FR2966207A1 - Dispositif permettant de fournir l'energie thermique a un gaz utilise par un moteur pneumatique en circuit ferme. (applicable aux moteurs a energie basse temperature) - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif permettant de fournir l'énergie thermique à un gaz utilisé par un moteur pneumatique en circuit fermé. (Applicable aux moteurs à énergie basse température). Il est constitué soit d'un dispositif à réservoirs de réchauffeur et d'un réservoir de stockage, soit d'un dispositif à éléments tuyères. Le circuit primaire des deux dispositifs provient d'un moteur pneumatique. Le circuit secondaire, permettant le réchauffage du dispositif, provient d'un réchauffeur (type échangeur à plaques) utilisant l'énergie thermique de l'environnement. Le dispositif, selon l'invention, est particulièrement destiné au transfert de l'énergie thermique de l'environnement au gaz provenant de moteurs pneumatiques.

Description

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La présente invention concerne un dispositif permettant de fournir l'énergie thermique à un gaz utilisé par un moteur pneumatique en circuit fermé. (Applicable aux moteurs à énergie basse température). Le dispositif, selon l'invention, est particulièrement destiné au transfert de l'énergie thermique de l'environnement au gaz provenant de moteurs pneumatiques, il comporte en effet selon une première caractéristique: 10 A son entrée, le gaz à basse pression et à basse température provenant du moteur pneumatique associé.

A sa sortie, ce gaz est amené progressivement à haute pression et à 15 température ambiante afin de lui redonner son énergie thermique élevée. Selon des modes particuliers de réalisation et selon des applications particulières 20 Le dispositif est constitué de cinq réservoirs de réchauffeur en matériau isolant à très faible capacité thermique et un réservoir de stockage à température ambiante. Chacun de ces réservoirs est constitué de deux circuits séparés par un matériau à très faible capacité thermique et très haute 25 conductivité thermique : un circuit primaire où circulent le gaz provenant d'un moteur pneumatique, et un circuit secondaire servant à la circulation du gaz de réchauffage. Les cinq réservoirs de réchauffeur sont remplis consécutivement, via le circuit primaire, par un gaz provenant d'un moteur pneumatique. Chacun de 30 ces réservoirs suit le cycle suivant :

Etape 1- Le réservoir est à haute pression et à haute température au début de cette étape (température et pression égales à celles du réservoir de stockage). Le réservoir est refroidi en réchauffant le réservoir à l'étape 3. L'abaissement 35 de la température de ce réservoir est deux fois plus important que l'élévation de température du réservoir à l'étape 3.

Etape2- Le réservoir (préalablement refroidi) est rempli par un gaz sortant d'un moteur pneumatique et propulsé par une pompe. A la fin de ce 40 remplissage, la quantité de gaz dans ce réservoir a été doublée. Ce gaz arrivant à sa température de liquéfaction, la température de ce réservoir est à nouveau abaissée.5 Etape3- Le réservoir est préchauffé en refroidissant le réservoir à l'étape 1. L'élévation de température de ce réservoir est deux fois plus faible que l'abaissement de température du réservoir à l'étape 1.

Etape4- Le réchauffage du réservoir est effectué à la température ambiante. La vidange du réservoir se fait progressivement dans le réservoir de stockage, dès que la pression du gaz présent dans le réservoir est légèrement supérieure à la pression du gaz présent dans le réservoir de stockage. La vidange commence avant que le gaz présent dans le réservoir n'atteigne la température ambiante (Si le réservoir ne se vidait que lorsqu'il n'atteignait la température ambiante,la pression du gaz présent dans celui-ci serait deux fois plus élevée que celle du gaz présent dans le réservoir de stockage). La durée de cette étape est le double de celle des autres étapes. Ceci implique 15 la nécessité d'avoir cinq réservoirs dont deux en étape 4.

Le réservoir de stockage est maintenu en permanence à la température ambiante. C'est de ce réservoir de stockage que le gaz est envoyé à un moteur pneumatique. Chauffage des différents éléments - Chauffage de ces différents éléments : il est réalisé à partir d'un circuit secondaire de chauffage parcouru en générale par le même 25 type de gaz que celui du monteur. - Les circuits secondaires des réservoirs à l'étape 1 et 3 sont réunis entre eux et le gaz de ces circuits est accéléré par une pompe. - Les circuits secondaires des réservoirs à l'étape 4 et celui du réservoir de stockage sont raccordés à un réchauffeur 30 (généralement échangeur à plaques). Ce réchauffeur porte le gaz du circuit secondaire à la température ambiante. - La vitesse de circulation du gaz des circuits secondaires utilisant l'échangeur permet de régler (ou asservir)la puissance d'un moteur pneumatique. 35 - L'entrée du circuit primaire du réservoir à l'étape 2 est raccordée à la sortie de l'accélérateur d'un moteur pneumatique. - La sortie du circuit primaire du réservoir à l'étape 4 est raccordée à l'entrée du réservoir de stockage. - La sortie du réchauffeur est raccordée à l'entrée du circuit 40 secondaire du réservoir à l'étape 4 et du réservoir de stockage. - L'entrée du réchauffeur est raccordée à la sortie du circuit secondaire du réservoir à l'étape 4 et du réservoir de stockage.

20 Selon d'autres modes particuliers de réalisation et selon des` applications particulières Le dispositif est constitué d'éléments en matériau isolant à très faible capacité thermique et d'un réchauffeur (généralement échangeur à plaques). Chaque élément est constitué d'un circuit primaire et d'un circuit 10 secondaire séparés par un matériau à très faible capacité thermique et très haute conductivité thermique. - Le circuit primaire dans lequel passe le gaz du moteur est une tuyère. - Le circuit secondaire réchauffe la tuyère par un gaz du même type 15 que celui du moteur pneumatique. Les éléments sont assemblés par l'intermédiaire d'un isolant thermique. - Le réchauffeur amène le gaz du circuit secondaire à la température ambiante. 20 - Une pompe est associée au circuit secondaire afin de réguler son débit pour l'asservissement du moteur pneumatique qui lui est associe. - Le système de tuyère est utilisé pour une augmentation de la pression du gaz. 25 - Le gaz provenant du moteur à l'entrée du dispositif, dans le circuit primaire, est accéléré afin de pouvoir utiliser les caractéristiques de la tuyère ( de l'ordre de 55m/s minimum). Le gaz à la sortie du dispositif est envoyé au moteur. La pression du gaz à l'entrée du dispositif est faible et est élevée à 30 sa sortie par l'action des tuyères. - La température du gaz à l'entrée du dispositif est faible et est élevée à sa sortie par l'action du circuit secondaire.

35 Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné: A fournir l'énergie thermique des moteurs thermo-mécanique à circuit fermé en permettant au gaz d'entrer à basse pression et de sortir à haute 40 pression. 15

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1- Le dispositif est caractérisé par son entrée à basse pression et sa sortie à haute pression.
2. 2- Le dispositif est caractérisé par son entrée à basse température et sa sortie à haute température.
3. 3- Le dispositif est caractérisé par son réchauffeur (généralement échangeur à 10 plaques) qui capte l'énergie thermique dans son environnement et alimente le circuit secondaire des éléments de chauffage de gaz.
4. 4- Le dispositif est caractérisé par son alimentation en énergie puisée dans son environnement ambiant(air, milieu aquatique...).
5. 5- Le dispositif est caractérisé par la commande du débit de gaz dans le circuit secondaire pour l'asservissement du moiteur pneumatique qui lui est associé. 20