FR2913460A1

FR2913460A1 - Cylinder head for double piston and double cylinder drive unit of stirling engine, has diffuser with diffusion channels for diffusion of fluid from diffusion space till active volume, where diffusion space is formed between cap and diffuser

Info

Publication number: FR2913460A1
Application number: FR0701717A
Authority: FR
Inventors: Philippe Pascot; Serge Klutchenko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-12

Abstract

The head (3) has a cap (31) and a diffuser (32) gripped with a cylinder (2), where the cap is pierced by an orifice (33) for admission and exhaust of a fluid i.e. gas. The diffuser is internally arranged to the cylinder relative to the cap and provided with diffusion channels (34) for diffusion of the fluid admitted in the cylinder, from a diffusion space till a corresponding an active volume (51), where the diffusion space is formed between the cap and the diffuser. The diffusion channels are arranged in a parallel manner and arranged near a side wall (21) inside the cylinder.

Description

- 1 - " Culasse pour moteurs Stirling, moteur équipé d'une telle culasse "- 1 - "Cylinder head for Stirling engines, engine equipped with such a cylinder head"

La présente invention se rapporte aux moteurs Stirling. Les moteurs Stirling sont des moteurs à pistons dans lesquels on utilise les propriétés de dilatation et de contraction d'un fluide de travail compressible en fonction de sa température, pour déplacer les pistons. Le fluide est généralement un gaz. De tels moteurs utilisent donc une source chaude et une source froide. L'invention se rapporte plus particulièrement aux moteurs à double effet, dans lesquels on utilise simultanément la surpression générée par un fluide chaud et la dépression générée par un fluide froid pour mouvoir un même piston. Les fluides chaud et froid peuvent être un même fluide. Une source froide peut être l'air ambiant. Pour une source chaude, tout type de source de chaleur peut être utilisé pour réchauffer le fluide. En particulier, la chaleur peut être issue directement de l'énergie solaire ou nucléaire, d'un stockage thermique, de la géothermie ou d'une réaction chimique, telle une combustion. La combustion est externe aux cylindres des pistons, et peut donc être la combustion d'un gaz, d'un solide, d'un liquide ou de biomasse. The present invention relates to Stirling engines. Stirling engines are piston engines in which the expansion and contraction properties of a compressible working fluid as a function of its temperature are used to move the pistons. The fluid is usually a gas. Such engines therefore use a hot source and a cold source. The invention relates more particularly to dual-effect engines, in which the pressure generated by a hot fluid and the depression generated by a cold fluid are simultaneously used to move the same piston. Hot and cold fluids can be the same fluid. A cold source can be the ambient air. For a hot source, any type of heat source can be used to heat the fluid. In particular, the heat can come directly from solar or nuclear energy, thermal storage, geothermal or a chemical reaction, such as a combustion. The combustion is external to the cylinders of the pistons, and can therefore be the combustion of a gas, a solid, a liquid or biomass.

Les moteurs Stirling ont de nombreux avantages. Dans le cas de l'utilisation d'une combustion à la source chaude, la combustion à l'avantage de pouvoir être continue, sans explosion. La combustion est donc plus facilement maîtrisée, et le moteur en est d'autant plus silencieux. Pour les mêmes raisons, le couple produit est donc aussi beaucoup plus régulier et les pièces mécaniques, moins sollicitées, on une très grande durée de vie. En outre, le lubrifiant des pistons n'est pas contaminé par des résidus de combustion; il n'est donc pas nécessaire de procéder à des vidanges périodiques. En tout cela, les coûts d'entretien sont très réduits. En outre, les moteurs Stirling on un très faible encombrement, la source de chaleur pouvant être distante du moteur lui-même. Les moteurs Stirling ont cependant des inconvénients notables. En particulier, leur puissance, proportionnelle à leur vitesse de rotation, est limitée par l'inertie du processus de refroidissement ou de réchauffement du fluide utilisé. De plus, dans le cas des moteurs double effets, la présence, de part et d'autre du piston, de fluides à des températures différentes introduit des déformations différentielles générant notamment des défauts d'étanchéité. Le but de l'invention est de proposer des dispositifs et dispositions pour résoudre au moins certains des inconvénients précités. Stirling engines have many advantages. In the case of the use of combustion at the hot spring, the combustion has the advantage of being continuous, without explosion. The combustion is therefore more easily controlled, and the engine is all the more quiet. For the same reasons, the torque produced is therefore also much more regular and mechanical parts, less solicited, one has a very long life. In addition, the piston lubricant is not contaminated with combustion residues; it is therefore not necessary to carry out periodic emptying. In all this, maintenance costs are very low. In addition, Stirling engines have a very small footprint, the heat source can be distant from the engine itself. Stirling engines, however, have significant disadvantages. In particular, their power, proportional to their speed of rotation, is limited by the inertia of the process of cooling or heating the fluid used. In addition, in the case of double-acting motors, the presence, on both sides of the piston, of fluids at different temperatures introduces differential deformations that generate in particular leaks. The object of the invention is to provide devices and arrangements for solving at least some of the aforementioned drawbacks.

Selon l'invention, un tel dispositif peut être une culasse conçue pour diffuser le fluide actif le long de ladite paroi latérale à l'intérieur dudit cylindre. Des moyens de maintien en température d'une paroi latérale dudit cylindre sont avantageusement prévus, de sorte que le fluide se réchauffe ou se maintient en température en parcourant la paroi. Pour améliorer la mise en température du fluide, la culasse est avantageusement conçue pour former un tourbillon avec le fluide actif, de sorte qu'il parcourt rapidement, un chemin plus long le long de la paroi latérale. Une culasse adaptée à cela comprend avantageusement un bouchon et un diffuseur tous deux en prise périphérique avec le cylindre, le bouchon étant percé d'un orifice pour l'admission, et éventuellement l'échappement, du fluide actif, le diffuseur étant disposé intérieurement au cylindre relativement au bouchon et comprenant en outre des canaux de diffusion pour la diffusion du fluide actif admis dans le cylindre, depuis un espace de diffusion formé entre ledit bouchon et ledit diffuseur, jusque dans le volume actif correspondant. Les canaux de diffusion s'ils sont disposés sensiblement parallèlement et à proximité de la paroi latérale permettent la diffusion du fluide le long de celle-ci. En outre, ils peuvent avantageusement être inclinés relativement à l'axe principal de préférence selon un angle compris entre 10 et 30 , ce qui permet de créer un tourbillon. L'espace de diffusion peut être formé entre une surface intérieure du bouchon et une surface complémentaire extérieure du diffuseur, la surface intérieure allant en s'évasant selon une forme en creux à mesure où elle s'éloigne de l'orifice, en concordance avec la surface extérieure qui forme un relief de sommet qui vient en vis-à-vis de l'orifice du bouchon. Selon l'invention, une telle culasse peut équiper une unité motrice pour moteur de type Stirling. Selon un autre objet de l'invention, l'unité rnotrice est avantageusement caractérisée en ce qu'elle comprend un cylindre chaud pour recevoir un fluide actif dilaté et un cylindre froid pour recevoir un fluide actif contracté, lesdits cylindres étant coaxiaux et isolés - 3 thermiquement l'un de l'autre, et un double piston comprenant deux têtes prévues pour coulisser sensiblement selon un axe principal de ladite unité, chacune dans un cylindre respectif, les deux têtes étant reliées entre elles par une tige de piston, un volume actif pour recevoir le fluide actif étant défini dans chaque cylindre, entre la culasse et ladite tête de piston respective, et un volume passif étant défini dans le cylindre, de l'autre côté de ladite tête de piston respective II apparaît que lorsque l'unité motrice est dimensionnée pour que la course de la tête de piston dans le cylindre correspondant soit sensiblement égale au diamètre intérieur dudit cylindre, le fonctionnement de celle-ci en est particulièrement amélioré. Un moteur de type Stirling peut comprendre plusieurs unités motrices selon l'invention, ces unités motrices étant régulièrement déphasées entre elles. According to the invention, such a device may be a yoke designed to diffuse the active fluid along said side wall inside said cylinder. Means for maintaining the temperature of a side wall of said cylinder are advantageously provided, so that the fluid is heated or maintained in temperature by traversing the wall. To improve the temperature of the fluid, the cylinder head is advantageously designed to form a vortex with the active fluid, so that it travels rapidly, a longer path along the side wall. A cylinder head adapted to this advantageously comprises a plug and a diffuser both in peripheral engagement with the cylinder, the plug being pierced with an orifice for the admission, and possibly the exhaust, of the active fluid, the diffuser being disposed internally to the cylinder relative to the cap and further comprising diffusion channels for the diffusion of the active fluid admitted into the cylinder, from a diffusion space formed between said cap and said diffuser, into the corresponding active volume. The diffusion channels if they are arranged substantially parallel and close to the side wall allow the diffusion of the fluid along it. In addition, they can advantageously be inclined relative to the main axis preferably at an angle between 10 and 30, which allows to create a vortex. The diffusion space can be formed between an inner surface of the plug and an outer complementary surface of the diffuser, the inner surface flaring in a recessed form as it moves away from the orifice, in accordance with the outer surface which forms a crown relief which comes opposite the orifice of the stopper. According to the invention, such a cylinder head can equip a motor unit for Stirling type engine. According to another object of the invention, the motor unit is advantageously characterized in that it comprises a hot cylinder for receiving a dilated active fluid and a cold cylinder for receiving a contracted active fluid, said cylinders being coaxial and isolated. thermally one of the other, and a double piston comprising two heads adapted to slide substantially along a main axis of said unit, each in a respective cylinder, the two heads being interconnected by a piston rod, an active volume to receive the active fluid being defined in each cylinder, between the cylinder head and said respective piston head, and a passive volume being defined in the cylinder, on the other side of said respective piston head II appears that when the driving unit is dimensioned so that the stroke of the piston head in the corresponding cylinder is substantially equal to the inside diameter of said cylinder, the operation of this one is particularly improved. A Stirling-type engine may comprise several drive units according to the invention, these drive units being regularly phase-shifted together.

Afin notamment de pouvoir conserver de faibles dimensions, aux volumes actifs, donc une moindre inertie au moteur, on peut avantageusement regrouper plusieurs unités motrices ayant la même phase, par exemple par paires, chacune des unités motrices d'une même paire étant accouplée mécaniquement à l'autre, par exemple rigidement accouplées à une entretoise. reliant transversalement entre elles les tiges de piston respectives de chacune des unités motrices d'une même paire. Un tel moteur peut être construit avec un plan de symétrie, chaque unité motrice étant disposée symétriquement à l'autre unité de la même paire relativement audit plan de symétrie. Il peut aussi être construit avec les unités motrices sont disposées selon un cercle. D'autres dispositions peuvent être envisagées, selon l'invention, pour améliorer le fonctionnement d'un moteur Stirling. Ainsi, pour chaque unité motrice d'un tel moteur, il peut exister une conduite active pour la circulation du fluide actif, conduite reliant le cylindre chaud de ladite chaque unité motrice avec le cylindre froid d'une autre unité motrice en avance de phase sur ladite chaque unité active, de préférence en avance de 90 . Le moteur peut comprendre sur la conduite active, à proximité du cylindre chaud un réchauffeur prévu pour chauffer le fluide actif avant son admission dans ledit cylindre chaud. On prévoit avantageusement une - 4 - dérivation conçue pour éviter le passage du fluide actif dans le réchauffeur, lors de son trajet depuis le cylindre chaud vers le cylindre froid. Le moteur peut aussi comprendre, sur la conduite active, un régénérateur conçu et disposé pour que le fluide actif y abandonne une partie de sa chaleur sur son trajet vers le cylindre froid et y récupère une partie au moins de ladite chaleur abandonnée, sur son trajet retour vers le cylindre chaud. Un tel régénérateur peut comprendre des éléments, de préférence métalliques, ayant une forme sensiblement allongée selon le sens du trajet du fluide actif, chaque élément ayant une zone centrale sensiblement cylindrique et des extrémités sensiblement hémisphériques de même diamètre que la zone centrale. Ces éléments peuvent être sensiblement identiques entre eux. De préférence la longueur de la zone centrale est sensiblement égale à une fois et demi le diamètre. En outre, les éléments sont avantageusement rangés en couches successives transversales au trajet du fluide actif chaque couche étant en quinconces relativement à ses voisines. La taille d'un élément est de préférence choisie inversement proportionnelle à la pression du fluide actif dans le régénérateur. D'autre part, pour chaque unité motrice, il existe avantageusement une conduite passive pour la circulation d'un fluide passif entre un volume passif d'un cylindre chaud ou froid de ladite chaque unité motrice avec un volume passif d'un cylindre chaud ou froid respectivement d'une autre unité motrice déphasée de 180 avec ladite chaque unité motrice. Le moteur peut comprendre des moyens pour maintenir le fluide passif à une température moyenne du fluide actif dans le même cylindre. Ces moyens peuvent être respectivement, pour un cylindre chaud, un réchauffeur, et pour un cylindre froid, un refroidisseur disposée sur la conduite passive respective. Le moteur peut aussi comprendre des moyens pour maintenir dans un 30 cylindre, le fluide passif à une pression moyenne du fluide actif dans le même cylindre. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après, relative à des exemples non limitatifs. Aux dessins annexés : 2913460 - 5 - - la figure 1 est une vue en coupe schématique en élévation d'une unité motrice double piston et double cylindre selon l'invention; - la figure 2 est une illustration schématique, en élévation, de la circulation du fluide de travail, dans un moteur utilisant des pistons tels que 5 celui illustré à la figure 1; - la figure 3 est une illustration schématique, en élévation, de la circulation du fluide passif, dans le moteur de la figure 2; - la figure 4 est une vue de détail, en perspective, partiellement en coupe, de la culasse selon l'invention pour l'unité motrice de la figure 1; 10 - la figure 5 est une vue en plan d'un moteur en ligne présentant une architecture en H et fonctionnant selon les principes illustrés aux figures 2 et 3; - la figure 6 est une vue en plan d'un moteur donc les cylindres sont disposés sur un cercle, présentant une architecture en H et fonctionnant 15 selon les principes illustrés aux figures 2 et 3; - les figures 7 à 9 illustrent des vues de détails d'un mode de réalisation selon l'invention pour un régénérateur adapté aux moteurs selon l'invention; et, - la figure 10 est une illustration schématique de l'accouplement en H 20 d'une paire d'unités motrices adaptée à être utilisée dans un moteur des figures 5 et 6. Dans la description qui va suivre, des références numériques pourront être complétées d'une lettre pour préciser leur position dans l'objet décrit. Ainsi, à titre d'exemple, la référence 2 représentera indifféremment un 25 cylindre chaud 2X ou un cylindre froid 2Y. La figure 1 représente une vue en coupe, schématique et en élévation, d'une unité motrice 1 permettant une mise en oeuvre améliorée des principes du moteur Stirling. L'unité motrice représentée a sensiblement une symétrie de révolution autour d'un axe principal Xl. Cet ensemble comprend deux cylindres 2X,2Y distants l'un de l'autre selon l'axe principal Xl. Un premier parmi ces cylindres, appelé par la suite cylindre chaud 2X, est prévu pour recevoir un fluide de travail lorsque ce fluide est chauffé et se dilate. Le deuxième cylindre, appelé par la suite cylindre froid 2Y, est prévu pour recevoir un fluide de travail lorsqu'il est refroidi et se contracte. In particular in order to be able to keep small dimensions, to the active volumes, therefore less inertia to the motor, it is advantageous to group together several motor units having the same phase, for example in pairs, each of the motor units of the same pair being mechanically coupled to the other, for example rigidly coupled to a spacer. connecting transversely between them the respective piston rods of each of the driving units of the same pair. Such an engine may be constructed with a plane of symmetry, each driving unit being arranged symmetrically to the other unit of the same pair relative to said plane of symmetry. It can also be built with the motor units are arranged in a circle. Other arrangements may be envisaged, according to the invention, to improve the operation of a Stirling engine. Thus, for each drive unit of such an engine, there may be an active conduit for the circulation of the active fluid, driving connecting the hot cylinder of said each power unit with the cold cylinder of another power unit in advance of phase on said each active unit, preferably in advance of 90. The engine may comprise on the active line, close to the hot cylinder, a heater provided for heating the active fluid prior to admission into said hot cylinder. Advantageously provided is a bypass designed to prevent the passage of the active fluid in the heater, during its journey from the hot cylinder to the cold cylinder. The engine may also comprise, on the active conductor, a regenerator designed and arranged for the active fluid to abandon some of its heat on its path to the cold cylinder and recovers at least part of said abandoned heat, on its way back to the hot cylinder. Such a regenerator may comprise elements, preferably metal, having a substantially elongate shape along the direction of the path of the active fluid, each element having a substantially cylindrical central zone and substantially hemispherical ends of the same diameter as the central zone. These elements may be substantially identical to each other. Preferably the length of the central zone is substantially equal to one and a half times the diameter. In addition, the elements are advantageously arranged in successive layers transverse to the path of the active fluid each layer being staggered relative to its neighbors. The size of an element is preferably chosen inversely proportional to the pressure of the active fluid in the regenerator. On the other hand, for each driving unit, there is advantageously a passive conduct for the circulation of a passive fluid between a passive volume of a hot or cold cylinder of said each drive unit with a passive volume of a hot cylinder or cold respectively of another power unit 180 out of phase with said each power unit. The engine may include means for maintaining the passive fluid at an average temperature of the working fluid in the same cylinder. These means may be respectively, for a hot cylinder, a heater, and for a cold cylinder, a cooler disposed on the respective passive pipe. The engine may also include means for maintaining in a cylinder the passive fluid at an average pressure of the working fluid in the same cylinder. Other features and advantages of the invention will emerge from the description below, relating to non-limiting examples. In the accompanying drawings: FIG. 1 is a diagrammatic sectional elevational view of a double piston and double cylinder drive unit according to the invention; FIG. 2 is a diagrammatic, elevational illustration of the circulation of the working fluid in a motor using pistons such as that illustrated in FIG. 1; FIG. 3 is a schematic illustration, in elevation, of the circulation of the passive fluid, in the engine of FIG. 2; - Figure 4 is a detail view, in perspective, partially in section, of the cylinder head according to the invention for the drive unit of Figure 1; Figure 5 is a plan view of an in-line engine having an H-architecture and operating according to the principles illustrated in Figures 2 and 3; FIG. 6 is a plan view of a motor so the rolls are arranged on a circle, having an H-shaped architecture and operating according to the principles illustrated in FIGS. 2 and 3; FIGS. 7 to 9 illustrate detailed views of an embodiment according to the invention for a regenerator adapted to the motors according to the invention; and FIG. 10 is a schematic illustration of the H 20 coupling of a pair of drive units adapted for use in an engine of FIGS. 5 and 6. In the following description, numerical references may be supplemented by a letter to specify their position in the object described. Thus, by way of example, the reference 2 will indifferently represent a hot cylinder 2X or a cold cylinder 2Y. Figure 1 shows a sectional view, schematic and in elevation, of a power unit 1 for an improved implementation of the principles of the Stirling engine. The motor unit shown has substantially a symmetry of revolution about a main axis Xl. This set comprises two cylinders 2X, 2Y spaced from each other along the main axis Xl. A first of these cylinders, hereinafter referred to as a hot roll 2X, is provided to receive a working fluid when this fluid is heated and expands. The second cylinder, hereafter cold cylinder 2Y, is provided to receive a working fluid when it is cooled and contracts.

Chacun des cylindres 2X,2Y comprend une paroi latérale cylindrique 21 et -6 - un fond sensiblement plat, disposé perpendiculairement à la paroi latérale et obturant une première extrémité du cylindre. A une extrémité opposée, chaque cylindre est fermé par une culasse 3 permettant l'admission et l'échappement du gaz de travail. Les deux cylindres sont disposés coaxialement, leurs fonds 22 se faisant vis-à-vis. Un piston déplaceur 4 est monté pour coulisser, selon l'axe principal X1, dans les cylindres 2X,2Y. Le piston déplaceur 4 est un double piston, c'est-à-dire qu'il comprend deux têtes 41 reliées par une tige 42. Les têtes 41 sont montées chacune pour coulisser dans un cylindre respectif. La tige est montée coulissante à travers un orifice 23 percé dans l'axe de chaque fond 22. Chaque tête de cylindre définit deux volumes dans son cylindre respectif: un volume actif 51, entre la tête 41 et la culasse 3, et un volume passif 52, entre la tête 41 et le fond 22. Le volume actif 51 est prévu pour recevoir le gaz actif. Each of the cylinders 2X, 2Y comprises a cylindrical side wall 21 and a substantially flat bottom disposed perpendicularly to the side wall and closing a first end of the cylinder. At an opposite end, each cylinder is closed by a cylinder head 3 for the admission and exhaust of the working gas. The two cylinders are arranged coaxially, their funds 22 facing each other. A displacer piston 4 is slidably mounted, along the main axis X1, in the cylinders 2X, 2Y. The displacer piston 4 is a double piston, that is to say it comprises two heads 41 connected by a rod 42. The heads 41 are each mounted to slide in a respective cylinder. The rod is slidably mounted through an orifice 23 pierced in the axis of each bottom 22. Each cylinder head defines two volumes in its respective cylinder: an active volume 51, between the head 41 and the cylinder head 3, and a passive volume 52, between the head 41 and the bottom 22. The active volume 51 is provided to receive the active gas.

Les têtes de piston de l'unité motrice 1 sont déphasées l'une par rapport à l'autre de 180 . Ainsi, dans la disposition arbitrairement figée de la figure 1, la tête de piston du cylindre chaud 2X est à proximité du fond du cylindre chaud 2X, alors que la tête de piston du cylindre froid 2Y est à proximité de la culasse du cylindre froid 2Y. The piston heads of the power unit 1 are out of phase with each other by 180. Thus, in the arbitrarily fixed disposition of FIG. 1, the piston head of the hot cylinder 2X is close to the bottom of the hot cylinder 2X, whereas the piston head of the cold cylinder 2Y is close to the cylinder head of the cold cylinder 2Y .

Dans la figure 1, l'unité motrice 1 est arbitrairement représentée avec le volume actif du cylindre chaud à son maximum, c'est-à-dire avec la tête de piston correspondante dans sa position "basse". De ce fait, le volume actif du cylindre froid est à son minimum, c'est-à-dire avec la tête de piston correspondante dans sa position "haute". Du fait de la configuration de l'unité motrice, les deux têtes d"un même piston présentent entre elles un déphasage de 180 . Ainsi, la détente d'un gaz actif chauffé dans le cylindre chaud simultanément à la contraction d'un gaz actif refroidi dans le cylindre froid permet d'obtenir un double effet moteur. Dans les cylindres de l'art antérieur, le long de la course de l'unique tête du piston, le cylindre est alternativement chauffé puis refroidi par le gaz de travail. Ceci provoque des déformations du cylindre préjudiciables à l'étanchéité entre la tête et le cylindre. En outre, des pertes thermiques existent le long des parois du cylindre et au travers de la tête de piston. La séparation en deux cylindres, l'un chaud et l'autre froid, d'une même unité motrice, permet de rompre les ponts thermiques existants - 7 - dans les moteurs Stirling traditionnellement équipés d'un seul cylindre par unité motrice. Ainsi, il est possible de maintenir chaque cylindre à une température sensiblement uniforme, chaude ou froide. Il n'y a donc plus de déformation des cylindres, dont la forme respective reste stable, et les pertes thermiques entre les volumes chaud et froid sont sensiblement nulles Afin de maintenir chaque cylindre à une température sensiblement uniforme, on peut, selon l'invention, remplir le volume passif 52 avec un gaz passif lui-même maintenu à une température moyenne pour le cylindre respectif. Le gaz passif est aussi avantageusement maintenu à une pression moyenne du gaz actif dans le volume actif du même cylindre. Un des problèmes majeurs des moteurs Stirling de l'art antérieur est l'inertie du gaz actif. En effet, la vitesse de fonctionnement du moteur dépend de la rapidité à laquelle le gaz actif se réchauffe et se détend dans le cylindre chaud, et de la rapidité à laquelle le gaz actif se refroidi et se contracte dans le cylindre froid. Afin d'améliorer cela, l'invention procure une culasse améliorée 3 pour introduire le gaz actif dans le volume actif et notamment assurer sa détente rapide dans le volume actif chaud 51X. Cette culasse sera plus particulièrement décrite dans la suite de la description, en référence à la figure 4. En outre, il apparaît que la vitesse et le rendement du moteur sont améliorés lorsque le diamètre intérieur du cylindre est voisin de la longueur de course de la tête, entre ses positions haute et basse, dans ce cylindre. On va maintenant décrite le fonctionnement d'un moteur selon l'invention, notamment en ce qu'il diffère du fonctionnement des moteurs Stirling existants. La figure 2 illustre plus particulièrement la circulation du fluide actif. La figure 3 illustre plus particulièrement la circulation du fluide passif. Le moteur 10 illustré à la figure 2 comprend un jeu de 4 unités motrices 1A-1D, toutes déphasées entre elles, chacune de 90 avec une autre. Pour chacune des unités, le double piston déplaceur 4 correspondant n'est représenté que par ses têtes 41. La position des pistons déplaceurs, donc des têtes correspondantes, est fonction du déphasage de chaque unité relativement aux autres, figée arbitrairement dans la position de la figure 2 pour laquelle, dans l'unité 1A, la plus à gauche, la tête chaude est dans sa 8 - position basse. Dans l'unité voisine 1B, dont le retard de phase est de 90 sur l'unité 1A, la tête chaude est à mi-parcours entre sa position haute et sa position basse, en direction de sa position basse. Dans l'unité suivante 1C, présentant un retard de phase supplémentaire de 90 , la tête chaude est dans sa position haute. Enfin, Dans la quatrième unité 1D, dont le retard de phase est de 270 sur la première unité 1A, la tête chaude est à mi-parcours entre sa position basse et sa position haute, en direction de sa position haute. Chaque unité motrice est associée à un piston moteur respectif 6, non représenté à la figure 1, monté dans un cylindre moteur 7. Dans la configuration illustrée à la figure 2, le cylindre est disposé sensiblement coaxial avec les cylindres 2X,2Y chauds et froids respectifs, les culasses respectives 3,71 des cylindres froid et moteur étant en vis-à-vis. Un volume moteur 63 est défini dans le cylindre moteur 7, entre la tête du piston moteur 61 et la culasse 71. Le volume moteur 63 est en communication directe avec le volume froid 52 du cylindre 2Y, par l'intermédiaire d'un conduit de communication 80. Le piston moteur est déphasé de 90 avec le piston déplaceur de l'unité motrice correspondante. Ainsi, pour l'unité motrice 1A, le piston moteur 62 est à mi-parcours entre sa position haute et sa position basse, en direction de sa position basse; dans l'unité suivante 1B, le piston moteur est dans sa position haute; dans l'unité 1C il est à mi-parcours entre sa position basse et sa position haute, en direction de sa position haute; enfin, dans l'unité 1D, le piston moteur correspondant est dans sa position basse. In Figure 1, the drive unit 1 is arbitrarily shown with the active volume of the hot roll at its maximum, that is with the corresponding piston head in its "low" position. Therefore, the active volume of the cold cylinder is at its minimum, that is to say with the corresponding piston head in its "up" position. Due to the configuration of the drive unit, the two heads of the same piston have a phase shift of 180. Thus, the expansion of an active gas heated in the hot cylinder simultaneously with the contraction of an active gas In the cylinders of the prior art, along the stroke of the single head of the piston, the cylinder is alternately heated and then cooled by the working gas. causes cylinder deformations which are detrimental to the seal between the head and the cylinder, and thermal losses exist along the walls of the cylinder and through the piston head, the separation into two cylinders, one hot and the other cold, of the same motor unit, makes it possible to break the existing thermal bridges in the Stirling engines traditionally equipped with a single cylinder per driving unit, thus it is possible to keep each cylinder at a minimum. e substantially uniform temperature, hot or cold. There is therefore no longer any deformation of the cylinders, the respective shape of which remains stable, and the heat losses between the hot and cold volumes are substantially zero. In order to maintain each cylinder at a substantially uniform temperature, it is possible, according to the invention fill the passive volume 52 with a passive gas itself maintained at an average temperature for the respective cylinder. The passive gas is also advantageously maintained at a mean pressure of the active gas in the active volume of the same cylinder. One of the major problems of Stirling engines of the prior art is the inertia of the active gas. Indeed, the speed of operation of the engine depends on how quickly the active gas heats up and relaxes in the hot cylinder, and the speed at which the active gas is cooled and shrinks in the cold cylinder. In order to improve this, the invention provides an improved cylinder head 3 for introducing the active gas into the active volume and in particular ensuring its rapid expansion in the hot active volume 51X. This cylinder head will be more particularly described in the following description, with reference to Figure 4. In addition, it appears that the speed and efficiency of the engine are improved when the internal diameter of the cylinder is close to the stroke length of the head, between its high and low positions, in this cylinder. We will now describe the operation of an engine according to the invention, in particular in that it differs from the operation of existing Stirling engines. Figure 2 illustrates more particularly the circulation of the active fluid. FIG. 3 more particularly illustrates the circulation of the passive fluid. The motor 10 illustrated in Figure 2 comprises a set of 4 motor units 1A-1D, all out of phase with each other 90 each with another. For each of the units, the corresponding double displacer piston 4 is represented only by its heads 41. The position of the displacer pistons, and therefore corresponding heads, is a function of the phase shift of each unit relative to the others, arbitrarily frozen in the position of the Figure 2 for which, in the unit 1A, the leftmost, the hot head is in its 8 - low position. In the neighboring unit 1B, whose phase delay is 90 on the unit 1A, the hot head is halfway between its upper position and its lower position, towards its lower position. In the next unit 1C, having an additional phase delay of 90, the hot head is in its high position. Finally, in the fourth unit 1D, whose phase delay is 270 on the first unit 1A, the hot head is halfway between its low position and its upper position, towards its upper position. Each drive unit is associated with a respective engine piston 6, not shown in Figure 1, mounted in a driving cylinder 7. In the configuration shown in Figure 2, the cylinder is disposed substantially coaxial with the cylinders 2X, 2Y hot and cold respectively, the respective cylinder heads 3,71 cold and engine cylinders being vis-à-vis. A motor volume 63 is defined in the engine cylinder 7, between the head of the engine piston 61 and the cylinder head 71. The engine volume 63 is in direct communication with the cold volume 52 of the cylinder 2Y, via a fuel pipe. communication 80. The engine piston is out of phase by 90 with the displacer piston of the corresponding drive unit. Thus, for the drive unit 1A, the engine piston 62 is midway between its upper position and its lower position, towards its lower position; in the next unit 1B, the engine piston is in its high position; in the unit 1C it is midway between its low position and its high position, towards its high position; finally, in the unit 1D, the corresponding engine piston is in its low position.

Dans le moteur 10, la circulation du fluide actif se fait entre le volume chaud 51 d'une première unité et le conduit de communication 80 de l'unité en avance de 90 sur cette première unité, au travers d'une conduite de circulation active 81. Ainsi, chaque conduite active relie le volume chaud 51X d'une première unité avec le volume actif 51Y du cylindre froid 2Y et avec le volume moteur 63 de l'unité en avance de 90 sur cette première unité. A titre d'exemple une conduite active 81 relie le volume chaud 51 de l'unité 1A avec le volume actif 51Y du cylindre froid 2Y et avec le volume moteur 63 de l'unité 1D. Il en va de même pour chacune des unités 1B-1D. Sur le chemin de chaque conduite active 81, on trouve, en partant du volume froid vers le volume chaud, un régénérateur 82, un réchauffeur 83 - 9 et une dérivation 84 pour le réchauffeur 83. Ainsi, lors d'un cycle de fonctionnement du moteur 10, le fluide actif préalablement chauffé et détendu dans le volume chaud 51X s'échappe au travers de la culasse 3 dans la conduite active 82 et passe d'abord dans la dérivation 84. En passant par la dérivation 82, on évite de réchauffer le gaz que l'on veut refroidir. Le fluide passe ensuite dans le régénérateur où il abandonne une partie de ces calories, puis est admis au travers des culasses 3,71 dans le volume froid 51Y et le volume moteur 63, où il se contracte en se refroidissant. Ensuite, le fluide s'échappe de nouveau depuis le volume froid 51X, d'abord au travers du régénérateur 82 où il récupère une partie au moins des calories précédemment abandonnées, puis au travers du réchauffeur 83, qui compense au moins une parties des pertes de calories d'un cycle, avant d'être admis dans le volume chaud 51X, dans lequel il fini de se réchauffer au contact des parois du cylindre 2X, et se détend. In the motor 10, the circulation of the active fluid is between the hot volume 51 of a first unit and the communication duct 80 of the unit in advance of 90 on this first unit, through an active circulation line. 81. Thus, each active line connects the hot volume 51X of a first unit with the active volume 51Y of the cold cylinder 2Y and with the engine volume 63 of the unit in advance of 90 on this first unit. For example, an active line 81 connects the hot volume 51 of the unit 1A with the active volume 51Y of the cold cylinder 2Y and with the engine volume 63 of the unit 1D. The same goes for each of the 1B-1D units. In the path of each active line 81, there is, starting from the cold volume to the hot volume, a regenerator 82, a heater 83 - 9 and a bypass 84 for the heater 83. Thus, during a cycle of operation of the motor 10, the active fluid previously heated and expanded in the hot volume 51X escapes through the cylinder head 3 in the active pipe 82 and passes first into the bypass 84. While passing through the bypass 82, it avoids reheating the gas that we want to cool. The fluid then passes into the regenerator where it gives up some of these calories, then is admitted through the cylinder heads 3.71 in the cold volume 51Y and the engine volume 63, where it contracts while cooling. Then, the fluid escapes again from the cold volume 51X, first through the regenerator 82 where it recovers at least a portion of the previously abandoned calories, then through the heater 83, which compensates for at least a portion of the losses of calories of a cycle, before being admitted into the hot volume 51X, in which it finishes to warm up in contact with the walls of the cylinder 2X, and relaxes.

Des dispositifs non représentés, par exemple de type clapets antiretour, permet d'assurer que le fluide passe bien, selon le sens de trajet, soit par la déviation 84, soit par le réchauffeur 83. Les clapets anti-retour peuvent être remplacés par des dispositifs commandés, par exemple électroniquement. Unrepresented devices, for example of the type of nonreturn valves, make it possible to ensure that the fluid passes well, in the direction of travel, either by the deflection 84 or by the heater 83. The nonreturn valves can be replaced by controlled devices, for example electronically.

La circulation du fluide passif durant un cycle de fonctionnement du moteur 10 va maintenant être décrit en référence à la figure 3. A la figure 3, les 4 unités motrices 1A,1D sont dans des états identiques à ceux de la figure 2. Comme préalablement dit, un fluide passif peut être utilisé pour remplit le volume passif 52 formé dans le chaque cylindre entre la tête de cylindre 41 et le fond de cylindre 22 respectifs. Le fluide passif a l'avantage de pouvoir être maintenu à une température moyenne d'un cylindre. Ainsi, dans un cylindre chaud 2X, il n'y a pas de refroidissement entre la tête 41 et le fond 22 du cylindre 2X, qui puisse entraîner une déformation différentielle entre les parties du cylindre 2X se trouvent de part et d'autre de la tête de cylindre. En évitent de telles déformations, on évite la formation de défauts d'étanchéité entre la tête et le cylindre qui en seraient la conséquence, donc une perte de fluide actif et une perte de rendement du moteur. Il va de même pour le cylindre chaud que pour le cylindre froid. - 10 Afin notamment que la présence du fluide passif génère un effort minimal sur la tête de cylindre, le volume utilisé par le fluide passif est maintenu constant. Dans ce but, et dans l'exemple illustré, le volume passif 52 d'une première unité motrice 1 est mis en communication avec le volume passif 52 d'une deuxième unité motrice 1 déphasée de 180 avec la première, les deux volumes passifs 52 étant à la même température. Les deux volumes passifs sont avantageusement reliés entre eux par une conduite passive 86. A titre d'exemple, et en référence à la figure 3, une conduite 86 relie le fond 22, donc le volume passif 52X, du cylindre chaud 2X de l'unité motrice 1A avec le fond 22, donc le volume passif 52X, du cylindre chaud 2X de l'unité motrice 1C, déphasée de 180 avec l'unité 1A. De la même façon, et toujours à titre d'exemple, une conduite 86 relie le fond 22, donc le volume passif 52Y, du cylindre froid 2Y de l'unité motrice 1A avec le fond 22, donc le volume passif 52Y, du cylindre froid 2Y de l'unité motrice 1C. Pour compenser les pertes thermiques dans le fluide inerte, et pour y maintenir la température souhaité, un réchauffeur 87 est disposé sur chaque conduite passive 86 reliant deux volumes passifs chauds 52X, et un refroidisseur 88 est disposé sur chaque conduite passive 86 reliant deux volumes passifs froids 52Y. Dans configuration illustrée à la figure 3, le fluide passif peut ainsi circuler d'un volume passif à celui qui y est connecté, tout en étant maintenu à un température et une pression sensiblement constante, n'opposant ainsi qu'une résistance négligeable au fonctionnement du moteur. La figure 4 illustre en détail une culasse 3 selon l'invention. La même culasse est vue en coupe à la figure 1. Une telle culasse est prévue pour améliorer le rendement et particulièrement la vitesse de fonctionnement d'un moteur Stirling, notamment mais pas uniquement, des moteurs Stirling décrits aux figures 1 à 3. La culasse 3 comprend deux parties 31,32. Une première partie forme bouchon 31 et vient fermer le cylindre 2 à l'opposé du fond 22 dudit cylindre. La deuxième partie forme diffuseur 32. Le bouchon de culasse 31 et le diffuseur 32 ont tout deux sensiblement une forme de révolution - 11 autour de l'axe principal Xl. Ils sont en prise périphérique avec la paroi latérale 21 du cylindre 2. Le bouchon de culasse 31 est percé d'un orifice d'admission 33, axial relativement au cylindre 2, sur lequel vient se brancher, selon que le cylindre 2 est un cylindre froid ou chaud, un conduit de communication 80 ou une conduite active 81, respectivement. Une surface intérieure 34 du bouchon 31 va en s'évasant à mesure où elle s'éloigne de l'orifice 33, selon une forme, en creux, proche de la forme d'un cône. Le diffuseur 32 comprend une surface extérieure 35, en vis-à-vis de la surface intérieure 34 du bouchon 31, qui forme un relief de sommet 36 qui vient en vis-à-vis de l'orifice 33 du bouchon. La surface extérieure 35 a une forme complémentaire à celle de la surface intérieure 34. Les surfaces 34,35 forment entre elles un espace pour la diffusion du fluide actif lors de son admission dans le cylindre 2 depuis l'orifice d'admission 33. The circulation of the passive fluid during a cycle of operation of the engine 10 will now be described with reference to FIG. 3. In FIG. 3, the 4 motor units 1A, 1D are in states identical to those of FIG. said, a passive fluid can be used to fill the passive volume 52 formed in the respective cylinder between the cylinder head 41 and the respective cylinder bottom 22. The passive fluid has the advantage of being able to be maintained at an average temperature of one cylinder. Thus, in a hot cylinder 2X, there is no cooling between the head 41 and the bottom 22 of the cylinder 2X, which can cause differential deformation between the parts of the cylinder 2X are on either side of the cylinder head. By avoiding such deformations, it avoids the formation of sealing defects between the head and the cylinder which would be the consequence, therefore a loss of active fluid and a loss of efficiency of the engine. It is the same for the hot cylinder as for the cold cylinder. In particular, in order that the presence of the passive fluid generates a minimum force on the cylinder head, the volume used by the passive fluid is kept constant. For this purpose, and in the example illustrated, the passive volume 52 of a first power unit 1 is put into communication with the passive volume 52 of a second power unit 1 180 phase-shifted with the first, the two passive volumes 52 being at the same temperature. The two passive volumes are advantageously connected to each other by a passive duct 86. By way of example, and with reference to FIG. 3, a duct 86 connects the bottom 22, therefore the passive volume 52X, with the hot cylinder 2X of the driving unit 1A with the bottom 22, so the passive volume 52X, of the hot cylinder 2X of the driving unit 1C, 180 phase-shifted with the unit 1A. In the same way, and still by way of example, a line 86 connects the bottom 22, therefore the passive volume 52Y, of the cold cylinder 2Y of the drive unit 1A with the bottom 22, therefore the passive volume 52Y, of the cylinder cold 2Y of the driving unit 1C. To compensate for the heat losses in the inert fluid, and to maintain the desired temperature, a heater 87 is disposed on each passive pipe 86 connecting two hot passive volumes 52X, and a cooler 88 is disposed on each passive pipe 86 connecting two passive volumes cold 52Y. In the configuration illustrated in FIG. 3, the passive fluid can thus flow from a passive volume to the one connected to it, while being maintained at a temperature and a pressure that is substantially constant, thus opposing a negligible resistance to operation. of the motor. Figure 4 illustrates in detail a cylinder head 3 according to the invention. The same cylinder head is seen in section in Figure 1. Such a cylinder head is provided to improve the performance and particularly the speed of operation of a Stirling engine, including but not limited to Stirling engines described in Figures 1 to 3. The cylinder head 3 comprises two parts 31,32. A first portion cap form 31 and just close the cylinder 2 opposite the bottom 22 of said cylinder. The second diffuser portion 32. The breech plug 31 and the diffuser 32 both have a substantially circular shape - 11 around the main axis X1. They are in peripheral engagement with the side wall 21 of the cylinder 2. The breech cap 31 is pierced with an inlet orifice 33, axial relative to the cylinder 2, to which is connected, depending on whether the cylinder 2 is a cylinder cold or hot, a communication conduit 80 or an active conduit 81, respectively. An inner surface 34 of the plug 31 will flare out as it moves away from the orifice 33, in a recessed shape, close to the shape of a cone. The diffuser 32 comprises an outer surface 35, vis-à-vis the inner surface 34 of the cap 31, which forms a crown relief 36 which faces the orifice 33 of the cap. The outer surface 35 has a shape complementary to that of the inner surface 34. The surfaces 34, 35 form between them a space for the diffusion of the active fluid when it enters the cylinder 2 from the inlet orifice 33.

Le diffuseur comprend en outre des canaux de diffusion 37 régulièrement espacés en périphérie du diffuseur 32. Dans l'exemple illustré, les canaux ont la forme de conduits débouchant de part et d'autre du diffuseur 32, et mettant en communication d'une part l'espace de diffusion, au travers de la paroi extérieure 35 du diffuseur avec d'autre part le volume actif 51, au travers d'une paroi intérieure 38 du diffuseur 32. la paroi intérieure 38 du diffuseur définit entre elle et la tête 41 de piston le volume actif 51. Dans l'exemple illustré, la paroi intérieure 38 est sensiblement place et perpendiculaire à l'axe principal Xl. Dans l'exemple illustré de culasse 3, chaque canal de diffusion 37 forme avec la direction Dl de l'axe principal Xl un angle A37, de préférence compris entre 10 et 30 . Le nombre de canaux de diffusion est avantageusement compris entre 30 et 50, régulièrement répartis en périphérie du diffuseur. Une telle disposition de culasse permet de créer le long de la paroi 30 latérale 21 du cylindre 2 un tourbillon avec le fluide actif admis dans le cylindre 2. Cette disposition est particulièrement avantageuse dans le cylindre chaud. Elle permet de rapidement compléter le réchauffement du fluide introduit, si c'est encore nécessaire, et de maintenir ce fluide à température lors de sa détente dans le cylindre. La paroi 21 étant 35 maintenue chaude, elle sert de dispositif de chauffage pour le fluide actif 2913460 - 12 dans le cylindre, et le rapide tourbillon, à l'écoulement particulièrement turbulent, créé par la culasse selon l'invention le long de la paroi 21, permet un échange thermique rapide, qui atténue efficacement l'inertie naturelle des moteurs de type Stirling. 5 On va maintenant décrire, en référence aux figures 5,6 et 10, deux moteurs selon l'invention, reprenant les dispositions des figures 2 et 3. Dans les deux configurations, le nombre d'unités motrices est doublé par rapport à la représentation schématique des figures 2 et 3, c'est-à-dire qu'il y a huit unités motrices 1A-1D. Chacune est illustrée par un cercle 10 symbolisant un cylindre vu selon son axe principal. Pour chaque unité motrice, il existe une unité jumelle ayant la même phase, les deux formant une paire. Chaque unité motrice est accouplée mécaniquement avec l'unité motrice de la même paire. Un exemple d'accouplement est donné par la figure 10, dans laquelle les tiges 42 des pistons de la paire sont reliées 15 entre elles par une entretoise 44. Cette entretoise 44 permet une liaison sensiblement rigide des deux tiges 42 ce qui a l'avantage d'éviter la rotation d'un piston dans son unité respective et diminue donc les frottements. En outre, l'entraînement d'un arbre moteur par une liaison avec l'entretoise a l'avantage de la symétrie et limite les déformations sur 20 les pistons, et les frottements parasites qui en résultent. L'entretoise et les tiges de pistons forment ainsi une architecture en forme de "H". L'utilisation de deux unités de volume simple plutôt qu'une seule de volume double a l'avantage de conserver la faible inertie thermique des unités motrices. En effet, notamment en ce qui concerne le transfert 25 thermique le long de la paroi latérale 21 des cylindres 2, il ne varie qu'avec la surface, c'est à dire le carré, alors que le volume du fluide à traiter augmente selon le cube des dimensions des unités motrices. Ceci conduirait donc àune perte d'efficacité du transfert thermique à mesure que l'on augmenterait les dimensions d'une unité. En conséquence, la vitesse du moteur et son efficacité en seraient diminuées. Dans la configuration de la figure 5, le moteur 10 est symétrique de part et d'autre d'un plan P10, c'est-à-dire qu'il comprend côté à côte, deux ensembles moteurs tels qu'illustré au figures 2,3, les unités respectives étant accouplées au travers du plan P10. - 13 Dans la configuration de la figure 6, les unités sont disposées "en cercle" autour d'un axe X10, c'est-à-dire que leurs axes principaux sont portés par un cylindre d'axe X10. Chaque paire 1A,1A-1D,1D est disposée à 90 de ses voisines immédiates autour de l'axe X10. The diffuser further comprises diffusion channels 37 regularly spaced around the periphery of the diffuser 32. In the example illustrated, the channels have the shape of conduits opening on either side of the diffuser 32, and putting in communication on the one hand the diffusion space, through the outer wall 35 of the diffuser with the other active volume 51, through an inner wall 38 of the diffuser 32. the inner wall 38 of the diffuser defines between it and the head 41 In the illustrated example, the inner wall 38 is substantially square and perpendicular to the main axis Xl. In the illustrated example of yoke 3, each diffusion channel 37 forms with the direction D1 of the main axis X1 an angle A37, preferably between 10 and 30. The number of diffusion channels is advantageously between 30 and 50, regularly distributed at the periphery of the diffuser. Such a cylinder head arrangement makes it possible to create along the side wall 21 of the cylinder 2 a vortex with the active fluid admitted into the cylinder 2. This arrangement is particularly advantageous in the hot cylinder. It makes it possible to rapidly complete the heating of the fluid introduced, if it is still necessary, and to maintain this fluid at a temperature during its expansion in the cylinder. The wall 21 being kept hot, it serves as a heating device for the active fluid 2913460-12 in the cylinder, and the fast vortex, with the particularly turbulent flow, created by the yoke according to the invention along the wall 21, allows a fast heat exchange, which effectively mitigates the natural inertia of Stirling engines. With reference to FIGS. 5, 6 and 10, two motors according to the invention will now be described, taking again the dispositions of FIGS. 2 and 3. In both configurations, the number of motor units is doubled compared to the representation. schematic of Figures 2 and 3, that is to say that there are eight motor units 1A-1D. Each is illustrated by a circle 10 symbolizing a cylinder seen along its main axis. For each motor unit, there is a twin unit with the same phase, both of which form a pair. Each motor unit is mechanically coupled with the power unit of the same pair. An example of coupling is given in FIG. 10, in which the rods 42 of the pistons of the pair are interconnected by a spacer 44. This spacer 44 allows a substantially rigid connection of the two rods 42 which has the advantage to avoid the rotation of a piston in its respective unit and thus decreases the friction. In addition, driving a motor shaft through a connection with the spacer has the advantage of symmetry and limits the deformations on the pistons, and the resulting parasitic friction. The spacer and the piston rods thus form an "H" shaped architecture. The use of two units of single volume rather than one of dual volume has the advantage of maintaining the low thermal inertia of the motor units. Indeed, particularly as regards the thermal transfer along the side wall 21 of the cylinders 2, it varies only with the surface, ie the square, while the volume of the fluid to be treated increases according to the cube of the dimensions of the motor units. This would lead to a loss of heat transfer efficiency as the size of a unit is increased. As a result, the speed of the engine and its efficiency would be reduced. In the configuration of Figure 5, the motor 10 is symmetrical on both sides of a plane P10, that is to say it comprises side by side, two motor assemblies as shown in Figures 2 , 3, the respective units being coupled through the plane P10. In the configuration of FIG. 6, the units are arranged "in a circle" around an axis X10, that is to say that their main axes are carried by a cylinder of axis X10. Each pair 1A, 1A-1D, 1D is arranged at 90 of its immediate neighbors around the axis X10.

Les figures 7 à 9 décrivent des dispositions particulières pour un régénérateur selon l'invention, particulièrement adapté à l'utilisation dans un moteur Stirling, notamment un de ceux décrits en référence aux figures précédentes. Ainsi, un régénérateur selon l'invention, comprend avantageusement des éléments disposés en formation serrée et aptes à absorber et restituer rapidement la chaleur d'un fluide dans le flux duquel ils sont disposés. Les éléments sont ainsi de préférence choisis métalliques. Dans l'exemple décrit, les éléments sont tous identiques entre eux, de forme allongée, avec une zone centrale sensiblement cylindrique de longueur L9 et de diamètre D9 et des extrémités hémisphériques de diamètre D9, comme particulièrement illustré à la figure 8, où un élément 9 est représenté de profil. Les éléments sont avantageusement fabriqués et regroupés sous forme de plaques 91 formant une matrice d'éléments. Ainsi, au coeur de chaque plaque 91 chaque élément est en contact avec quatre de ses voisins, le long de quatre génératrices de sa zone centrale. Un passage pour le fluide est formé entre chaque quatre éléments voisins. Dans le régénérateur 82, les éléments sont disposés de sorte que leur allongement soit parallèle à la direction F de déplacement du fluide dans le générateur. En outre, de nombreuses plaques sont disposées les unes contre les autres, chacune en quinconce avec ses voisines immédiates, comme particulièrement illustré à la figure 9, où les éléments 9 sont vus de face. On note qu'un bon fonctionnement du régénérateur est obtenu lorsque L9=1,5xD9. Les dimensions optimales des éléments varient cependant en fonction du fluide utilisé. Un fluide particulièrement avantageux pour le fonctionnement d'un moteur selon l'invention a un nombre atomique le plus faible possible. L'étanchéité étant plus difficilement maintenue avec de l'hydrogène on préfère utiliser de l'hélium. Ainsi, pour l'hélium, on choisira de préférence D9 entre 3mm et 4mm et L9 entre 4,5 et 6mm, en respectant sensiblement la proportion L9=1,5xD9. - 14 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, plutôt que des conduits, les canaux de diffusion peuvent être formés à la fois de rainures dans la périphérie du diffuseur et de la paroi latérale du cylindre. De tels moteurs, peuvent avantageusement être utilisés pour la propulsion de navires, notamment nucléaires. Ils sont notamment utilisés dans des sous-marins, leur mode de fonctionnement silencieux étant particulièrement adapté à une utilisation militaire. En outre, les moteurs Stirling peuvent être utilisés pour la production d'énergie électrique à partir de combustibles peu nobles, tels que le charbon, les déchets commerciaux et agricoles ainsi que la biomasse, par exemple du bois ou un carburant d'origine végétale. Une telle production est particulièrement adaptée à un domaine de puissance allant de 0,5kWe à 1MWe. Dans le cas de l'architecture en "H" décrite en référence à la figure 10, celle-ci peut être remplacée par une architecture de moteur en "double U", c'est-à-dire que le cylindre chaud et le cylindre froid d'une même unité motrice ne sont pas liés entre eux par une même tige de piston, une demi-tige de piston y étant affectée à chaque cylindre. Chaque demi-tige de piston est alors reliée à celle du cylindre jumeau de l'unité jumelle par une entretoise respective. L'entretoise reliant les cylindres chauds jumeaux et celle reliant les cylindres froids jumeaux peuvent être reliées entre elles fonctionnellement, directement ou indirectement. Une telle architecture en "double U" permet notamment de séparer plus encore la partie froide de la partie chaude d'un moteur, et limiter ainsi les inconvénients liés aux déformations différentielles entre ces deux parties. Dans le cas d'une architecture en "H" ou en "double U", il peut aussi être prévu de relier entre elles les tiges des pistons moteurs jumeaux plutôt que celles des pistons déplaceurs. On notera particulièrement qu'une unité motrice telle qu'illustrée à la figure 1 est adaptée a être utilisée dans des moteurs Stirling de type "Bêta" ou "Gamma". - 15 Les deux cylindres, chaud et froid, d'une même unité motrice ne sont pas nécessairement coaxiaux selon l'axe principal décrit dans les exemples, en référence aux figures. Il peut par exemple être prévu, tout en conservant un déphasage de 180 entre les cylindres d'une même unité, que ces deux cylindres puissent être disposés selon deux axes distincts, de préférence parallèles. Un dispositif de transmission adapté des efforts et du mouvement peut alors être prévu, en remplacement de la tige de piston rigide, entre les demi pistons respectifs de chacun des cylindres, et les cylindres être disposés côte à côte.10 Figures 7 to 9 describe particular arrangements for a regenerator according to the invention, particularly suitable for use in a Stirling engine, including one of those described with reference to the previous figures. Thus, a regenerator according to the invention advantageously comprises elements arranged in tight formation and able to absorb and quickly restore the heat of a fluid in the flow of which they are arranged. The elements are thus preferably chosen from metal. In the example described, the elements are all identical to each other, of elongated shape, with a substantially cylindrical central zone of length L9 and of diameter D9 and hemispherical ends of diameter D9, as particularly illustrated in FIG. 8, where an element 9 is shown in profile. The elements are advantageously manufactured and grouped in the form of plates 91 forming a matrix of elements. Thus, in the heart of each plate 91 each element is in contact with four of its neighbors, along four generators of its central zone. A passage for the fluid is formed between each four neighboring elements. In the regenerator 82, the elements are arranged so that their elongation is parallel to the direction F of displacement of the fluid in the generator. In addition, many plates are arranged against each other, each staggered with its immediate neighbors, as particularly illustrated in Figure 9, where the elements 9 are seen from the front. It is noted that a good regenerator operation is obtained when L9 = 1.5xD9. The optimal dimensions of the elements however vary depending on the fluid used. A particularly advantageous fluid for the operation of an engine according to the invention has the lowest atomic number possible. Since sealing is more difficult to maintain with hydrogen, it is preferable to use helium. Thus, for helium, D9 will preferably be chosen between 3mm and 4mm and L9 between 4.5 and 6mm, substantially respecting the proportion L9 = 1.5xD9. Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. Thus, for example, rather than ducts, the diffusion channels may be formed both of grooves in the periphery of the diffuser and the side wall of the cylinder. Such engines can advantageously be used for the propulsion of ships, in particular nuclear. They are particularly used in submarines, their silent mode of operation being particularly suitable for military use. In addition, Stirling engines can be used for the production of electrical energy from low-grade fuels, such as coal, commercial and agricultural wastes, and biomass, such as wood or vegetable fuel. Such production is particularly suited to a power range of 0.5kWe to 1MWe. In the case of the "H" architecture described with reference to FIG. 10, this can be replaced by a "double U" motor architecture, that is to say that the hot cylinder and the cylinder The cold of the same power unit are not interconnected by the same piston rod, a piston rod half being assigned to each cylinder. Each piston rod half is then connected to that of the twin cylinder of the twin unit by a respective spacer. The spacer connecting the twin hot cylinders and the one connecting the twin cold cylinders can be interconnected functionally, directly or indirectly. Such an architecture in "double U" allows in particular to further separate the cold part of the hot part of a motor, and thus limit the disadvantages associated with the differential deformations between these two parts. In the case of an architecture in "H" or "double U", it can also be expected to connect together the rods of the twin engine pistons rather than those of the displacer pistons. It will be particularly noted that a power unit as illustrated in Figure 1 is suitable for use in Stirling engines of type "Beta" or "Gamma". The two cylinders, hot and cold, of the same motor unit are not necessarily coaxial along the principal axis described in the examples, with reference to the figures. It can for example be provided, while maintaining a phase shift of 180 between the cylinders of the same unit, that these two cylinders can be arranged along two separate axes, preferably parallel. A suitable transmission device of the forces and movement can then be provided, replacing the rigid piston rod, between the respective half pistons of each of the cylinders, and the cylinders are arranged side by side.

Claims

1. Cylinder head (3), in particular for a Stirling-type engine (10), designed to diffuse a fluid, admitted through said cylinder head, along the side wall (21) inside a cylinder (2). ) equipped with said cylinder head.

2. Cylinder head according to claim 1, characterized in that it is designed to form a vortex with the fluid in said cylinder. 10

3. Cylinder head according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a plug (21) and a diffuser (32) both in peripheral engagement with the cylinder (2), the plug being pierced with a hole (33). ) for the admission, and possibly the escape of the fluid, the diffuser 15 being disposed internally to the cylinder relative to the cap and further comprising diffusion channels (37) for the diffusion of the fluid admitted into the cylinder, from a space of diffusion formed between said plug and said diffuser, into the corresponding active volume (51). 20

4. Cylinder head according to claim 3, characterized in that the diffusion channels are arranged substantially parallel to and in proximity to the side wall (21). 25

5. Cylinder head according to claim 3 or 4, characterized in that the diffusion channels are inclined relative to a main axis (X1) of the cylinder (2) preferably at an angle (A37) between 10 and 30.

6. Cylinder head according to one of claims 3 to 5, characterized in that the diffusion space is formed between an inner surface (34) of the cap (31) and an outer complementary surface (35) of the diffuser (32). the inner surface (34) receding in a recessed form as it moves away from the orifice (33) in accordance with the outer surface (35) which forms a crown relief (36) which comes opposite the orifice (33) of the plug.

A power unit (1) for a Stirling type engine (10), characterized in that it comprises a hot cylinder (2X) for receiving a dilated active fluid and a cold cylinder (2Y) for receiving a contracted active fluid, said cylinders being coaxial and thermally insulated from each other, each cylinder being equipped with a cylinder head according to one of claims 1 to 6, said power unit further comprising a double piston (4) comprising two heads (41) slidably arranged along a main axis (X1) of said unit, each in a respective cylinder (2), the two heads being interconnected by a piston rod (42), an active volume (51) for receiving the fluid active being defined in each cylinder, between a cylinder head (3) and said respective piston head, and a passive volume (52) being defined in the cylinder, on the other side of said respective piston head.

8. Motor unit (1) according to claim 7, characterized in that it comprises means for maintaining the temperature of the side wall of said cylinder.

9. Stirling engine (10) comprising at least one yoke according to one of claims 1 to 6. 1.0. Stirling engine (10) comprising at least one power unit according to claim 7 or 8.