FR2964695A1

FR2964695A1 - Electrical or mechanical energy producing device for use as solar energy reserve for e.g. motive application, has pump producing hot source in condenser and cold source in evaporator, where sources are utilized by motor to produce energy

Info

Publication number: FR2964695A1
Application number: FR1003635A
Authority: FR
Inventors: Philibert Mazille
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2012-03-16

Abstract

The device has a heat pump e.g. air-air heat pump, for producing a hot source in a condenser (3) and a cold source in an evaporator (8), where the hot source and the cold source are utilized by a constant pressure motor for producing electrical or mechanical energy. The constant pressure motor includes a heat exchanger (13) for heating gas e.g. propane, compressed in a circuit of the constant pressure motor, through ambient air ventilation.

Description

-1- La présente invention concerne un dispositif pour obtenir des énergies mécanique, électrique et autres à partir du potentiel calorifique de l'air atmosphérique par rapport au zéro absolu. The present invention relates to a device for obtaining mechanical, electrical and other energies from the heat potential of atmospheric air relative to absolute zero.

Les énergies sont actuellement obtenues par la houille blanche suivant le débit des fleuves, par le soleil quand il se fait voir, par les éoliennes quand il y a du vent, par l'énergie atomique avec tous ses risques, par la combustion avec toute sa pollution ...etc. Chacun de ces cas présente un inconvénient. Mais il est possible de réaliser un générateur électromécanique qui évite tous ces inconvénients et qui soit parfaitement régulier dans sa production . jour, nuit, froid, chaud, calme ou venté, pôles ou équateur, sur terre ou sur mer, tout l'indiffère, et sans aucune surface de captage. The energies are currently obtained by the white coal following the flow of the rivers, by the sun when it is seen, by wind turbines when there is wind, by the atomic energy with all its risks, by the combustion with all its pollution ... etc. Each of these cases has a disadvantage. But it is possible to make an electromechanical generator that avoids all these disadvantages and is perfectly regular in its production. day, night, cold, hot, calm or windy, poles or equator, on land or sea, all indifferent, and without any catchment area.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier à tous ces inconvénients par une production continue d'énergie soit mécanique, soit électrique ou autres, sans aucun danger ni pollution et indépendamment de tous phénomènes atmosphériques. Il comporte en effet selon une première caractéristique, le mariage d'une pompe à chaleur avec un moteur à gaz à pression constante, genre cylindre et distribution d'un cylindre de locomotive à vapeur, ou tout autre genre de moteur de style stirling, manson, ou autres. Dans le cas présent, les fluides véhiculés sont : dans la pompe à chaleur de l'ammoniac et dans le moteur à gaz du propane. Dans la pompe à chaleur le fluide passe de l'état gazeux à l'état liquide et vice versa en cours de fonctionnement, tandis que dans le moteur le gaz reste gazeux en permanence. The device according to the invention overcomes all these drawbacks by a continuous production of energy is mechanical, electrical or other, without any danger or pollution and independently of all atmospheric phenomena. It comprises in fact according to a first feature, the marriage of a heat pump with a gas engine constant pressure, like cylinder and distribution of a steam locomotive cylinder, or any other kind of stirling style engine, manson , or others. In this case, the fluids conveyed are: in the ammonia heat pump and in the propane gas engine. In the heat pump the fluid changes from the gaseous state to the liquid state and vice versa during operation, while in the engine the gas remains gaseous at all times.

Le circuit moteur est constitué par un compresseur qui envoie les gaz après compression, dans le condenseur de la pompe à chaleur ou ils se réchauffent. Puis ces gaz passent dans un brûleur ou ils se surchauffent puis dans le moteur à pression constante ou ils travaillent par détente. Ils circulent alors dans un échangeur thermique où ils cèdent leurs calories résiduelles aux gaz nouvellement comprimés, et circulent dans l'évaporateur de la pompe à chaleur où ils se refroidissent avant d'être à nouveau comprimés. Ils subissent alors une légère -2- élévation de température en recevant les calories résiduelles des gaz après travail. C'est alors qu'ils circulent dans un radiateur où ils sont chauffés à la température ambiante par ventilation de l'air atmosphérique, qui subit alors une baisse de sa température et fournit une élévation du potentiel énergétique du système. Ces gaz restent gazeux dans tout leur circuit sans jamais se liquéfier. La température de vaporisation est rabaissée par l'utilisation de compresseurs poly- étagés dans la pompe à chaleur. The motor circuit consists of a compressor that sends the gases after compression into the condenser of the heat pump where they heat up. Then these gases pass into a burner or they overheat then in the constant pressure motor or they work by relaxation. They then circulate in a heat exchanger where they give up their residual calories to newly compressed gases, and circulate in the evaporator of the heat pump where they cool before being compressed again. They then undergo a slight temperature rise by receiving the residual calories from the gases after work. It is then that they circulate in a radiator where they are heated to room temperature by ventilation of the atmospheric air, which then undergoes a drop in its temperature and provides a rise in the energy potential of the system. These gases remain gaseous throughout their circuit without ever liquefying. The vaporization temperature is lowered by the use of multistage compressors in the heat pump.

L'énergie calorifique potentielle de l'air atmosphérique que nous respirons à la température ambiante, est énorme par rapport à ce qu'elle est au zéro absolu, zéro degré Kelvin soit moins 273 degrés centigrades. Ce potentiel calorifique est une des plus grande réserve d'énergie solaire que nous ayons. Mais jusqu'à présent on n'a pas pu en capter directement les effets car l'ambiance n'est faite que d'une température et non de deux qui physiquement sont nécessaires pour le fonctionnement d'un moteur. Dans la présente invention c'est le rôle de la pompe à chaleur de créer à partir de la température ambiante : deux ambiances à températures différentes, soit une chaude et une froide et ce avec des rendements toujours très élevés. A partir de ces sources froide et chaude un moteur à pression constante : compression, réchauffement, détente fournit de l'énergie que le système pompe à chaleur -moteur à pression constante prélève dans l'air ambiant sous forme calorifique, par abaissement de la température de cet air ambiant. A noter l'extraordinaire rendement des pompes à chaleur qui peut dépasser les milles pour cent dans ses changements d'état du fluide : condensation, évaporation. Cette énergie est produite aussi bien la nuit que le jour, aussi bien à l'équateur qu'aux pôles, aussi bien en été qu'en hiver, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur -.etc, Le moteur ne s'arrêtera que placé dans le vide terrestre ou sidéral. La seule condition de fonctionnement de cet ensemble : pompe à chaleur-moteur, est qu'il soit placé dans une ambiance gazeuse. Placé dans l'atmosphère terrestre, une fois démarré, il ne s'arrêtera jamais sauf incident mécanique. -3- Dans le moteur à pression constante le propane est comprimé à une pression réduite pré-déterminée et comme il a un rapport Cp/Cv faible il ne s'échauffera que peu à la compression. Aspiré par évaporation dans un évaporateur étanche, sa température reste négative, à une température prédéterminée. A sa sortie de compression il traverse en premier lieu un échangeur thermique où il récupère la chaleur résiduelle des gaz après travail, puis un deuxième échangeur thermique où il est chauffé par ventilation d'air ambiant : c'est là, sa deuxième caractéristique. Circulant après par canalisations dans le condenseur étanche de la pompe à chaleur, sa température sera portée à celle du fluide chaud de la pompe à chaleur. Pour obtenir une puissance instantanée ou permanente plus importante il passe alors dans un brûleur, pour augmenter encore sa température, puis dans un moteur à pression constante pour produire son travail. A sa sortie du moteur, il passe dans l'échangeur thermique cité plus haut, et cette fois pour transférer ses calories résiduelles aux gaz sortant du compresseur. Après quoi il pénètre lui même dans le compresseur. Ainsi constitué ce circuit permet au gaz actif le propane, d'être comprimé à de basse température et de travailler à des températures plus élevées. La puissance obtenue est égale à la différence de ces deux valeurs : puissance motrice moins puissance de compression. Et une grande partie de son élévation de température sera obtenue par refroidissement de l'air ambiant, donc gratuitement, et en bénéficiant du très haut rendement de la pompe à chaleur. The potential heat energy of the atmospheric air we breathe at room temperature is enormous compared to absolute zero, zero degrees Kelvin, minus 273 degrees centigrade. This calorific potential is one of the largest reserves of solar energy we have. But so far we could not capture the effects directly because the atmosphere is made only of a temperature and not two that are physically necessary for the operation of a motor. In the present invention it is the role of the heat pump to create from the ambient temperature: two environments at different temperatures, a hot and a cold and with yields always very high. From these cold and hot sources a constant pressure motor: compression, heating, expansion provides energy that the heat pump system - constant pressure motor takes in the ambient air in heat form, by lowering the temperature of this ambient air. Note the extraordinary performance of heat pumps that can exceed thousand percent in its changes in fluid state: condensation, evaporation. This energy is produced both at night and during the day, both at the equator and at the poles, both in summer and winter, both indoors and outdoors -.etc, The motor will only stop in the earthly or sidereal emptiness. The only condition of operation of this set: heat pump-motor, is that it is placed in a gaseous atmosphere. Placed in the terrestrial atmosphere, once started, it will never stop unless mechanical incident. In the constant pressure engine propane is compressed to a pre-determined reduced pressure and as it has a low Cp / Cv ratio it will heat up only slightly to compression. Drawn by evaporation in a sealed evaporator, its temperature remains negative, at a predetermined temperature. At its compression outlet, it first passes through a heat exchanger where it recovers residual heat from the gases after work, then a second heat exchanger where it is heated by ventilation of ambient air: this is its second characteristic. Circulating after piping in the sealed condenser of the heat pump, its temperature will be brought to that of the hot fluid of the heat pump. To obtain a higher instantaneous or permanent power, it then passes into a burner, to increase its temperature further, and then into a constant pressure motor to produce its work. When it leaves the engine, it goes into the heat exchanger mentioned above, and this time to transfer its residual calories to the gases leaving the compressor. After which he enters the compressor himself. Thus constituted this circuit allows the active gas propane, to be compressed at low temperature and to work at higher temperatures. The power obtained is equal to the difference of these two values: motive power less power of compression. And much of its temperature rise will be achieved by cooling the ambient air, so for free, and benefiting from the very high efficiency of the heat pump.

Selon des modes particuliers de réalisations : La pompe à chaleur peut comporter un compresseur poly étagé en lieu et place du mono étagé. Le gaz ammoniac qui circule dans la pompe à chaleur peut être remplacé par du gaz carbonique ou tout autre fluide. Le gaz dans le moteur à pression constante peut être du propane ou tout autre gaz non liquéfiable aux températures et pressions de fonctionnement. La nature des gaz utilisés peut varier suivant la température de l'ambiance de fonctionnement. Les ensembles : moteur, compresseurs, générateur, peuvent -4- être séparés au lieu d'être monobloc. Le brûleur peut être supprimé ainsi que l'échangeur thermique situé à la sortie du compresseur. Le groupe moto compresseur peut être du type à piston, à vis, avec turbine ou autres procédés connus. Le moteur à gaz peut être de n'importe quel type. Les compresseurs de la pompe à chaleur et du gaz actif au circuit moteur peuvent être mono ou poly étagés. Les deux échangeurs thermiques à la rentrée et à la sortie du moteur peuvent être supprimés. Les échanges thermiques dans le condenseur et l'évaporateur de la pompe à chaleur, avec les gaz du moteur à pression constante peuvent se faire de circuit fermé à circuit fermé par l'intermédiaire du liquide caloporteur placé à l'intérieur du condenseur et séparément de l'évaporateur ou à distance de chacun de ces appareils. On peut utiliser une pompe à chaleur : air-air, air-eau ou eau-eau et adapter les échangeurs thermiques . According to particular embodiments: The heat pump may include a poly stage compressor instead of the single stage. The ammonia gas circulating in the heat pump can be replaced by carbon dioxide or any other fluid. The gas in the constant pressure engine may be propane or any other non-liquefiable gas at operating temperatures and pressures. The nature of the gases used may vary according to the temperature of the operating environment. The sets: motor, compressors, generator, can be separated from each other instead of being monoblock. The burner can be removed as well as the heat exchanger located at the outlet of the compressor. The motorcycle compressor unit may be of the piston type, screw, turbine or other known methods. The gas engine can be of any type. The compressors of the heat pump and the active gas in the motor circuit can be single or multi-stage. Both heat exchangers at the in and out of the engine can be removed. Heat exchanges in the condenser and evaporator of the heat pump, with the constant pressure engine gases can be closed circuit closed circuit via the heat transfer liquid placed inside the condenser and separately from evaporator or remote from each of these devices. One can use a heat pump: air-air, air-water or water-water and adapt the heat exchangers.

Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente le schéma du dispositif de l'invention. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents the diagram of the device of the invention.

En référence à ces dessins, le dispositif comporte une pompe à chaleur constituée par : - un groupe moto-compresseur (1) un condenseur (3), un évaporateur (6), un régulateur de débit (5) : capillaire ou autres connu, ainsi que tous les appareils de régulation propre à une pompe à chaleur et non représentés sur la figure, - un moteur à pression constante constitué par : un compresseur (25) , un échangeur {13) pour la récupération des calories résiduelles après travail dans le moteur, ensemble d'échange thermique (14) où les gaz comprimés sont préchauffés par ventilation d'air non représenté sur la figure 1, un thermique (6) à l'intérieur de l'évaporateur (8). Les gaz circulant dans ce circuit sont constitués par du propane. Sur la figure 1, les moteurs, compresseurs, générateurs, sont représentés en monobloc avec axe commun. -5- En fonctionnement, la pompe à chaleur produit une différence de température entre l'évaporateur (13) et le condenseur (3). Ces températures sont transférées par échange thermique de la pompe à chaleur aux gaz du circuit du moteur, dans le sens de refroidissement des gaz passant en (6) et réchauffement de ces mêmes gaz passant en (4). Compression en température basse et travail en température plus élevée, nous permet de sortir une énergie mécanique. With reference to these drawings, the device comprises a heat pump constituted by: - a motor-compressor unit (1) a condenser (3), an evaporator (6), a flow regulator (5): capillary or other known, as well as all the control devices specific to a heat pump and not shown in the figure, - a constant pressure motor constituted by: a compressor (25), an exchanger (13) for recovering the residual calories after working in the motor, heat exchange assembly (14) wherein the compressed gases are preheated by air ventilation not shown in Figure 1, a thermal (6) inside the evaporator (8). The gases flowing in this circuit consist of propane. In Figure 1, the motors, compressors, generators are shown in one piece with common axis. In operation, the heat pump produces a temperature difference between the evaporator (13) and the condenser (3). These temperatures are transferred by heat exchange of the heat pump to the engine circuit gases, in the cooling direction of the gas passing in (6) and heating of these same gases passing in (4). Compression in low temperature and work in higher temperature, allows us to release mechanical energy.

Selon une variante non illustrée, le compresseur mono ou poly étagé de la pompe à chaleur peut être remplacé par plusieurs pompes à chaleurs identiques ou différentes, placées en parallèle et agissant en série sur la température des gaz du moteur à pression constante. According to a variant not illustrated, the single or multistage compressor of the heat pump can be replaced by several heat pumps identical or different, placed in parallel and acting in series on the temperature of the engine gas at constant pressure.

A titre d'exemple non limitatif, si l'on régule la température d'aspiration de la pompe à chaleur à moins 70°C et sa température de refoulement au condenseur à plus 60 °C, cette pompe à chaleur aura un rendement théorique de 584 % et le moteur à pression constante aura un rendement de Carnot de 39,04 Ce qui nous donnera un rendement global de 228,10 % supérieur à l'unité par rapport à la puissance consommée par le moteur de la pompe à chaleur, parce que nous avons extrait de l'énergie calorifique de l'air atmosphérique ambiant : énergie emmagasinée par le soleil. A tenir compte de la puissance nécessaire à l'entraînement du compresseur du moteur à pression constante et de tous les rendements mécaniques. By way of nonlimiting example, if the heat pump suction temperature is regulated at minus 70 ° C. and its discharge temperature at the condenser at plus 60 ° C., this heat pump will have a theoretical yield of 584% and the constant pressure motor will have a Carnot efficiency of 39.04 which will give us an overall efficiency of 228.10% higher than the unit compared to the power consumed by the heat pump engine, because that we have extracted heat energy from ambient atmospheric air: energy stored by the sun. Take into account the power required to drive the compressor of the constant pressure motor and all mechanical efficiencies.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à produire de l'énergie mécanique et électrique avec toutes les applications que cela comporte : ménagé, transports terrestre, maritime, aérien, agrément individuel ...etc ...L'énergie n'est plus à économiser car elle est gratuite et non polluante.35 The device according to the invention is particularly intended to produce mechanical and electrical energy with all the applications that this entails: spared, land transport, maritime, air, individual approval ... etc ... Energy is not more to save because it is free and non-polluting.35

Claims

CLAIMS1) Device for producing mechanical or electrical energy characterized in that it comprises a marriage between a heat pump and a constant pressure motor.

2) Apparatus for producing mechanical or electrical energy according to claim 1 characterized in that it comprises a heat exchanger where the gas, newly compressed in the circuit of the motor at constant pressure, is heated by ventilation of ambient air .