case (1) through which flows a fluid (A). The case has a heating chamber (1a) immediately after the compressor and a divider screen (4) for the compressed fluid. The heating chamber is covered with the fibrous metallic mass screen which is in sponge form. The lower end of the heating chamber is conical. The fluid (A) is a liquid flowing in a closed circuit to the output (5) of the compressor entry (6) after passing through a heat exchanger. The case is inside a cover (7) through which a liquid (B) flows to absorb heat given off.

Description

L'invention se rapporte à un générateur mécanique de chaleur. The invention relates to a mechanical heat generator.

I1 est bien connu que les pompes et surtout les compresseurs transforment un travail mécanique en pression et en chaleur. La quantité de chaleur pouvant atteindre 50t du rendement. It is well known that pumps and especially compressors transform mechanical work into pressure and heat. The amount of heat can reach 50t of the output.

Jusqu'à présent le but essentiellement visé par de tels appareils était soit de faire circuler un fluide, soit de comprimer un gaz ; la production de chaleur étant alors considérée comme un inconvénient. Until now, the main aim of such devices has been either to circulate a fluid or to compress a gas; heat production is then considered a drawback.

L'invention se propose au contraire de produire de la chaleur avec cette catégorie de machine actionnée par une énergie motrice peu coûteuse sinon gratuite, par exemple le vent. The invention proposes, on the contrary, to produce heat with this category of machine powered by inexpensive if not free motive energy, for example wind.

Pour atteindre ce but, ces machines sont agencées pour augmenter la quantité de chaleur au détriment par exemple de la pression du fluide et transférer les calories produites 3 un fluide calo-porteur. To achieve this goal, these machines are arranged to increase the amount of heat to the detriment, for example, of the pressure of the fluid and transfer the calories produced 3 a heat-carrying fluid.

A cet effet, à la sortie du cylindre dans lequel se déplace l'organe de propulsion du fluide (piston vis - engrenages) se trouve une chambre d'échauffement garnie d'un matériau créant une grosse perte de charge créant des frottements qui se transformeront en chaleur, la masse de ce matériau étant de préférence conductrice. For this purpose, at the outlet of the cylinder in which the fluid propulsion member moves (screw piston - gears) there is a heating chamber furnished with a material creating a large pressure drop creating friction which will transform in heat, the mass of this material preferably being conductive.

Enfin, pour transférer cette chaleur à un fluide calo-porteur, l'ensemble compresseur - chambre d'échauffement est placé à l'intérieur d'une enceinte où circule ce fluide. Finally, to transfer this heat to a heat-carrying fluid, the compressor - heating chamber assembly is placed inside an enclosure where this fluid circulates.

Cette enceinte peut être reliée à un réservoir multi-échangeur ou même inclus dans un tel réservoir. This enclosure can be connected to a multi-exchanger tank or even included in such a tank.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, faites en regard du dessin annexé sur lequel
- la figure 1 est une vue en coupe d'un générateur selon l'invention
- la figure 2 est un schéma d'une installation comportant un tel générateur.Other features and advantages will appear on reading the description and the claims which follow, made with reference to the appended drawing in which
- Figure 1 is a sectional view of a generator according to the invention
- Figure 2 is a diagram of an installation comprising such a generator.

Comme on le voit sur ces figures, le cylindre 1 du compresseur, ici un compresseur à vis d'Archimède 2 est prolongé du côté sortie du fluide A par une appendice la formant une chambre 3 dans laquelle est tassé un matelas 4 d'un matériau métallique fibreux (paille de fer, tricot genre éponge à récurer) que le fluide est obligé de traverser pour atteindre la sortie 5. De préférence, cette chambre d'échauffement 3 se termine par une partie lb de forme tronconique. As can be seen in these figures, the compressor cylinder 1, here an Archimedes screw compressor 2 is extended on the outlet side of the fluid A by an appendage forming it a chamber 3 in which a mattress 4 of material is packed fibrous metal (steel wool, knitting scouring sponge) that the fluid is forced to pass through to reach the outlet 5. Preferably, this heating chamber 3 ends in a part 1b of frustoconical shape.

Le fluide se déplace en circuit fermé, c'est-àdire qu'après avoir cédé la chaleur qu il véhicule, dans l'échangeur qui sera ultérieurement décrit, il est à nouveau admis en 6 en tête de la vis. Le compresseur ou pompe est entraîné par exemple par une éolienne E, ici représentée du type à axe vertical. The fluid moves in a closed circuit, that is to say that after having transferred the heat which it conveys, in the exchanger which will be described later, it is again admitted at 6 at the head of the screw. The compressor or pump is driven for example by a wind turbine E, here represented of the type with vertical axis.

Bien entendu, les moyens moteurs ne faisant pas partie de l'invention, pourraient être tout autrement conçus. Of course, the drive means not forming part of the invention could be designed quite differently.

Du fait de la friction des molécules du fluide entre elles et contre les fibres du matériau métallique du matelas 4, ce fluide véhicule une quantité importante. Due to the friction of the molecules of the fluid with each other and against the fibers of the metallic material of the mattress 4, this fluid carries a large amount.

de calories qui ont tendance à se porter sur les parois de la chambre 3.of calories which tend to be carried on the walls of the chamber 3.

Pour éviter les déperditions et au contraire récupérer la chaleur qui atteint ces parois, l'enceinte constituée par le cylindre 1 et la chambre 3 est placée dans une enveloppe extérieure étanche, à l'intérieur de laquelle circule un fluide de transfert B. Cette enveloppe se termine du côté de la sortie 8 par une partie tronconique 7a. To avoid losses and on the contrary recover the heat which reaches these walls, the enclosure constituted by the cylinder 1 and the chamber 3 is placed in a sealed external envelope, inside which circulates a transfer fluid B. This envelope ends on the side of the exit 8 with a frustoconical part 7a.

Ce fluide de transfert B est recyclé dans la chambre 7 par l'entrée 9. This transfer fluid B is recycled into the chamber 7 via the inlet 9.

L'enveloppe intérieure l-la et l'enveloppe extérieure 7 sont séparées par un espace annulaire dans lequel est placé une pièce en hélice ou similaire 10 pour constituer un tube échangeur du type T2, décrit et revendiqué dans le brevet français n"81 05053 déposé par le Demandeur le 13 mars 1981. The inner casing l-la and the outer casing 7 are separated by an annular space in which is placed a helical part or the like 10 to form an exchanger tube of the T2 type, described and claimed in French patent n ° 81,05053 filed by the Claimant on March 13, 1981.

L'appareil qui vient d'être décrit peut être enfermé dans un récipient multi-échangeur tel celui qui est visible à la figure 12 du brevet précité. I1 peut également faire partie d'une installation telle celle représentée au schéma de la figure 2. The device which has just been described can be enclosed in a multi-exchanger container such as that which is visible in FIG. 12 of the aforementioned patent. It can also be part of an installation such as that shown in the diagram in FIG. 2.

Celle-ci comprend un réservoir multi-échangeurs conforme à cette figure 12, comportant dans un réservoir étanche R contenant un médium C tel que la solution eau/ huile vendue par Pechiney-Ugine Kullmann sous la marque "NEUTRAL". This comprises a multi-exchanger tank in accordance with this figure 12, comprising in a sealed tank R containing a medium C such as the water / oil solution sold by Pechiney-Ugine Kullmann under the brand "NEUTRAL".

Le fluide A par la sortie 5 et la canalisation 11 pourvue d'un clapet anti-retour 12 atteint le tube échangeur à hélice 13, tandis que le fluide B par la sortie 8 et la canalisation 14 pourvue d'un clapet anti-retour 15 atteint les tubes échangeurs à hélice 16 et 17. Les calories produites par le compresseur se transfèrent donc au médium qui les transmettra à son tour aux tubes échangeurs à hélice tel que 18 constituant le réseau des "Receveurs" (par exemple le réseau de l'eau sanitaire d'un immeuble, d'un camping etc.)
Avant de recycler les fluides A et B en 6 et en 9,
il est judicieux de les faire passer par un régulateur 19
s'opposant aux pressions excessives.The fluid A via the outlet 5 and the pipe 11 provided with a non-return valve 12 reaches the exchanger tube with a propeller 13, while the fluid B via the outlet 8 and the pipe 14 provided with a non-return valve 15 reaches the propeller exchanger tubes 16 and 17. The calories produced by the compressor therefore transfer to the medium which will in turn transmit them to the propeller exchanger tubes such as 18 constituting the network of "Receivers" (for example the network of the sanitary water from a building, a campsite, etc.)
Before recycling fluids A and B in 6 and 9,
it is a good idea to run them through a regulator 19
opposing excessive pressure.

Ce régulateur est constitué par une enceinte fermée et résistante, divisée en au moins deux compartiments
formant une cloison déformable (membrane par exemple).This regulator consists of a closed and resistant enclosure, divided into at least two compartments
forming a deformable partition (membrane for example).

L'un des compartiments est rempli d'un gaz, de
l'air par exemple, pouvant communiquer avec l'ambiance
au travers d'une soupape de sécurité 20.One of the compartments is filled with gas,
air for example, able to communicate with the atmosphere
through a safety valve 20.

Sur la figure 2 le régulateur comprend deux vessies
21 et 22. La vessie 21 constitue le réservoir à air dont
il vient d'être question, la vessie 22 est en communica
tion avec le tube 13 par la canalisation 23 et avec l'en trée 6 par la canalisation 24. Tandis que les tubes 16 et 17 sont reliés à l'enceinte générale du régulateur 19 dans laquelle sont placées les vessies 21 et 22 par les canalisations 25 et 26, la canalisation 27 relie l'enceinte générale à l'entrée 9.In Figure 2 the regulator includes two bladders
21 and 22. The bladder 21 constitutes the air reservoir of which
just mentioned, bladder 22 is in communica
tion with the tube 13 by the line 23 and with the inlet 6 by the line 24. While the tubes 16 and 17 are connected to the general enclosure of the regulator 19 in which the bladders 21 and 22 are placed by the lines 25 and 26, the pipe 27 connects the general enclosure to the inlet 9.

I1 est bien évident qU'une surpression de fluide
B qui est généralement un gaz, du fait d'une élévation de sa température, sera contrebalancée par une évacuation partielle de l'air contenu en 21.It is obvious that an overpressure of fluid
B which is generally a gas, due to a rise in its temperature, will be counterbalanced by a partial evacuation of the air contained at 21.

Bien entendu, le régulateur peut être avantageusement disposé dans le réservoir de l'échangeur thermique
R lui-même.Of course, the regulator can advantageously be placed in the tank of the heat exchanger
R himself.

La présente invention constitue des cas d'utilisation du tube échangeur visé au brevet précité, mais sa construction présente une difficulté particulière, dans le cas du tube du générateur, en ce sens que le tube in térieur la doit rester sans aucune déformation pour constituer le cylindre du compresseur. The present invention constitutes cases of use of the exchanger tube referred to in the aforementioned patent, but its construction presents a particular difficulty, in the case of the generator tube, in the sense that the inner tube 1a must remain without any deformation to constitute the compressor cylinder.

I1 ne faut donc pas que l'opération de sertissage de hélice 10 se traduise par une déformation locale du cylindre. It is therefore not necessary for the propeller crimping operation 10 to result in a local deformation of the cylinder.

Le brevet précité décrit en regard de ses figures 13 et 14 un mode opératoire permettant d'obtenir ce résultat. The aforementioned patent describes with reference to FIGS. 13 and 14 an operating mode making it possible to obtain this result.

L'invention trouve application dans tous les cas où la chaleur produite peut être utilise immédiatement et sur place, notamment pour le chauffage ou pré-chauffage de l'eau sanitaire. The invention finds application in all cases where the heat produced can be used immediately and on site, in particular for heating or pre-heating domestic water.

Claims

1. - Mechanical heat generator comprising a compressor (2) or similar device placed in a sealed housing (1) traversed by a fluid (A), charac tdrized in that this housing (1) comprises a heating chamber (the ) placed immediately after the compressor, said chamber being provided with means (4) dividing the flow of compressed fluid, creating a high pressure drop of this flow.

2. - Generator according to claim 1, charac tdrisd in that the heating chamber (la) is lined with a fibrous metallic mass (4).

3. - Generator according to claim 2, charac tdrisé in that this fibrous metal mass is obtained according to the technique of scouring sponges.

4. - Generator according to one of the preceding claims, characterized in that said heating chamber has its outlet end (lob) restricted to form a frustoconical part.

5. - Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid (A) is a liquid traversing a closed circuit going from the outlet (5) of the restricted end to the inlet (6) of the compressor after have passed through a heat exchanger (R).

6. - Generator according to claim 5, characterized in that the housing (1-la) of this mechanical generator is itself enclosed in an outer envelope (7) through which a liquid (B) for recovering the calories dissipated by the housing, said liquid passing through the same heat exchanger.

7. - Generator according to one of the preceding claims, characterized in that between the heat exchanger (R) and the generator inlet, at least the recovery liquid (B) passes through an automatic pressure regulator (19).

8. - Generator according to claim 7, characterized in that this regulator comprises in a closed enclosure traversed by this recovery liquid, a chamber with zrariable volume (21).

9. - Generator according to claim 8, charac terized in thatthis variable volume chamber is limited, on the recovery liquid side, by an elastic membrane.

10. - Generator according to claim 9, characterized in that this variable volume chamber is a bladder (2) containing a gas and acting as an expansion vessel.

11. - Generator according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor is driven by a wind turbine.

12 - Generator according to one of claims 7 to 10 inclusive, characterized in that the regulator (l9) is placed inside the tank of the heat exchanger (R).