FR2817592A1

FR2817592A1 - Engine with external heat source and crosswise working and transfer pistons in each cylinder generating thermodynamic cycle without compression

Info

Publication number: FR2817592A1
Application number: FR0015547A
Authority: FR
Inventors: Alexis Defarge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-07

Abstract

The engine has each of its cylinders containing a large vertical transfer piston (1) to transfer gas from a hot chamber (9) to a cold chamber (10) as it descends and from the cold chamber to the hot one as it rises. A smaller inner working piston (2) provides a direct drive to a crankshaft journal passing through its centre as a result of the pressure created by the heating of the inner gas as it is transferred to the hot chamber (9). The hot chamber comprises the volume created between the rising piston's lower face and the lower wall (7) of the cylinder, which is heated by an external source.

Description

La présente invention concerne un moteur à pistons gigognes croisés (PGC) sans bielle dont les sources thermiques sont externes et dont le cycle thermodynamique est particulier compte tenu de son architecture. The present invention relates to a crossed nested piston engine (PGC) without connecting rod whose thermal sources are external and whose thermodynamic cycle is particular taking into account its architecture.

Le moteur PGC créé par le même auteur était jusque là un moteur à combustion interne, essence, diesel ou GPL, dont le cycle est déjà particulier puisqu'il s'établit dans trois chambres différentes. Ce moteur est constitué en effet par un gros piston cylindrique vertical à 2 faces opposées actives à l'intérieur duquel se déplace perpendiculairement un piston horizontal plus petit Le maneton du vilebrequin traverse directement le centre du petit piston horizontal lequel assure le déplacement coslnusoïdal du maneton alors que le gros piston assure son déplacement sinusoidal. The PGC engine created by the same author was previously an internal combustion engine, petrol, diesel or LPG, whose cycle is already particular since it is established in three different chambers. This engine is in fact constituted by a large vertical cylindrical piston with 2 active opposite faces inside which a smaller horizontal piston moves perpendicularly. The crankshaft crankpin passes directly through the center of the small horizontal piston which ensures the coslnusoidal displacement of the crankpin. that the large piston ensures its sinusoidal displacement.

Ainsi, une chambre d'admissionicompression est créée par le déplacement du gros piston sous sa face inférieure et une chambre de surdétente au dessus de sa face supérieure. La troisième chambre est créée par le déplacement du piston honzontal à l'intérieur du gros piston. C'est la chambre de surcompression/ explosion/détente. Le transfert entre ses trois chambres se fait automatiquement par un jeu de lumières et de cheminées traversant verticalement le gros piston. Thus, an admission-compression chamber is created by the displacement of the large piston under its lower face and an over-relaxation chamber above its upper face. The third chamber is created by the displacement of the honzontal piston inside the large piston. It is the over-compression / explosion / expansion chamber. The transfer between its three rooms is done automatically by a set of lights and chimneys vertically crossing the large piston.

L'injection du carburant dans la chambre de combustion se fait par un puits traversant lui aussi le gros piston et ouvrant au niveau de la chambre de combustion. The fuel is injected into the combustion chamber through a well which also passes through the large piston and opens at the level of the combustion chamber.

Plusieurs prototypes ont permis de démontrer les avantages de cette architecture originale. Several prototypes have demonstrated the advantages of this original architecture.

Le moteur selon l'invention reprend donc cette architecture de pistons gigognes croisés mais sans les systèmes de lumières de transferts spécifiques à la combustion interne. The engine according to the invention therefore takes up this architecture of crossed nesting pistons but without the transfer light systems specific to internal combustion.

Ce moteur utilise une source de chaleur et de froid externe au moteur. Ainsi la chambre d'admission/ compression sous la face inférieure du gros piston (1) devient la chambre chaude (9), la chambre de surdétente au dessus du gros piston devient la chambre froide (10) et la chambre de combustion centrale interne au gros piston devient la chambre de travail (11) dans laquelle le petit piston (2) est repoussé par

surcompression du gaz interne réchauffé, ce qui entraîne le maneton du vilebrequin (3) pour la rotation de l'arbre moteur. La source chaude (7) de ce moteur destinée à réchauffer le gaz interne est donc constituée par la face inférieure très conductrice du carter (6), elle-même chauffée depuis l'extérieur du moteur. La source froide (8) de ce moteur destinée à refroidir le gaz interne est constituée par la face supérieure très conductrice du carter elle-même refroidie depuis l'extérieur de ce moteur. This engine uses a source of heat and cold external to the engine. Thus the intake / compression chamber under the underside of the large piston (1) becomes the hot chamber (9), the over-pressure chamber above the large piston becomes the cold chamber (10) and the central combustion chamber internal to the large piston becomes the working chamber (11) in which the small piston (2) is pushed back by

over-compression of the heated internal gas, which causes the crankshaft crankpin (3) to rotate the engine shaft. The hot source (7) of this engine intended to heat the internal gas therefore consists of the very conductive underside of the casing (6), itself heated from outside the engine. The cold source (8) of this engine intended to cool the internal gas is formed by the highly conductive upper face of the casing which is itself cooled from outside this engine.

Le principe de base est très simple. Lorsque le gaz interne se trouve dans la chambre inférieure dite chambre chaude (9) il se réchauffe pratiquement instantanément au contact des parois et principalement de la face chaude (7) du carter ce qui a pour conséquence de le dilater donc d'augmenter sa pression. The basic principle is very simple. When the internal gas is in the lower chamber known as the hot chamber (9) it heats up almost instantaneously in contact with the walls and mainly with the hot face (7) of the casing which has the consequence of expanding it therefore increasing its pressure .

Cette surpression aura pour conséquence dans la chambre de travail (H), de repousser le piston horizontal dont l'autre face n'est pas soumise à cette surpression. En effet le carter moteur est ouvert au niveau de cette 4*chambre (12). Ce piston horizontal (2) dit piston de travail entraîne en rotation le maneton du vilebrequin (3). This overpressure will result in the working chamber (H), pushing the horizontal piston whose other side is not subject to this overpressure. Indeed, the motor housing is open at the level of this 4 * chamber (12). This horizontal piston (2) said working piston rotates the crankpin of the crankshaft (3).

Lorsque, en descendant, le gros ptston (1) transfert le gaz interne dans la chambre froide (10) au dessus de sa face supeneure, le gaz se refroidit instantanément et sa pression chute ce qui permet au piston de travail (2) de revenir sans effort et qui permet au maneton du vilebrequin de continuer sa rotation. Ainsi le déplacement vertical du gros piston (1) va faire que le gaz se trouvera alternativement sot dans la chambre chaude (9) inférieure pour se réchauffer et faire augmenter la pression sort dans la chambre froide (10) pour se refroidir et chuter sa pression selon la formule PV = nRT. When, descending, the large ptston (1) transfers the internal gas into the cold room (10) above its upper face, the gas cools instantly and its pressure drops which allows the working piston (2) to return effortless and which allows the crankshaft pin to continue its rotation. Thus the vertical displacement of the large piston (1) will cause the gas to be alternately silly in the lower hot chamber (9) to heat up and increase the pressure exits in the cold chamber (10) to cool and drop its pressure according to the formula PV = nRT.

Le transfert entre la chambre chaude et la chambre froide se fait au travers du gros piston par des puds (5) le traversant verticalement de part en part. The transfer between the hot room and the cold room is done through the large piston by puds (5) crossing it vertically right through.

Le remplissage et évacuation de la chambre de travail (11) à l'intérieur du gros piston devant le petit piston honzontal se fait par un puits (4) allant de cette chambre de travail (11) à la chambre chaude (9) seulement. The filling and evacuation of the working chamber (11) inside the large piston in front of the small honzontal piston is done by a well (4) going from this working chamber (11) to the hot chamber (9) only.

Il est en effet très intéressant que le gaz chassé de la chambre de travail par le retour du petit piston pénetre directement dans la chambre chaude car c'est d'une part le moment où celle-o se remplit et d'autre part ce gaz expulsé n'a pas été refroidi. Cela offre donc un gain au niveau du réchauffement. It is indeed very interesting that the gas expelled from the working chamber by the return of the small piston penetrates directly into the hot chamber because it is on the one hand the moment when this one fills and on the other hand this gas expelled was not cooled. This therefore offers a gain in terms of warming.

De plus, pour ameliorer le rendement du cycle particulier de ce moteur, des echangeurs (15) appelés encore économiseurs sont placés dans les puits de transferts (5) usinés au travers du gros piston. In addition, to improve the performance of the particular cycle of this engine, exchangers (15) also called economizers are placed in the transfer wells (5) machined through the large piston.

Ces économiseurs sont constitués d'un empilage de filtres spéciaux (15) isolés entre eux. Ces filtres, sorte de grille en matériau spécial retiennent une partie des calories du gaz qui les traverse dans un sens et lui redonnent lorsqu'il repasse en sens inverse. These economizers consist of a stack of special filters (15) isolated from each other. These filters, a sort of grid made of special material, retain part of the calories of the gas which passes through them in one direction and give it back when it passes in the opposite direction.

Ainsi le gaz commence à se refroidir avant d'arriver dans la chambre froide et inversement, commence à se réchauffer avant d'amver dans la chambre chaude Le déplacement honzontal du petit piston (2) par rapport au déplacement vertical du gros piston (1) présente l'avantage d'un déphasage de 900 ce qui laisse le temps à la totalité du gaz de se réchauffa dans ta chambre chaude. Puis la diminution du volume de cette chambre permet de mieux exploiter la surcompression dans la chambre de travail. Thus the gas begins to cool before arriving in the cold room and vice versa, begins to warm up before blowing in the hot room The honzontal displacement of the small piston (2) compared to the vertical movement of the large piston (1) has the advantage of a phase shift of 900 which gives time for all of the gas to warm up in your hot room. Then the reduction in the volume of this chamber makes it possible to better exploit the over-compression in the working chamber.

Le gros piston a donc principalement pour rôle de transférer le gaz de la chambre froide à la chambre chaude et réciproquement Le rôle du piston honzontal est principalement la mise en mouvement du vilebrequin, mais Il participe aussi au transfert du gaz au moment approprié. Ce transfert se conjugue parfaitement avec le déplacement et l'effort du petit piston. Il correspond bien également à la compression et à la dépression dues au rechauffement ou refroidissement du gaz du fait de sa présence dans l'une ou l'autre chambre. The large piston therefore mainly has the role of transferring the gas from the cold room to the hot room and vice versa The role of the honzontal piston is mainly the setting in motion of the crankshaft, but It also participates in the transfer of the gas at the appropriate time. This transfer combines perfectly with the displacement and the force of the small piston. It also corresponds well to compression and depression due to the heating or cooling of the gas due to its presence in one or the other chamber.

Ainsi ce déphasage inhérent à la concept) on même de ce type de moteur permettra une vitesse de rotation relativement rapide et facile à optimiser de manière à ce qu'il corresponde exactement au déphasage dû à l'inertie thermique du gaz qui est en fait très courte. Thus this phase shift inherent in the concept) one even of this type of motor will allow a relatively fast rotation speed and easy to optimize so that it corresponds exactly to the phase shift due to the thermal inertia of the gas which is in fact very short.

En ce qui concerne les particularités du cycle, il est à noter que les 3 chambres sont sensées avoir la même pression au même moment du cycle. Ce cycle ne comporte donc pas de compression mécanique Regarding the particularities of the cycle, it should be noted that the 3 chambers are supposed to have the same pressure at the same time of the cycle. This cycle therefore does not include mechanical compression

par réduction de volume. En effet, le retour du piston de travail se fait sans grand effort au moment où le gaz se refroidit donc chute en pression dans la chambre froide.

by volume reduction. Indeed, the return of the working piston is done without great effort at the moment when the gas cools therefore pressure drop in the cold room.

Ainsi le cycle particulier de ce moteur se distingue des cycles les plus connus tel que Shirting, Ericsson, Bouasse, Camot, etc. non seulement par le fait qu'il s'effectue dans 3 chambres dont l'évolution des volumes est spécifique à son architecture mais aussi par le fait qu'il n'utilise aucune compression mécanique par mouvement de piston et que les 3 chambres sont en permanence à la même pression entre elles puisqu'elles communiquent par des puits (4) (5) toujours ouverts. Thus the particular cycle of this engine is distinguished from the most known cycles such as Shirting, Ericsson, Bouasse, Camot, etc. not only by the fact that it takes place in 3 chambers whose evolution of volumes is specific to its architecture but also by the fact that it uses no mechanical compression by piston movement and that the 3 chambers are in permanence at the same pressure between them since they communicate by wells (4) (5) always open.

Si l'on utilise un système de correspondance de lumières inspiré du moteur PGC à combustion interne pour gérer les transferts entre les chambres et exploiter une compression mécanique avant le réchauffement du gaz, le cycle n'est plus du tout te même. Ceci peut d'ailleurs lui conférer des avantages différents et fera partie d'une autre étude et d'un autre développement. If you use a light matching system inspired by the internal combustion PGC engine to manage transfers between the chambers and exploit mechanical compression before the gas warms up, the cycle is no longer the same. This can also give it different advantages and will be part of another study and another development.

Selon les modes particuliers de réalisation, la source chaude (7) pourra être alimentée par une source radioactive ou par la combustion de combustibles fossiles tes que bois, pétrole ou bien déchets en tout genre. Ce pourra être également de l'énergie solaire provenant d'un miroir parabolique de concentration avec un miroir de focalisation concentrant les rayons sur la face du carter constituant la

source chaude. Inversement la face froide (8) opposée pourra être couplée à un radiateur de dispersion Dans le cas d'exploitation en station spatiale ce moteur est idéal pour exploiter au mieux la différence de température entre la face chaude exposée au soleil et la face froide opposée donc soumise aux très basses températures du vide spatial. According to the particular embodiments, the hot source (7) can be powered by a radioactive source or by the combustion of fossil fuels such as wood, oil or waste of all kinds. It could also be solar energy coming from a parabolic concentrating mirror with a focusing mirror concentrating the rays on the face of the casing constituting the

hot spring. Conversely, the opposite cold face (8) can be coupled to a dispersion radiator. In the case of space station operation, this engine is ideal for making the best use of the temperature difference between the hot face exposed to the sun and the opposite cold face. subject to the very low temperatures of space vacuum.

Ce moteur pourra comporter plusieurs cylindres identiques, en étoile ou en ligne et déphasés entre eux de préférence, sur le même vilebrequin. Les cylindres pourront aussi être exploités sur des vilebrequins parallèles et indépendants reliés entre eux par pignons. This engine may include several identical cylinders, star or in line and preferably phase-shifted between them, on the same crankshaft. The cylinders can also be operated on parallel and independent crankshafts connected together by pinions.

Ces différents montages sont à définir en fonction de l'application mais n'interviennent pas sur le cycle. These different arrangements are to be defined depending on the application but do not affect the cycle.

Comme pour le moteur PGC à combustion interne on pourra jouer sur les rapports différents des diamètres du piston vertical (1) et du piston horizontal (2). Leur course sera toutefois obligatoirement la même pour les deux. On pourra enfin jouer sur le surcreusement plus ou moins important de la tête du petit piston ainsi que sur l'espace restant au PMH entre celui-ci et la paroi de la chambre de travail (11). As with the internal combustion PGC engine, the different ratios of the diameters of the vertical piston (1) and the horizontal piston (2) can be varied. Their course will however necessarily be the same for both. We can finally play on the more or less significant overcrowding of the head of the small piston as well as on the space remaining at TDC between the latter and the wall of the working chamber (11).

Les dessins annexés illustrent l'invention. The accompanying drawings illustrate the invention.

La figure 1 représente une coupe verticale perpendiculaire à l'axe du vilebrequin (3) de l'ensemble du moteur avec les deux pistons dans le carter (6), la source chaude (7) en bas symbolisée par une rampe de petites flammes, la source froide (8) en haut avec des ailettes de diffusion de chaleur. FIG. 1 represents a vertical section perpendicular to the axis of the crankshaft (3) of the entire engine with the two pistons in the casing (6), the hot spring (7) at the bottom symbolized by a ramp of small flames, the cold source (8) at the top with heat diffusion fins.

La figure 2 montre une coupe horizontale selon l'axe du vilebrequin de ce moteur, mettant en évidence la position des puits (5) de transfert dont on voit la section circulaire dans laquelle sont empilés les filtres de l'échangeur de chaleur (15). Figure 2 shows a horizontal section along the axis of the crankshaft of this engine, highlighting the position of the transfer wells (5) whose circular section is seen in which the filters of the heat exchanger (15) are stacked .

La figure 3 montre une coupe verticale selon l'axe du vilebrequin avec le gros piston (1) en point mort haut. Figure 3 shows a vertical section along the axis of the crankshaft with the large piston (1) in top dead center.

La figure 4 représente une coupe verticale d'un putts de transfert) avec l'empilement des filtres constituant les échangeurs ou économiseurs de chaleur (15). FIG. 4 represents a vertical section of a transfer putt) with the stack of filters constituting the heat exchangers or economizers (15).

Les figures 5, 6, 7, 8, montrent l'évolution du cycle et la position des deux pistons en fonction de la rotation du vilebrequin. Figures 5, 6, 7, 8 show the evolution of the cycle and the position of the two pistons as a function of the rotation of the crankshaft.

La figure 5 montre le gros piston (1) en PMH, le petit piston (2) en position centrale. Le volume de la chambre froide (10) est minimum, le volume de la chambre de travail (11) est en extension, le volume de la chambre chaude (9) est maximum. Figure 5 shows the large piston (1) in TDC, the small piston (2) in the central position. The volume of the cold room (10) is minimum, the volume of the working room (11) is extended, the volume of the hot room (9) is maximum.

La figure 6 montre, apres 900 de rotation du vilebrequin, le gros piston en position intermédiaire. Le volume de la chambre froide est en extension, celui de la chambre chaude se réduit, la chambre de travail est à son maximum. Figure 6 shows, after 900 of crankshaft rotation, the large piston in the intermediate position. The volume of the cold room is increasing, that of the hot room is reduced, the working room is at its maximum.

La figure 7 montre le gros piston après 1800 de'rotation, en PMB, le volume de la chambre imide est maximum, celui de la chambre chaude est minimum, le volume de la chambre de travail se reduit La figure 8 montre le gros piston qui remonte en position intermédiaire après 2700 de rotation. Le volume de la chambre froide se réduit alors que celui de la chambre chaude augmente. Le volume de la chambre de travail est minimum. Figure 7 shows the large piston after 1800 rotation, in PMB, the volume of the imide chamber is maximum, that of the hot chamber is minimum, the volume of the working chamber is reduced Figure 8 shows the large piston which goes back up to the intermediate position after 2700 rotation. The volume of the cold room is reduced while that of the hot room increases. The volume of the working chamber is minimum.

En référence à ces dessins ce moteur comporte 2 pistons par cylindre. Un gros piston (1) vertical cylindrique à deux faces actives coulissant verticalement dans un carter cylindrique (6). Au centre de ce

piston et perpendiculairement à son axe, coulisse le piston horizontal de travail (2). Les termes vertical et horizontal sont utilisés seulement pour faciliter la description puisque en fait ce moteur peut fonctionner dans n'importe quelle position. With reference to these drawings, this engine has 2 pistons per cylinder. A large vertical cylindrical piston (1) with two active faces sliding vertically in a cylindrical casing (6). At the center of this

piston and perpendicular to its axis, slides the horizontal working piston (2). The terms vertical and horizontal are used only to facilitate description since in fact this motor can operate in any position.

Des segments d'étanchéité pourront être installés près des faces d'extrémité de ces pistons. Sealing rings may be installed near the end faces of these pistons.

Le maneton du vilebrequin (3) traverse directement le centre du piston horizontal (2) et est directement entraîné par lui dans son mouvement rotant Pour faciliter le montage et permettre le débatte ment nécessaire au vilebrequin un 2e alésage dans le gros piston (1) devra être usiné perpendiculairement à l'alésage dans lequel coulisse le piston horizontal. The crankshaft crankpin (3) passes directly through the center of the horizontal piston (2) and is directly driven by it in its rotary movement To facilitate assembly and allow the necessary crankshaft clearance, a second bore in the large piston (1) must be machined perpendicular to the bore in which the horizontal piston slides.

Pour augmenter l'efficacité de la chambre chaude (9) et de la chambre froide (10) les faces supérieures et inférieures du gros piston sont revêtues d'une semelle (14) en matériau à grande inertie thermique de manière à ce que la chambre froide ait ses parois le plus froid possible et la chambre chaude des parois le plus chaud possible. To increase the efficiency of the hot chamber (9) and the cold chamber (10), the upper and lower faces of the large piston are coated with a sole (14) of material with high thermal inertia so that the chamber cold has its walls as cold as possible and the hot chamber of the walls as hot as possible.

Afin de réduire la conductibilité thermique du gros piston, des couches isolantes seront placées entre ces semelles (14) et le matériau du piston. In order to reduce the thermal conductivity of the large piston, insulating layers will be placed between these flanges (14) and the material of the piston.

En ce qui concerne le carter (6) le même principe pourra être utilisé principalement pour la plaque de source chaude (7) qui bien que maintenue seulement en périphérie pourra être indépendante et fixée sur la carter (6) cylindrique. Ce carter cylindrique ne sert que de chemise au gros piston et pour faciliter le montage il sera constitué de 2 éléments symétriques assemblés au niveau du passage du vilebrequin (3). Regarding the housing (6) the same principle can be used mainly for the hot spring plate (7) which although maintained only at the periphery can be independent and fixed on the cylindrical housing (6). This cylindrical casing only serves as a jacket for the large piston and to facilitate assembly it will consist of 2 symmetrical elements assembled at the level of the passage of the crankshaft (3).

Ce carter comporte également une ouverture centrale (13) dans l'axe de déplacement du petit piston. Elle permet à la 48 chambre (12) de rester en permanence à la même pression quel que Soit la position du piston horizontal. Dans le cas d'une exploitation à plusieurs cylindres déphasés entre eux les 4emes chambres pourront être reliées entre elles par une tubulure hermétique qui les maintiendra à une pression constante plus ou moins importante et à evaluer en fonction de la pression moyenne du gaz interne concerné par le cycle thermodynamique. This housing also has a central opening (13) in the axis of movement of the small piston. It allows the 48 chamber (12) to remain permanently at the same pressure regardless of the position of the horizontal piston. In the case of an operation with several cylinders out of phase with each other, the 4th chambers may be connected to each other by hermetic tubing which will maintain them at a more or less significant constant pressure and to be evaluated as a function of the average pressure of the internal gas concerned by the thermodynamic cycle.

Dans bien des applications ce gaz pourra être de l'hydrogène, dans d'autres se sera simplement de l'air. Le matériau de la plaque de la source chaude (7) sera bien entendu choisi en fonction de la nature de cette source chaude. In many applications this gas may be hydrogen, in others it will simply be air. The material of the hot source plate (7) will of course be chosen according to the nature of this hot source.

Parmi les avantages des moteurs à combustion externe, l'un des premiers est la diversité des moyens

d'obtenir de la chaleur qui peuvent être la combustion d'alcool, de gaz divers, d'essence, d'huile, de bots, de charbon, de déchets etc. ce peut être aussi le rayonnement solaire surtout par rapport à une source froide de très basse température, ce peut être enfin la récupération de calories perdues par d'autres usages ou même par la désintégration de radioéléments ou encore la catalyse. Among the advantages of external combustion engines, one of the first is the diversity of means

to obtain heat which can be the combustion of alcohol, various gases, gasoline, oil, bots, coal, waste etc. it can also be solar radiation especially compared to a cold source of very low temperature, it can finally be the recovery of calories lost by other uses or even by the disintegration of radioelements or catalysis.

Pour adapter les meilleurs rapports de volume en fonction de toutes les phases du cycle et de la vitesse de rotation du moteur, il est possible de surcreuser plus ou moins la tête du piston (2). Ainsi par symetne on peut également surcreuser son autre face ce qui n'a évidemment aucune incidence sur le cycle ou le rendement Les puits de transfert du gaz (5) entre les chambres chaudes et froides traversent de part en part le gros piston en périphérie de l'alésage destiné au piston horizontal et de l'alésage perpendiculaire nécessaire au débattement du vilebrequin. To adapt the best volume ratios as a function of all the phases of the cycle and the speed of rotation of the engine, it is possible to overcrowd more or less the piston head (2). Thus by symmetry one can also overcrowd its other face which obviously has no effect on the cycle or the yield The gas transfer wells (5) between the hot and cold chambers pass right through the large piston at the periphery of the bore intended for the horizontal piston and the perpendicular bore necessary for the movement of the crankshaft.

Leur diamètre doit être suffisamment important pour permettre une libre circulation du gaz entre les chambres sans provoquer de pertes de charges afin que celles-ci se maintiennent entre elles à la même pression au même moment du cycle. Their diameter must be large enough to allow a free circulation of gas between the chambers without causing pressure drops so that they are maintained between them at the same pressure at the same time of the cycle.

L'exploitation du moteur Stirling depuis plus d'un siècle a permis d'acquérir une expérience importante concernant les matériaux les mieux adaptés pour confectionner les échangeurs (15) qui ici sont implantés dans les puits de transfert. Comme pour tous moteurs et principalement pour les moteurs ayant peu de couple il est important qu'un volant d'inertie soit installé sur l'axe de vilebrequin. Cet élément trop classique servant aussi à l'équilibrage, n'est donc pas représenté sur les schémas. The exploitation of the Stirling engine for more than a century has made it possible to acquire significant experience concerning the materials best suited to make the exchangers (15) which are located here in the transfer wells. As with all engines and mainly for engines with little torque it is important that a flywheel is installed on the crankshaft axis. This too classic element also used for balancing, is therefore not shown in the diagrams.

Si les prototypes de démonstration correspondent pratiquement à l'échelle des dessins, il est évident que la puissance de ce type de moteur sera fonction non seulement de ses dimensions, mais aussi de la différence de température existant entre la source chaude et la source froide. If the demonstration prototypes correspond practically to the scale of the drawings, it is obvious that the power of this type of engine will depend not only on its dimensions, but also on the temperature difference existing between the hot source and the cold source.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production d'énergie rotative dans des milieux très différents allant jusqu'aux stations spatiales en permettant d'utiliser toutes sortes de sources de chaleur et de froid. The device according to the invention is particularly intended for the production of rotary energy in very different environments going to space stations by making it possible to use all kinds of sources of heat and cold.

Claims

CLAIMS 1) Engine with external thermal sources characterized by its two overlapping pistons crossed in each cylinder, one of which is a working piston (2) and the other a transfer piston (l) generating a thermodynamic cycle without mechanical compression of the gas internal circulating between the hot room (9) and the cold room (10).

2) Motor according to claim 1 characterized in that the large vertical piston (1) ensures the transfer of internal gas from the hot room (9) to the cold room (10) down and the transfer from the cold room to the room hot going up.

3) Engine according to claim 1 characterized in that the small piston (2) said central work directly drives the crankpin of the crankshaft (3) which passes through its center under the effect of your overpressure created by the heating of the internal gas transferred to the hot chamber while also participating in the circulation of the gas by driving it back into the hot chamber (9) at the start of the ascent of the large piston (1).

4) Motor according to claim 1 characterized in that the hot chamber (9) consists of the volume created by the ascent of the large piston between the underside thereof and the underside (7) of the housing (6) which is heated from the outside and which constitutes the hot source of this heat engine.

5) Motor according to claim 1 characterized in that the cold room (10) is constituted by

the volume created by the descent of the large piston, between the upper face of the latter and the upper face (8) of the casing which cools from the outside and which constitutes the cold source of this heat engine.

6) Motor according to claim 1 characterized in that the transfer between the hot room and the cold room, caused by the displacement of the large piston, is done through wells (5) vertically passing through the large piston (1) part, on the periphery of the central bore of the small piston (2) and of the perpendicular bore intended for the crankshaft (3) ''

7) An engine according to claim 1 characterized in that the gas supply to the internal chamber (11) for work and its discharge is through a vertical well (4) machined in the underside of the large piston and opening into the central working chamber in front of the head of the small piston.

8) Motor according to claim 1 characterized in that the internal gas transfer wells (5) passing right through the large piston contain the heat exchangers (15) also called economizers consisting of several stages of filters taking calories from the gas during its transfer from the hot room to the cold room and returning it in the other direction, their diameter must be large enough to allow free movement of gas between the rooms without causing pressure drop so that they are keep them at the same pressure at the same time.

9) Motor according to claim 1 characterized in that the upper and lower faces of the large piston are coated with soles (14) with high thermal inertia, themselves protected by several insulating layers so as to limit the conductivity of the large piston and make so that the

cold room has both sides as cold as possible and hot room has two sides as warm as possible.

10) Engine according to claim 1 characterized in that it consists of 1 or more identical cylinders in star or in line on the same crankshaft, regularly dephases between them preferably, or else on independent and parallel crankshafts, connected together by pinions.