FR2973841A1 - Conversion device for use in conversion installation positioned in e.g. desert to convert heat energy into mechanical energy, has mixing device mixing fluid that is in form of steam, with heat-transfer fluid to obtain dual-phase mixture - Google Patents

Conversion device for use in conversion installation positioned in e.g. desert to convert heat energy into mechanical energy, has mixing device mixing fluid that is in form of steam, with heat-transfer fluid to obtain dual-phase mixture Download PDF

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Abstract

The device has a chamber i.e. isothermal trough (202), whose first inlet is connected to a first outlet of a variable overheating one-way steam generator (201), and second inlet is connected to a heat-transfer fluid supply line (206). The line supplies heat-transfer fluid i.e. glycerol, that takes a path between the second inlet and a first outlet of the chamber. A mixing device (204) is connected to a second outlet of the chamber and a second outlet of the generator, and mixes thermodynamic fluid that is in the form of steam, with the heat-transfer fluid to obtain a dual-phase mixture.

Description

Installation de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique La présente invention concerne un convertisseur d'énergie cinétique à partir d'un jet formé d'un fluide caloporteur et un gaz à haute température, du type comprenant - au moins un injecteur du jet à partir d'au moins une source de fluide caloporteur 5 et de gaz à haute température, - une roue à action montée en rotation solidaire d'un arbre s'étendant selon un axe sensiblement perpendiculairement à l'injecteur, ladite roue comprenant une pluralité d'aubes asymétriques, le jet étant injecté sur lesdites aubes de sorte à entraîner l'arbre en rotation et à transformer l'énergie cinétique axiale du jet en énergie cinétique de rotation 10 de l'arbre , - une cuve entourant ladite roue à action, ladite cuve s'étendant sensiblement selon l'axe de la roue à action. L'invention concerne également une installation de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique comprenant un tel convertisseur. 15 L'invention est plus particulièrement orientée vers les installations dites « en site isolé » permettant de fournir de l'énergie électrique et de l'énergie thermique à partir de l'énergie solaire. De telles installations comprennent par exemple une turbine entraînée en rotation par un mélange de deux fluides, un fluide caloporteur et un fluide thermodynamique. Le 20 mélange des deux fluides se fait par exemple dans une tuyère dans laquelle le fluide thermodynamique est vaporisé sous l'effet du fluide caloporteur chauffé et s' expanse, ce qui crée un jet diphasique à haute vitesse. Ce jet est injecté sur des aubes qu'il entraîne en rotation de sorte à produire de l'énergie mécanique en entraînant la rotation d'un arbre connecté à la turbine. La turbine fonctionne ainsi comme un convertisseur de l'énergie 25 cinétique du jet en énergie cinétique de rotation, qui peut par exemple être utilisée pour entraîner en rotation un alternateur produisant de l'énergie électrique. Dans certaines applications, la turbine est par exemple une turbine Pelton. Dans la turbine, le fluide thermodynamique et te fluide caloporteur sont séparés sous l'effet de la force centrifuge et de la gravité afin d'être récupérés et réutilisés pour 30 former le jet diphasique. Afin qu'une telle installation fonctionne de façon correcte et optimale, il faut que le fluide caloporteur et le fluide thermodynamique soient séparés de façon optimale, par exemple à plus de 98%. L'utilisation d'une turbine Pelton classique n'est pas satisfaisante pour obtenir une telle séparation des fluides du jet diphasique. Dans une telle turbine, le jet est injecté 35 selon l'axe de symétrie des aubes de la roue à action de la turbine. Ces aubes ont pour effet de stratifier le jet par effet de centrifugation, ce qui permet de faciliter la séparation des fluides. Cependant, le trajet du jet dans les aubes, avant de sortir de la roue à action, est insuffisant pour séparer complètement les fluides et le mélange en sortie de roue est toujours riche en gaz. La turbine baigne donc dans un brouillard de fluide caloporteur et de fluide thermodynamique qui est brassé par la roue à action. La vapeur de fluide thermodynamique est alors très difficile à extraire et nécessite souvent l'ajout d'un séparateur centrifuge supplémentaire en sortie de roue, ce qui complexifie le système. En outre, la turbine Pelton est montée dans la cuve sur des roulements à billes qui baignent dans le mélange à haute température du fluide caloporteur et du fluide thermodynamique. Les roulements ne sont pas adaptés à un fonctionnement à haute température et pour une roue à action tournant à grande vitesse,et ont durée de vie très faible Pour pallier cet inconvénient, les roulements à billes peuvent être montés dans des boîtiers disposés à l'extérieur du corps du convertisseur contenant la turbine, l'arbre de la roue passant alors par un joint tournant pour assurer l'étanchéité entre l'intérieur du convertisseur et l'extérieur. Cependant, de tels joints ne permettent pas de garantir une étanchéité parfaite et sont susceptibles d'avoir des fuites, ce qui est très dangereux car le fluide caloporteur peut s'enflammer spontanément au contact de l'air. L'un des buts de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un convertisseur d'énergie cinétique permettant de fonctionner de façon optimale avec un jet formé d'un mélange d'un fluide caloporteur et d'un gaz à haute température en assurant une bonne séparation du fluide caloporteur et du gaz et en garantissant un fonctionnement sûr du convertisseur. A cet effet, l'invention concerne un convertisseur du type précité, dans lequel le convertisseur comprend au moins un déflecteur s'étendant sous les aubes, ledit déflecteur présentant une forme agencée pour récupérer le mélange de fluide caloporteur et de gaz haute température en sortie de la roue à action et rediriger ledit mélange selon une direction sensiblement tangentielle à la paroi de la cuve, ladite paroi étant agencée pour imprimer un effet cyclone audit mélange de sorte à séparer le fluide caloporteur du gaz à haute température, la cuve comprenant des moyens de récupération du fluide caloporteur et du gaz à haute température. Le déflecteur en sortie de roue permet de maintenir la stratification du mélange en sortie de roue et d'éviter la formation de brouillard, ce qui permet de faciliter la séparation des fluides du mélange. En outre, l'effet cyclone imprimé au mélange permet cette séparation qui se fait alors de façon optimale. The present invention relates to a kinetic energy converter from a jet formed of a coolant and a high temperature gas, of the type comprising: at least one jet injector from at least one source of coolant 5 and high temperature gas, - a rotationally mounted action wheel integral with a shaft extending along an axis substantially perpendicular to the injector, said wheel comprising a plurality of asymmetric vanes, the jet being injected onto said vanes so as to drive the shaft in rotation and to transform the axial kinetic energy of the jet into rotational kinetic energy of the shaft, a vessel surrounding said action wheel, said tank extending substantially along the axis of the action wheel. The invention also relates to a plant for converting thermal energy into mechanical energy comprising such a converter. The invention is more particularly directed to so-called "isolated site" installations for supplying electrical energy and thermal energy from solar energy. Such installations include, for example, a turbine driven in rotation by a mixture of two fluids, a coolant and a thermodynamic fluid. The mixing of the two fluids takes place, for example, in a nozzle in which the thermodynamic fluid is vaporised under the effect of the heated coolant and expands, creating a high-velocity two-phase jet. This jet is injected onto vanes which it rotates so as to produce mechanical energy by driving the rotation of a shaft connected to the turbine. The turbine thus functions as a converter of the kinetic energy of the jet into kinetic rotational energy, which can for example be used to drive in rotation an alternator producing electric energy. In some applications, the turbine is for example a Pelton turbine. In the turbine, the thermodynamic fluid and heat transfer fluid are separated by centrifugal force and gravity to be recovered and reused to form the two-phase jet. In order for such an installation to function correctly and optimally, the coolant and the thermodynamic fluid must be optimally separated, for example by more than 98%. The use of a conventional Pelton turbine is not satisfactory for obtaining such a separation of fluids from the two-phase jet. In such a turbine, the jet is injected 35 along the axis of symmetry of the vanes of the impeller wheel. These blades have the effect of stratifying the jet by centrifugation, which facilitates the separation of fluids. However, the jet path in the vanes, before exiting the impeller, is insufficient to completely separate the fluids and the wheel output mixture is still rich in gas. The turbine thus bathes in a mist of heat transfer fluid and thermodynamic fluid which is stirred by the wheel action. The thermodynamic fluid vapor is then very difficult to extract and often requires the addition of an additional centrifugal separator at the wheel outlet, which complicates the system. In addition, the Pelton turbine is mounted in the tank on ball bearings which are immersed in the mixture at high temperature of the heat transfer fluid and the thermodynamic fluid. The bearings are not suitable for high temperature operation and for a high speed rotating impeller, and have a very short service life. To overcome this problem, the ball bearings can be mounted in housings arranged on the outside. the body of the converter containing the turbine, the shaft of the wheel then passing through a rotating joint to seal between the inside of the converter and the outside. However, such seals do not ensure a perfect seal and are likely to leak, which is very dangerous because the coolant can ignite spontaneously in contact with air. One of the aims of the invention is to overcome these drawbacks by proposing a kinetic energy converter that makes it possible to function optimally with a jet formed of a mixture of a coolant and a gas at a high temperature. ensuring a good separation of the coolant and the gas and guaranteeing a safe operation of the converter. To this end, the invention relates to a converter of the aforementioned type, wherein the converter comprises at least one deflector extending under the blades, said deflector having a shape arranged to recover the coolant mixture and high temperature gas output of the action wheel and redirect said mixture in a direction substantially tangential to the wall of the tank, said wall being arranged to print a cyclone effect to said mixture so as to separate the coolant from the gas at high temperature, the tank comprising means recovery of the coolant and gas at high temperature. The baffle at the wheel outlet makes it possible to maintain the stratification of the mixture at the wheel outlet and to avoid the formation of fog, which makes it easier to separate the fluids from the mixture. In addition, the cyclone effect printed on the mixture allows this separation which is then optimally.

Selon d'autres aspects du convertisseur d'énergie cinétique : - le déflecteur comprend au moins une ouverture d'entrée du mélange de fluide caloporteur et de gaz haute température en sortie de la roue à action, ladite ouverture s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de la roue à action, et une ouverture de sortie du mélange, ladite ouverture s'étendant au voisinage de la paroi de la cuve et dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de l'ouverture d'entrée, ladite ouverture d'entrée et ladite ouverture de sortie étant reliées l'une à l'autre par une enveloppe présentant une forme courbe ; - le déflecteur comprend au moins deux ouvertures d'entrée et au moins deux ouvertures de sortie correspondantes, lesdites ouvertures étant séparées par au moins une paroi interne s'étendant dans l'enveloppe sensiblement parallèlement à celle-ci de sorte à définir au moins deux canaux de circulation dans ladite enveloppe ; - le convertisseur d'énergie comprend une pluralité d'injecteurs de jets formés d'un fluide caloporteur et un gaz à haute température et un nombre égal de déflecteurs s'étendant sous les aubes de la roue à action ; - les aubes présentent chacune une concavité asymétrique par rapport à un axe sensiblement perpendiculaire au fond de ladite concavité, l'aube comprenant une partie supérieure et une partie inférieure s'étendant de part et d'autre de l'axe, le rayon de courbure de la partie supérieure étant différent du rayon de courbure de la partie inférieure ; - l'injecteur est agencé pour injecter le jet sur la partie supérieure des aubes ; - la cuve comprend un fond de forme sensiblement tronconique, les moyens de récupération du fluide caloporteur étant agencés dans ledit fond, et une paroi de forme sensiblement cylindrique s'étendant à partir du fond selon l'axe de la roue à action ; - l'arbre de la roue est monté sur le fond de la cuve par l'intermédiaire d'au moins un palier à butée lisse de type hydrodynamique de sorte à permettre la rotation de l'arbre par rapport à la cuve ; - le convertisseur d'énergie comprend une enceinte étanche et calorifugée entourant la cuve et l'arbre de la roue à action, les moyens de récupération du gaz à haute température étant agencés dans une partie supérieure de ladite enceinte ; et - l'arbre de la roue à action sort de l'enceinte par l'intermédiaire d'un piston agencé pour assurer l'étanchéité entre l'intérieure de l'enceinte et l'extérieur de l'enceinte. L'invention concerne également une installation de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique, du type comprenant une source de fluide caloporteur, une source de fluide vaporisable, des moyens de chauffage du fluide caloporteur, le fluide caloporteur chauffé étant mélangé au fluide vaporisable de sorte à vaporiser ledit fluide, ledit mélange étant injecté dans un convertisseur d'énergie cinétique sous forme d'un jet, ledit convertisseur étant agencé pour transformer l'énergie cinétique axiale du jet en énergie cinétique de rotation d'un arbre dudit convertisseur, dans laquelle le convertisseur d'énergie cinétique est tel que décrit ci-dessus. Selon d'autres aspects de l'installation de conversion : - l'arbre du convertisseur d'énergie est relié à un alternateur qu'il entraîne en rotation, l'alternateur étant agencé pour produire de l'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique de rotation de l'arbre ; - les moyens de chauffage du fluide caloporteur comprennent des moyens de captation d'énergie solaire, l'énergie captée chauffant une conduite de circulation du fluide caloporteur - l'installation de conversion comprend des conduites de circulation du fluide caloporteur récupéré par le convertisseur d'énergie jusqu'à des moyens de stockage dudit fluide et/ou jusqu'aux moyens de chauffage dudit fluide afin de permettre la réutilisation dudit fluide ; et - l'installation de conversion comprend des conduites de circulation du gaz à haute température récupéré par le convertisseur d'énergie jusqu'à des moyens de refroidissement permettant de condenser ledit gaz et des moyen de circulation du gaz condensé jusqu'à des moyens de stockage formant la source de fluide vaporisable afin de permettre la réutilisation dudit gaz. According to other aspects of the kinetic energy converter: the deflector comprises at least one inlet opening of the coolant mixture and high temperature gas at the outlet of the action wheel, said opening extending in a plane substantially perpendicular to the axis of the action wheel, and an outlet opening of the mixture, said opening extending in the vicinity of the wall of the vessel and in a plane substantially perpendicular to the plane of the inlet opening, said opening said inlet opening and said outlet opening being connected to one another by a casing having a curved shape; the deflector comprises at least two inlet openings and at least two corresponding outlet openings, said openings being separated by at least one inner wall extending in the casing substantially parallel thereto so as to define at least two traffic channels in said envelope; the energy converter comprises a plurality of jet injectors formed of a coolant and a gas at high temperature and an equal number of deflectors extending under the vanes of the action wheel; the blades each have an asymmetrical concavity with respect to an axis substantially perpendicular to the bottom of said concavity, the blade comprising an upper part and a lower part extending on either side of the axis, the radius of curvature the upper part being different from the radius of curvature of the lower part; the injector is arranged to inject the jet onto the upper part of the blades; - The tank comprises a bottom substantially frustoconical shape, the coolant recovery means being arranged in said bottom, and a substantially cylindrical wall extending from the bottom along the axis of the action wheel; - The wheel shaft is mounted on the bottom of the tank via at least one smooth-thrust bearing of the hydrodynamic type so as to allow the rotation of the shaft relative to the vessel; - The energy converter comprises a sealed and insulated enclosure surrounding the tank and the shaft of the impeller, the high temperature gas recovery means being arranged in an upper part of said enclosure; and - the shaft of the action wheel out of the chamber by means of a piston arranged to seal between the inside of the enclosure and the outside of the enclosure. The invention also relates to an installation for converting thermal energy into mechanical energy, of the type comprising a source of heat transfer fluid, a source of vaporizable fluid, means for heating the heat transfer fluid, the heated heat transfer fluid being mixed with the vaporizable fluid of so as to vaporize said fluid, said mixture being injected into a kinetic energy converter in the form of a jet, said converter being arranged to transform the axial kinetic energy of the jet into rotational kinetic energy of a shaft of said converter, in which the kinetic energy converter is as described above. According to other aspects of the conversion installation: the energy converter shaft is connected to an alternator which it drives in rotation, the alternator being arranged to produce electrical energy from the generator; kinetic energy of rotation of the tree; the means for heating the coolant comprise means for capturing solar energy, the captured energy heating a heat transfer fluid circulation line; the conversion installation comprises heat-transfer fluid circulation lines recovered by the converter; energy up storage means of said fluid and / or up to the means for heating said fluid to allow the reuse of said fluid; and the conversion plant comprises high temperature gas circulation pipes recovered by the energy converter up to cooling means for condensing said gas and means for circulating the condensed gas to means for storage forming the vaporizable fluid source to allow reuse of said gas.

D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une installation de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un convertisseur d'énergie cinétique selon l'invention utilisé dans l'installation de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un déflecteur utilisé dans le convertisseur d'énergie cinétique de la figure 2, et - la figure 4 est une représentation schématique du trajet du jet formé d'un fluide caloporteur et un gaz à haute température dans la roue à action et dans le déflecteur du convertisseur selon l'invention. En référence à la figure 1, on décrit une installation 1 de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique, puis en énergie électrique notamment destinée à être utilisée en site isolé, comme par exemple dans un désert ou sur une île. Other aspects and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given by way of example and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic representation of an installation of conversion of thermal energy into mechanical energy according to the invention, - Figure 2 is a schematic sectional representation of a kinetic energy converter according to the invention used in the installation of Figure 1; - Figure 3 is a schematic representation in perspective of a deflector used in the kinetic energy converter of FIG. 2, and - FIG. 4 is a schematic representation of the path of the jet formed of a coolant and a gas at high temperature in the wheel. in action and in the deflector of the converter according to the invention. Referring to Figure 1, there is described a facility 1 for converting thermal energy into mechanical energy, and then into electrical energy, in particular for use in an isolated site, for example in a desert or on an island.

L'installation 1 comprend essentiellement une source de fluide caloporteur 2, une source de fluide vaporisable 4, des moyens de chauffage 6 du fluide caloporteur, un convertisseur d'énergie cinétique 8. L'installation 1 comprend un ensemble de conduites 10 permettant de transporter le fluide caloporteur et le fluide vaporisable entre ces différents éléments. La source de fluide caloporteur 2 est par exemple un réservoir de glycérol, dont les propriétés de fluide caloporteur sont connues et particulièrement adaptées à l'installation de conversion 1. En effet, le glycérol est destiné à être mélangé avec de l'eau, qui forme le fluide vaporisable, à haute température. Ce mélange glycérol / eau est stable chimiquement, miscible, sans azéotrope ni composés stables à haute température. Ainsi, le glycérol et l'eau peuvent être séparés après l'utilisation du mélange et ne présentent pas de risque à être utilisés en mélange. Comme indiqué ci-dessus, la source de fluide vaporisable, ou fluide thermodynamique, est un réservoir d'eau, l'eau étant adaptée pour être vaporisée par le fluide caloporteur à haute température. L'installation 1 comprend une conduite de circulation 14 permettant d'amener le fluide caloporteur de la source 2 aux moyens de chauffage 6. Ces moyens de chauffage sont par exemple formés par des moyens de captation d'énergie solaire 16, l'énergie captée chauffant la conduite de circulation 14 du fluide caloporteur. Ces moyens de captation 16 sont connus et peuvent être formés par des paraboles, des augets linéaires paraboliques, d'héliostats ou de lentilles de Fresnel linéaires. Ces moyens de chauffage 6 permettent de chauffer le fluide caloporteur à une température de fonctionnement sensiblement comprise entre 300°C et 400°C. Alternativement, les moyens de chauffage 6 peuvent être formés par une chaudière à gaz ou autre moyens adaptés. En sortie des moyens de chauffage 6, une conduite 18 amène le fluide caloporteur jusqu'à un injecteur 20 formé par une tuyère. The installation 1 essentially comprises a heat transfer fluid source 2, a source of vaporizable fluid 4, heat transfer fluid heating means 6, a kinetic energy converter 8. The installation 1 comprises a set of pipes 10 making it possible to transport the heat transfer fluid and the vaporizable fluid between these different elements. The heat transfer fluid source 2 is for example a glycerol reservoir, whose heat transfer fluid properties are known and particularly adapted to the conversion plant 1. In fact, the glycerol is intended to be mixed with water, which forms the vaporizable fluid at high temperature. This glycerol / water mixture is chemically stable, miscible, azeotropic or stable compounds at high temperature. Thus, glycerol and water can be separated after use of the mixture and do not present a risk to be used in a mixture. As indicated above, the source of vaporizable fluid, or thermodynamic fluid, is a water reservoir, the water being adapted to be vaporized by the heat transfer fluid at high temperature. The installation 1 comprises a circulation duct 14 making it possible to bring the heat-transfer fluid from the source 2 to the heating means 6. These heating means are for example formed by means of capturing solar energy 16, the energy captured heating the circulation line 14 of the coolant. These capturing means 16 are known and can be formed by parabolas, linear parabolic buckets, heliostats or linear Fresnel lenses. These heating means 6 make it possible to heat the coolant at an operating temperature substantially between 300 ° C. and 400 ° C. Alternatively, the heating means 6 may be formed by a gas boiler or other suitable means. At the outlet of the heating means 6, a pipe 18 brings the coolant to an injector 20 formed by a nozzle.

L'eau en provenance du réservoir d'eau 4 passe par une conduite 22 qui l'amène jusqu'à l'injecteur 20 en passant par des moyens de préchauffage. Ces moyens de préchauffage comprennent par exemple une culasse réfrigérante 24 d'un alternateur 26 entraîné en rotation par le convertisseur 8, comme cela sera décrit ultérieurement, et un désurchauffeur 28. The water from the water tank 4 passes through a pipe 22 which leads to the injector 20 via preheating means. These preheating means comprise, for example, a refrigerated cylinder head 24 of an alternator 26 rotated by the converter 8, as will be described later, and a desuperheater 28.

L'eau présente donc un surcroît d'énergie thermique avant son entrée dans l'injecteur 20 où elle se mélange avec le fluide caloporteur chauffé. Dans l'injecteur, le mélange entre l'eau et le fluide caloporteur a pour effet de vaporiser l'eau du fait de la température du fluide caloporteur. Le gaz haute température formé par la vapeur d'eau se détend dans l'injecteur 20 de façon sensiblement isotherme, ce qui a pour effet d'augmenter l'énergie cinétique du mélange introduit dans l'injecteur 20 de sorte qu'on obtient un jet à haute vitesse formé d'un fluide caloporteur et d'un gaz à haute température dans l'injecteur 20. II convient de noter que la détente isotherme de la vapeur d'eau est une transformation qui présente le meilleur rendement de conversion de l'énergie thermique en énergie cinétique. Le jet obtenu présente donc une énergie cinétique importante. The water thus has an additional heat energy before entering the injector 20 where it mixes with the heat transfer fluid heated. In the injector, the mixture between the water and the coolant has the effect of vaporizing the water due to the temperature of the heat transfer fluid. The high temperature gas formed by the water vapor expands in the injector 20 substantially isothermally, which has the effect of increasing the kinetic energy of the mixture introduced into the injector 20 so that a high-speed jet formed of a coolant and a gas at high temperature in the injector 20. It should be noted that the isothermal expansion of the steam is a transformation which has the best conversion efficiency of the thermal energy into kinetic energy. The jet obtained thus has a significant kinetic energy.

L'injecteur 20 pénètre dans le convertisseur d'énergie cinétique 8 selon un axe A sensiblement horizontal. Selon une variante non représentée, l'injecteur 20 comprend un déversoir isotherme contenant de l'eau et recevant le fluide caloporteur en provenance de la source 2. Le fluide caloporteur réchauffe la vapeur d'eau pendant sa détente puis le fluide caloporteur est introduit dans le circuit primaire d'un générateur de vapeur de type simple passe. Dans le déversoir isotherme, la vapeur subit une détente isotherme et acquière une vitesse de l'ordre de 130 m.s. En sortie du générateur, le fluide caloporteur est introduit en un état de légère sous-saturation, environ 2°C à 5°C, par une buse de pulvérisation dans le flux de vapeur sortant à grande vitesse du détendeur pour générer un flux double phase dans l'injecteur, le flux sortant à la pression atmosphérique. Le convertisseur d'énergie cinétique 8, plus particulièrement représenté sur la figure 2, comprend une enceinte calorifugée 30 formée de deux demi-coques 32 bombées de forme elliptique soudées sur deux brides 34. La soudure des deux demi-coques 32 forme une enceinte 30 étanche d'axe B sensiblement vertical et perpendiculaire à l'axe A. The injector 20 enters the kinetic energy converter 8 along a substantially horizontal axis A. According to a variant not shown, the injector 20 comprises an isothermal weir containing water and receiving the heat transfer fluid from the source 2. The heat transfer fluid heats the water vapor during its expansion and the heat transfer fluid is introduced into the primary circuit of a simple type steam generator passes. In the isothermal weir, the steam undergoes an isothermal expansion and acquires a speed of the order of 130 m. At the output of the generator, the heat transfer fluid is introduced in a state of slight under-saturation, about 2 ° C to 5 ° C, by a spray nozzle in the high-speed outgoing vapor flow of the expander to generate a double-phase flow in the injector, the flow exiting at atmospheric pressure. The kinetic energy converter 8, more particularly represented in FIG. 2, comprises an insulated enclosure 30 formed of two half-shells 32 curved elliptical-shaped welded on two flanges 34. The welding of the two half-shells 32 forms an enclosure 30 watertight B axis substantially vertical and perpendicular to the axis A.

Le fond de l'enceinte 30 forme par exemple le réservoir de fluide caloporteur 2 où celui-ci est récolté après son passage dans le convertisseur 8, comme cela sera décrit ultérieurement. Une cuve 36 est disposée à l'intérieur de l'enceinte 30. Cette cuve 36 est formée d'un fond 38 de forme sensiblement tronconique, ou en forme d'entonnoir, et d'une paroi 40 de forme sensiblement cylindrique s'étendant à partir du fond 38, le fond 38 et la paroi 40 s'étendant selon l'axe B. Une roue à action 42 cylindrique est montée en rotation sur la cuve 36 par l'intermédiaire d'un arbre 44 s'étendant selon l'axe B sensiblement vertical. La roue à action 42 est disposée en regard de l'injecteur 20 de sorte que le jet injecté par celui-ci entraîne la roue à action 42 et l'arbre 44 en rotation de sorte à transformer l'énergie cinétique axiale du jet en énergie cinétique de rotation de l'arbre 44. La roue à action 42 comprend une pluralité d'aubes 46 s'étendant sensiblement radialement et présentant une forme concave. La concavité 48 des aubes 46 est tournée vers l'injecteur 20 de sorte que le jet injecté par celui-ci atteigne lesdites concavités 48 et entraîne la rotation de la roue 42. La concavité des aubes 46 présente une forme asymétrique par rapport à un axe C passant par le fond 50 des concavités et sensiblement perpendiculaire à ces concavités, c'est-à-dire sensiblement parallèle à l'axe A de l'injecteur. Ainsi, chaque aube 46 comprend une partie supérieure 52 s'étendant au-dessus de l'axe C et une partie inférieure 54 s'étendant en dessous de l'axe C. La partie supérieure 52 et la partie inférieure 54 présentent des rayons de courbure et des longueurs différents. En particulier, le rayon de courbure de la partie inférieure 54 est plus grand que le rayon de courbure de la partie supérieure 52, tandis que la longueur de la partie inférieure 54 est supérieure à la longueur de la partie supérieure 52. L'injecteur 20 est agencé pour injecter le jet sur la partie supérieure 52 des aubes 46. La position de l'injection du jet sur les aubes 46 ainsi que la forme particulière de celles-ci permettent d'allonger le trajet du jet dans les aubes 46 et d'améliorer la stratification de ce jet en sortie des aubes, ce qui permet la séparation ultérieure du fluide caloporteur et du gaz à haute température. L'angle de sortie du jet des aubes 46, c'est-à-dire l'angle formé entre la tangente à l'extrémité de la partie inférieure de l'aube et l'axe horizontal C, est sensiblement compris entre 8° et 12° de sorte que le jet en sortie d'aube 46 présente une énergie cinétique plus importante que dans une turbine Pelton classique où l'angle de sortie des aubes est sensiblement compris entre 4° et 8°. Ce surcroît d'énergie cinétique permet d'améliorer la séparation du fluide caloporteur et du gaz à haute température. En effet, en sortie d'aube 46, le jet pénètre dans un déflecteur 56 s'étendant sous les aubes 46 agencé pour réorienter vers la paroi 40 de la cuve 36 et stratifier le mélange du fluide caloporteur et du gaz à haute température, comme représenté sur la figure 4. En particulier, le déflecteur 56, plus particulièrement représenté sur la figure 3, présente une forme agencée pour récupérer le mélange sortant de la roue 42 selon une direction sensiblement verticale et pour réorienter de façon continue ce mélange selon une direction sensiblement horizontale, comme représenté sur la figure 4, de façon à ce qu'il sorte du déflecteur 56 de façon tangentielle à la paroi 40 de la cuve 36, c'est-à-dire que le mélange sort du déflecteur 56 en longeant la paroi 40 de la cuve 36. A cet effet, le déflecteur 56 comprend au moins une ouverture d'entrée 58 du mélange de fluide caloporteur et de gaz haute température en sortie de la roue à action 42, ladite ouverture s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe B de la roue 42, c'est-à-dire un plan sensiblement horizontal, et une ouverture de sortie 60 du mélange, ladite ouverture s'étendant au voisinage de la paroi 40 de la cuve 36 et dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de l'ouverture d'entrée 58, c'est-à-dire un plan sensiblement vertical. L'ouverture d'entrée 58 et l'ouverture de sortie 60 sont reliées l'une à l'autre par une enveloppe 62 présentant une forme courbe, comme représenté sur la figure 3. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, des parois internes 64 s'étendent à l'intérieur de l'enveloppe 62 sensiblement parallèlement à celle-ci de sorte à définir des canaux de circulation du mélange dans l'enveloppe et à séparer plusieurs ouvertures d'entrée 58 et un nombre correspondant d'ouvertures de sortie 60. La séparation du fluide caloporteur et du gaz haute température commence dans les aubes 46 par la centrifugation du mélange due à la forme des aubes 46. En passant dans le déflecteur 56, le reste du mélange est stratifié et passe de façon continue d'un écoulement selon la direction de sortie de la roue 42 à un écoulement tangentiel à la paroi 40 de la cuve 36, comme représenté sur la figure 4. Cet écoulement tangentiel provoque une centrifugation du mélange, du fait de la forme cylindrique de la paroi 40, ce qui permet d'achever la séparation du gaz haute température et du fluide caloporteur par effet cyclone. Ainsi, la séparation du mélange est réalisée de façon optimale de sorte que le fluide caloporteur et le gaz à haute température sont séparés à plus de 98 %. Le fait de prévoir une roue à action 42 en rotation autour d'un axe B sensiblement vertical permet de créer l'effet cyclone sur la paroi de la cuve, du fait qu'il est possible de placer un déflecteur 56 réorientant le mélange de façon adéquate. Selon un mode de réalisation, le convertisseur d'énergie comprend plusieurs injecteurs 20, par exemple six comme dans une turbine Pelton classique, et un nombre égal de déflecteur 56. Une fois séparé, le fluide caloporteur est entraîné vers le fond de la cuve 36 par la gravité, tandis que le gaz haute température, formé par de la vapeur d'eau se déplace vers le haut de l'enceinte 30. La partie supérieure de l'enceinte 30 comprend des moyens de récupération 66 du gaz haute température séparé du fluide caloporteur. Le gaz haute température sort de l'enceinte par ces moyens de récupération 66 et circule dans le reste de l'installation, comme cela sera décrit ultérieurement. The bottom of the enclosure 30 forms for example the heat transfer fluid reservoir 2 where it is collected after passing through the converter 8, as will be described later. A tank 36 is disposed inside the chamber 30. This tank 36 is formed of a bottom 38 of substantially frustoconical or funnel-shaped shape and a wall 40 of substantially cylindrical shape extending from the bottom 38, the bottom 38 and the wall 40 extending along the axis B. A cylindrical action wheel 42 is rotatably mounted on the tank 36 via a shaft 44 extending in accordance with FIG. B axis substantially vertical. The action wheel 42 is arranged opposite the injector 20 so that the jet injected by the latter drives the action wheel 42 and the shaft 44 in rotation so as to transform the axial kinetic energy of the jet into energy. kinetics of rotation of the shaft 44. The action wheel 42 comprises a plurality of vanes 46 extending substantially radially and having a concave shape. The concavity 48 of the blades 46 is turned towards the injector 20 so that the jet injected by it reaches said concavities 48 and causes the rotation of the wheel 42. The concavity of the blades 46 has an asymmetrical shape with respect to an axis C passing through the bottom 50 of the concavities and substantially perpendicular to these concavities, that is to say substantially parallel to the axis A of the injector. Thus, each blade 46 comprises an upper portion 52 extending above the axis C and a lower portion 54 extending below the axis C. The upper portion 52 and the lower portion 54 have radii curvature and different lengths. In particular, the radius of curvature of the lower portion 54 is greater than the radius of curvature of the upper portion 52, while the length of the lower portion 54 is greater than the length of the upper portion 52. The injector 20 is arranged to inject the jet on the upper part 52 of the blades 46. The position of the injection of the jet on the blades 46 and the particular shape of these allow to extend the jet path in the blades 46 and improve the stratification of this jet at the outlet of the blades, which allows the subsequent separation of the coolant and the gas at high temperature. The exit angle of the jet of the blades 46, that is to say the angle formed between the tangent at the end of the lower part of the blade and the horizontal axis C, is substantially between 8 ° and 12 ° so that the jet output blade 46 has a greater kinetic energy than in a conventional Pelton turbine where the exit angle of the blades is substantially between 4 ° and 8 °. This increased kinetic energy makes it possible to improve the separation of the coolant and the gas at high temperature. Indeed, at the blade outlet 46, the jet enters a deflector 56 extending under the blades 46 arranged to reorient towards the wall 40 of the tank 36 and stratify the mixture of the coolant and the gas at high temperature, as represented in FIG. 4. In particular, the deflector 56, more particularly shown in FIG. 3, has a shape designed to recover the mixture coming out of the wheel 42 in a substantially vertical direction and to continuously reorient this mixture in one direction. substantially horizontal, as shown in Figure 4, so that it leaves the deflector 56 tangentially to the wall 40 of the tank 36, that is to say that the mixture leaves the deflector 56 along the wall 40 of the tank 36. For this purpose, the deflector 56 comprises at least one inlet opening 58 of the mixture of coolant and high temperature gas at the outlet of the impeller 42, said opening extending in a plane substantially perpendicular to the axis B of the wheel 42, that is to say a substantially horizontal plane, and an outlet opening 60 of the mixture, said opening extending in the vicinity of the wall 40 of the tank 36 and in a plane substantially perpendicular to the plane of the inlet opening 58, that is to say a substantially vertical plane. The inlet opening 58 and the outlet opening 60 are connected to each other by a casing 62 having a curved shape, as shown in FIG. 3. According to the embodiment shown in FIG. internal walls 64 extend inside the casing 62 substantially parallel thereto so as to define the circulation channels of the mixture in the casing and to separate a plurality of inlet openings 58 and a corresponding number of 60. The separation of the coolant and the high temperature gas starts in the blades 46 by centrifugation of the mixture due to the shape of the blades 46. By passing through the deflector 56, the rest of the mixture is laminated and passes from continuous flow in the direction of exit of the wheel 42 to a flow tangential to the wall 40 of the tank 36, as shown in Figure 4. This tangential flow causes a centrifugation of the mixture, the the cylindrical shape of the wall 40, which allows to complete the separation of the high temperature gas and heat transfer fluid by cyclone effect. Thus, the separation of the mixture is carried out optimally so that the coolant and the gas at high temperature are separated more than 98%. The fact of providing an action wheel 42 rotated about a substantially vertical axis B makes it possible to create the cyclone effect on the wall of the tank, because it is possible to place a deflector 56 that redirects the mixture in a manner that adequate. According to one embodiment, the energy converter comprises several injectors 20, for example six as in a conventional Pelton turbine, and an equal number of deflector 56. Once separated, the coolant is driven towards the bottom of the tank 36 by the gravity, while the high temperature gas, formed by water vapor moves up the enclosure 30. The upper part of the chamber 30 comprises means 66 for recovering the high temperature gas separated from the coolant. The high temperature gas leaves the enclosure through these recovery means 66 and flows into the rest of the installation, as will be described later.

Le fond 38 de la cuve 36 comprend des moyens de récupération 66 du fluide caloporteur, afin que celui-ci passe dans le réservoir 2 en sortant de la cuve 40. Ces moyens de récupération 68 sont par exemple formés par des trous d'écoulement pratiqués dans le fond 38 de la cuve 36 et communiquant entre la cuve 36 et le fond de l'enceinte 30. The bottom 38 of the tank 36 comprises means 66 for recovering the coolant, so that it passes into the tank 2 out of the tank 40. These recovery means 68 are for example formed by flow holes made in the bottom 38 of the tank 36 and communicating between the tank 36 and the bottom of the enclosure 30.

Le fluide caloporteur récupéré sert notamment à lubrifier au moins un palier à butée lisse 70 de type hydrodynamique, par l'intermédiaire duquel l'arbre 44 de la roue à action 42 est monté en rotation sur le fond 38 de la cuve 36. En effet, le palier à butée lisse 70 baigne dans le fluide caloporteur récupéré par les moyens de récupération 68. Un tel palier 70 permet d'assurer la rotation de l'arbre 44 à grande vitesse dans un environnement à haute température avec une durée de vie importante, au contraire des classiques roulements à billes. En outre, l'installation du palier 70 à l'intérieur de l'enceinte 30 permet de ne pas avoir de problème d'étanchéité et d'éviter les fuites de caloporteur qui pourraient être dangereuse. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le convertisseur 8 comprend deux paliers à butée lisse 70. Dans le réservoir 2, une pompe de circulation 72 de fluide caloporteur, par exemple de type volumétrique, est montée sur l'arbre 44 par l'intermédiaire d'un joint homocinétique 74. Cette pompe est reliée à une conduite de sortie 76 reliant l'intérieur de l'enceinte 30 à l'extérieur et permettant de faire circuler le fluide caloporteur vers le reste de l'installation 1. Ainsi, la pompe de circulation 72 est agencée pour aspirer le fluide caloporteur 2 du réservoir et pour l'injecter dans la conduite de sortie 76. La pompe de circulation est dépourvue de moteur d'entraînement puisque son actionnement est assuré par la rotation de l'arbre 44 de la roue à action 42 entraîné par le jet injecté par l'injecteur 20. La conduite de sortie 76 est reliée à une conduite de circulation 78 reliée à la conduite de circulation 14 du fluide caloporteur passant par les moyens de chauffage 6. The heat transfer fluid recovered serves in particular to lubricate at least one smooth-thrust bearing 70 of hydrodynamic type, through which the shaft 44 of the action wheel 42 is rotatably mounted on the bottom 38 of the tank 36. Indeed , the plain thrust bearing 70 is immersed in the heat transfer fluid recovered by the recovery means 68. Such a bearing 70 makes it possible to ensure the rotation of the shaft 44 at high speed in a high temperature environment with a long service life. , unlike conventional ball bearings. In addition, the installation of the bearing 70 inside the enclosure 30 makes it possible not to have a sealing problem and to avoid coolant leaks that could be dangerous. According to the embodiment shown in FIG. 2, the converter 8 comprises two bearings with a smooth abutment 70. In the reservoir 2, a heat transfer fluid circulating pump 72, for example of the volumetric type, is mounted on the shaft 44 by Via a constant velocity joint 74. This pump is connected to an outlet pipe 76 connecting the inside of the enclosure 30 to the outside and making it possible to circulate the coolant towards the rest of the installation 1. Thus, the circulation pump 72 is arranged to suck the heat transfer fluid 2 from the reservoir and to inject it into the outlet pipe 76. The circulation pump is devoid of a drive motor since its actuation is ensured by the rotation of the shaft 44 of the impeller 42 driven by the jet injected by the injector 20. The outlet pipe 76 is connected to a circulation pipe 78 connected to the flow line 14 of the coolant passing through by the heating means 6.

Ainsi, le fluide caloporteur sortant de l'enceinte 30 est réutilisé pour former le jet injecté par l'injecteur 20. D'autre part, la conduite de sortie 76 est également reliée à une conduite de circulation 80 reliée à un réservoir de stockage 82 en passant par un clapet de non-retour 84. Le réservoir de stockage 82 est maintenu à pression constante, par exemple d'une dizaine de bars, par la pompe de circulation 72 et est relié à un accu à membrane 86 servant de vase d'expansion pour compenser la dilation ou la contraction du fluide caloporteur dans le réservoir 82. Ce réservoir de stockage 82 constitue une source d'énergie thermique, le fluide caloporteur présent dans ce réservoir 82 étant maintenu à une température élevée. Une conduite de circulation 88 reliée à l'injecteur 20 s'étend entre le réservoir de stockage 82 et l'injecteur 20 de sorte que le fluide caloporteur chaud contenu dans le réservoir 82 peut être utilisé pour former le jet injecté par l'injecteur. Ainsi, lorsque les moyens de chauffage 6 ne fonctionnent plus, par exemple lors d'un passage nuageux rendant inopérant le collecteur d'énergie solaire 16 ou pendant la nuit, l'installation continue de fonctionner. Une vanne de régulation 90 est disposée sur le trajet de la conduite de circulation 88 afin de permettre de réguler les débits de circulation dans les conduites de circulation 14, 18, 78, 80, 88 du fluide caloporteur. Une partie du fluide caloporteur sortant par la conduite de sortie 76 peut également servir à la fourniture d'énergie thermique à des plaques de cuisson et/ou à un four à pain 92, ou toute autre installation nécessitant une alimentation en énergie thermique, par l'intermédiaire d'une conduite de circulation 94 passant par une vanne de régulation 96, le fluide caloporteur utilisé étant réinjecté dans le réservoir 2 par l'intermédiaire d'une conduite de circulation 100 passant par un clapet de non-retour 102. Le fluide caloporteur utilisé par l'installation 1 permet ainsi d'avoir une source d'énergie thermique en plus de servir à la formation du jet alimentant le convertisseur d'énergie 8. L'arbre 44 de la roue à action 42 sort de l'enceinte 30 par l'intermédiaire d'un piston 104 agencé pour assurer l'étanchéité entre l'intérieur de l'enceinte 30 et l'extérieur de l'enceinte 30, par exemple un piston suédois. L'arbre 44 entraîne en rotation le rotor de l'alternateur 26, du type à aimant permanent. Cet alternateur 26 permet de transformer l'énergie cinétique de rotation de l'arbre 44 en énergie électrique. L'alternateur 26 est refroidi, au niveau de son entrefer, par un ventilateur 106 monté sur son rotor et par une conduite de circulation d'eau, formant la culasse réfrigérante 24, qui gaine son stator. L'eau alimentant la culasse réfrigérante 24 provient du réservoir d'eau 20 et est amené à la culasse par une pompe volumétrique 108 actionnée par l'arbre 44 par l'intermédiaire d'un réducteur 110. Ainsi la pompe volumétrique 108 est dépourvue de moteur d'actionnement. La culasse réfrigérante 24 au refroidissement de l'alternateur 26 et au préchauffage de l'eau, comme décrit précédemment. La vapeur d'eau collectée par les moyens de récupération 66 prévus dans l'enceinte 30 est refroidie par un désurchauffeur 28 en passant par une conduite (non représentée). Cette vapeur refroidie est ensuite condensée et sous saturée dans une batterie de tubes à ailettes 112 d'un aéro-réfrigérant 114 et est reversée dans le réservoir d'eau 4 par l'intermédiaire d'une conduite de circulation 116, avant d'être réutilisée pour former le jet injecté par l'injecteur 20 comme décrit précédemment. L'alternateur 26 est utilisé pour alimenter en énergie électrique un réseau de distribution 118, ainsi que des thermoplongeurs 120 agencé pour maintenir la température du réservoir de stockage 82 de fluide caloporteur, comme décrit précédemment. Thus, the coolant leaving the chamber 30 is reused to form the jet injected by the injector 20. On the other hand, the outlet pipe 76 is also connected to a circulation pipe 80 connected to a storage tank 82 through a non-return valve 84. The storage tank 82 is maintained at constant pressure, for example about ten bars, by the circulation pump 72 and is connected to a membrane battery 86 serving as a storage vessel. Expansion to compensate for the expansion or contraction of the coolant in the reservoir 82. This storage tank 82 is a source of thermal energy, the heat transfer fluid present in the reservoir 82 being maintained at an elevated temperature. A circulation line 88 connected to the injector 20 extends between the storage tank 82 and the injector 20 so that the hot heat transfer fluid contained in the reservoir 82 can be used to form the jet injected by the injector. Thus, when the heating means 6 no longer work, for example during a cloud passage rendering inoperative the solar energy collector 16 or during the night, the installation continues to operate. A control valve 90 is disposed in the path of the circulation pipe 88 in order to regulate the flow rates in the circulation lines 14, 18, 78, 80, 88 of the coolant. Part of the coolant exiting through the outlet pipe 76 can also be used for the supply of heat energy to cooking plates and / or to a bread oven 92, or any other installation requiring a supply of thermal energy, by way of intermediate of a circulation pipe 94 passing through a control valve 96, the heat transfer fluid used being reinjected into the tank 2 via a circulation pipe 100 passing through a non-return valve 102. The fluid coolant used by the installation 1 thus provides a source of thermal energy in addition to being used for the formation of the jet supplying the energy converter 8. The shaft 44 of the impeller 42 exits the enclosure 30 by means of a piston 104 arranged to seal between the inside of the chamber 30 and the outside of the enclosure 30, for example a Swedish piston. The shaft 44 drives in rotation the rotor of the alternator 26, of the permanent magnet type. This alternator 26 makes it possible to transform the kinetic energy of rotation of the shaft 44 into electrical energy. The alternator 26 is cooled, at its air gap, by a fan 106 mounted on its rotor and by a water circulation pipe, forming the cooling yoke 24, which sheaths its stator. The water supplying the refrigerated cylinder head 24 comes from the water tank 20 and is brought to the cylinder head by a positive displacement pump 108 actuated by the shaft 44 by means of a gearbox 110. Thus the positive displacement pump 108 is devoid of actuating motor. The refrigerated cylinder head 24 cooling the alternator 26 and preheating the water, as described above. The water vapor collected by the recovery means 66 provided in the enclosure 30 is cooled by a desuperheater 28 through a pipe (not shown). This cooled vapor is then condensed and saturated in a finned tube battery 112 of an air cooler 114 and is returned to the water tank 4 via a circulation line 116, before being reused to form the jet injected by the injector 20 as previously described. The alternator 26 is used to supply electrical power to a distribution network 118, as well as immersion heaters 120 arranged to maintain the temperature of the heat transfer fluid storage tank 82, as previously described.

Le fonctionnement normal de l'installation 1 décrite ci-dessus, ainsi que le fonctionnement la nuit ou lors d'un passage nuageux apparaissent clairement à la lecture de la description qui précède. On décrit à présent le fonctionnement lors du démarrage de l'installation 1 alors que le convertisseur d'énergie 8 est à l'arrêt et que les pompes volumétriques 72 et 108 ne fonctionnent pas. Pour permettre ce démarrage, on prévoit une vanne 122 permettant de couper l'arrivée d'eau au désurchauffeur 28 et un clapet de décharge 124 reliant la culasse réfrigérante 24 à l'entrée de la pompe volumétrique 108. Lors du démarrage de l'installation, la vanne 122 est fermée et l'eau circulant par la pompe volumétrique 108 n'alimente donc pas l'injecteur 20 mais retourne à l'entrée de la pompe volumétrique par l'intermédiaire du clapet de décharge 124. L'alternateur 26 est démarré en mode synchrone par un variateur à pilotage vectoriel de champ 126, alimenté par une batterie d'accumulateur 128 maintenue sous charge pendant le jour par des panneaux photovoltaïque 130. Ce démarrage de l'alternateur 26 a pour effet d'entraîner la rotation de l'arbre 44 de la roue à action 42, qui entraîne le démarrage de la pompe volumétrique 72, ainsi que celui de la pompe volumétrique 108. La circulation de fluide caloporteur et d'eau est ainsi lancée. Lorsque la température du fluide caloporteur à l'entrée de l'injecteur 20 atteint une température suffisante pour vaporiser l'eau, la vanne 122 est ouverte et l'installation 1 passe en fonctionnement normal. L'installation décrite ci-dessus peut fonctionner en parfaite autonomie et est donc particulièrement adaptée à une utilisation en site isolé. Le convertisseur d'énergie 8 permet de séparer efficacement le fluide caloporteur du gaz haute température afin d'avoir un fonctionnement optimal de l'installation 1. La nature des fluides utilisés, le fluide caloporteur et l'eau, permet de réduire les risques si une fuite venait à se produire. En effet, ces fluides ne sont pas dangereux pour la santé humaine et peuvent être manipulés facilement. En outre, ces produits sont ingérables sans risque par un organisme vivant, ce qui est favorable à la protection de l'environnement dans lequel est installé l'installation 1. Le fonctionnement sans moteur des pompes volumétriques, ainsi que le fonctionnement réversible de l'alternateur permet d'améliorer le rendement de l'installation car le démarrage de l'installation ne nécessite pas de moteur de démarrage. En outre, cette absence de moteur améliore la fiabilité de l'installation 1 qui ne dépend pas du bon fonctionnement d'un moteur. The normal operation of the installation 1 described above, as well as the operation at night or during a cloudy passage appear clearly on reading the foregoing description. The operation is now described at the start of the installation 1 while the energy converter 8 is at a standstill and the positive displacement pumps 72 and 108 are not working. To enable this start-up, a valve 122 is provided for shutting off the water supply to the desuperheater 28 and a discharge valve 124 connecting the refrigerated cylinder head 24 to the inlet of the positive displacement pump 108. When starting the installation , the valve 122 is closed and the water flowing through the positive displacement pump 108 thus does not supply the injector 20 but returns to the inlet of the positive displacement pump via the discharge valve 124. The alternator 26 is started in synchronous mode by a drive with vector field control 126, powered by a storage battery 128 maintained under load during the day by photovoltaic panels 130. This starting of the alternator 26 has the effect of causing the rotation of the shaft 44 of the impeller 42, which causes the start of the positive displacement pump 72, and that of the positive displacement pump 108. The circulation of heat transfer fluid and water is thus launched. When the temperature of the coolant at the inlet of the injector 20 reaches a temperature sufficient to vaporize the water, the valve 122 is opened and the installation 1 goes into normal operation. The installation described above can operate in perfect autonomy and is therefore particularly suitable for use in isolated sites. The energy converter 8 makes it possible to effectively separate the coolant from the high temperature gas in order to have optimum operation of the installation 1. The nature of the fluids used, the coolant and the water, makes it possible to reduce the risks if a leak was coming. Indeed, these fluids are not dangerous for human health and can be handled easily. In addition, these products are ingested safely by a living organism, which is favorable to the protection of the environment in which the installation is installed 1. The operation without motor volumetric pumps, as well as the reversible operation of the Alternator can improve the efficiency of the installation because the start of the installation does not require a starter motor. In addition, this absence of motor improves the reliability of the installation 1 which does not depend on the proper functioning of an engine.

Claims (1)

REVENDICATIONS1.- Convertisseur d'énergie cinétique (8) à partir d'un jet formé d'un fluide caloporteur et un gaz à haute température, ledit convertisseur comprenant : - au moins un injecteur (20) du jet à partir d'au moins une source de fluide caloporteur (2) et de gaz à haute température (4), - une roue à action (42) montée en rotation solidaire d'un arbre (44) s'étendant selon un axe (B) sensiblement perpendiculairement à l'injecteur (20), ladite roue (42) comprenant une pluralité d'aubes asymétriques (46), le jet étant injecté sur lesdites aubes (46) de sorte à entraîner l'arbre (44) en rotation et à transformer l'énergie cinétique axiale du jet en énergie cinétique de rotation de l'arbre (44), - une cuve (36) entourant ladite roue à action (42), ladite cuve (36) s'étendant sensiblement selon l'axe (B) de la roue à action (42), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un déflecteur (56) s'étendant sous les aubes (46), ledit déflecteur (56) présentant une forme agencée pour récupérer le mélange de fluide caloporteur et de gaz haute température en sortie de la roue à action (42) et rediriger ledit mélange selon une direction sensiblement tangentielle à la paroi (40) de la cuve (36), ladite paroi (40) étant agencée pour imprimer un effet cyclone audit mélange de sorte à séparer le fluide caloporteur du gaz à haute température, la cuve (36) comprenant des moyens de récupération (66, 68) du fluide caloporteur et du gaz à haute température. CLAIMS1.- Kinetic energy converter (8) from a jet formed of a coolant and a high temperature gas, said converter comprising: - at least one jet injector (20) from at least a source of heat transfer fluid (2) and high temperature gas (4), - an action wheel (42) rotatably mounted to a shaft (44) extending along an axis (B) substantially perpendicular to the injector (20), said wheel (42) comprising a plurality of asymmetric vanes (46), the jet being injected onto said vanes (46) to drive the shaft (44) in rotation and to transform the energy axial kinetics of the jet in kinetic energy of rotation of the shaft (44), - a tank (36) surrounding said action wheel (42), said tank (36) extending substantially along the axis (B) of the action wheel (42), characterized in that it comprises at least one deflector (56) extending under the blades (46), said deflector (56) presents a form arranged to recover the mixture of coolant and high temperature gas at the outlet of the impeller (42) and redirect said mixture in a direction substantially tangential to the wall (40) of the tank (36), said wall; (40) being arranged to print a cyclone effect to said mixture so as to separate the coolant from the gas at high temperature, the tank (36) comprising recovery means (66, 68) of coolant and gas at high temperature. 2.- Convertisseur d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déflecteur (56) comprend au moins une ouverture d'entrée (58) du mélange de fluide caloporteur et de gaz haute température en sortie de la roue à action (42), ladite ouverture (58) s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe (B) de la roue à action (42), et une ouverture de sortie (60) du mélange, ladite ouverture (60) s'étendant au voisinage de la paroi (40) de la cuve (36) et dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de l'ouverture d'entrée (58), ladite ouverture d'entrée (58) et ladite ouverture de sortie (60) étant reliées l'une à l'autre par une enveloppe (62) présentant une forme courbe. 2. Energy converter according to claim 1, characterized in that the deflector (56) comprises at least one inlet opening (58) of the mixture of coolant and high temperature gas at the outlet of the impeller ( 42), said opening (58) extending in a plane substantially perpendicular to the axis (B) of the action wheel (42), and an outlet opening (60) of the mixture, said opening (60) being extending in the vicinity of the wall (40) of the vessel (36) and in a plane substantially perpendicular to the plane of the inlet opening (58), said inlet opening (58) and said outlet opening (60) being connected to one another by an envelope (62) having a curved shape. 3.- Convertisseur d'énergie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déflecteur (56) comprend au moins deux ouvertures d'entrée (58) et au moins deux ouvertures de sortie correspondantes (60), lesdites ouvertures (58) étant séparées par au moins une paroi interne (64) s'étendant dans l'enveloppe (62) sensiblement parallèlement à celle-ci de sorte à définir au moins deux canaux de circulation dans ladite enveloppe (62). 3. Energy converter according to claim 2, characterized in that the baffle (56) comprises at least two inlet openings (58) and at least two corresponding outlet openings (60), said openings (58) being separated by at least one inner wall (64) extending in the casing (62) substantially parallel thereto so as to define at least two circulation channels in said casing (62). 4.- Convertisseur d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'injecteurs (20) de jets formés d'un fluide caloporteur et un gaz à haute température et un nombre égal de déflecteurs (56) s'étendant sous les aubes (46) de la roue à action (42). 4. Energy converter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a plurality of injectors (20) of jets formed of a coolant and a gas at high temperature and a number equal deflectors (56) extending under the vanes (46) of the action wheel (42). 5.- Convertisseur d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes (46) présentent chacune une concavité (48) asymétrique par rapport à un axe (C) sensiblement perpendiculaire au fond (50) de ladite concavité (48), l'aube (46) comprenant une partie supérieure (52) et une partie inférieure (54) s'étendant de part et d'autre de l'axe (C), le rayon de courbure de la partie supérieure (52) étant différent du rayon de courbure de la partie inférieure (54). 5. Energy converter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the blades (46) each have a concavity (48) asymmetrical with respect to an axis (C) substantially perpendicular to the bottom (50) of said concavity (48), the blade (46) comprising an upper portion (52) and a lower portion (54) extending on either side of the axis (C), the radius of curvature of the upper portion (52) being different from the radius of curvature of the lower portion (54). 6.- Convertisseur d'énergie selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'injecteur (20) est agencé pour injecter le jet sur la partie supérieure (52) des aubes (46). 6. Energy converter according to claim 5, characterized in that the injector (20) is arranged to inject the jet on the upper part (52) of the blades (46). 7.- Convertisseur d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la cuve (36) comprend un fond (38) de forme sensiblement tronconique, les moyens de récupération (68) du fluide caloporteur étant agencés dans ledit fond (38), et une paroi (40) de forme sensiblement cylindrique s'étendant à partir du fond (38) selon l'axe (B) de la roue à action (42). 7. Energy converter according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the tank (36) comprises a bottom (38) of substantially frustoconical shape, the recovery means (68) of the coolant being arranged in said bottom (38), and a wall (40) of substantially cylindrical shape extending from the bottom (38) along the axis (B) of the impeller (42). 8.- Convertisseur d'énergie selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'arbre (44) de la roue (42) est monté sur le fond (38) de la cuve (36) par l'intermédiaire d'au moins un palier à butée lisse (70) de type hydrodynamique de sorte à permettre la rotation de l'arbre (44) par rapport à la cuve (36). 8. Energy converter according to claim 7, characterized in that the shaft (44) of the wheel (42) is mounted on the bottom (38) of the tank (36) via at least a smooth-thrust bearing (70) of hydrodynamic type so as to allow rotation of the shaft (44) relative to the vessel (36). 9.- Convertisseur d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (30) étanche et calorifugée entourant la cuve (36) et l'arbre (44) de la roue à action (42), les moyens de récupération (66) du gaz à haute température étant agencés dans une partie supérieure de ladite enceinte (30). 9. Energy converter according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a sealed enclosure (30) and insulated surrounding the tank (36) and the shaft (44) of the wheel to action (42), the recovery means (66) of the high temperature gas being arranged in an upper part of said enclosure (30). 10.- Convertisseur d'énergie selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'arbre (44) de la roue à action (42) sort de l'enceinte par l'intermédiaire d'un piston (104) agencé pour assurer l'étanchéité entre l'intérieure de l'enceinte et l'extérieur de l'enceinte. 10. Energy converter according to claim 10, characterized in that the shaft (44) of the impeller (42) exits the chamber via a piston (104) arranged to provide the sealing between the inside of the enclosure and the outside of the enclosure. 11.- Installation de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique comprenant une source (2) de fluide caloporteur, une source (4) de fluide vaporisable, des moyens de chauffage (6) du fluide caloporteur, le fluide caloporteur chauffé étant mélangé au fluide vaporisable de sorte à vaporiser ledit fluide, ledit mélange étant injecté dans un convertisseur d'énergie cinétique (8) sous forme d'un jet, ledit convertisseur (8) étant agencé pour transformer l'énergie cinétique axiale du jet en énergie cinétique de rotation d'un arbre (44) dudit convertisseur (8), caractérisée en ce que le convertisseur d'énergie cinétique (8) est selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 11.- Installation for converting thermal energy into mechanical energy comprising a source (2) of heat transfer fluid, a source (4) of vaporizable fluid, heating means (6) of the coolant, the heat transfer fluid being mixed with the vaporizable fluid so as to vaporize said fluid, said mixture being injected into a kinetic energy converter (8) in the form of a jet, said converter (8) being arranged to transform the axial kinetic energy of the jet into kinetic energy of rotation of a shaft (44) of said converter (8), characterized in that the kinetic energy converter (8) is according to any one of claims 1 to 10. 12.- Installation de conversion selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'arbre (44) du convertisseur d'énergie (8) est relié à un alternateur (26) qu'il entraîne en rotation, l'alternateur (26) étant agencé pour produire de l'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique de rotation de l'arbre (44). 12.- Conversion plant according to claim 11, characterized in that the shaft (44) of the energy converter (8) is connected to an alternator (26) which rotates, the alternator (26) being arranged to produce electrical energy from the rotational kinetic energy of the shaft (44). 13.- Installation de conversion selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que les moyens de chauffage (6) du fluide caloporteur comprennent des moyens de captation d'énergie solaire (16), l'énergie captée chauffant une conduite de circulation (14) du fluide caloporteur. 13.- conversion plant according to claim 11 or 12, characterized in that the heating means (6) of the coolant comprise means for capturing solar energy (16), the captured energy heating a circulation pipe ( 14) of the coolant. 14.- Installation de conversion selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce qu'elle comprend des conduites de circulation du fluide caloporteur récupéré par le convertisseur d'énergie (8) jusqu'à des moyens de stockage (82) dudit fluide et/ou jusqu'aux moyens de chauffage (6) dudit fluide afin de permettre la réutilisation dudit fluide. 14.- Conversion plant according to any one of claims 11 to 13, characterized in that it comprises heat transfer fluid circulation pipes recovered by the energy converter (8) to storage means (82). ) of said fluid and / or to the heating means (6) of said fluid to allow the reuse of said fluid. 15.- Installation de conversion selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend des conduites de circulation du gaz à haute température récupéré par le convertisseur d'énergie (8) jusqu'à des moyens de refroidissement permettant de condenser ledit gaz et des moyen de circulation du gaz condensé jusqu'à des moyens de stockage (4) formant la source de fluide vaporisable afin de permettre la réutilisation dudit gaz.20 15.- Conversion plant according to any one of claims 11 to 14, characterized in that it comprises high temperature gas circulation pipes recovered by the energy converter (8) to cooling means for condensing said gas and condensed gas circulation means to storage means (4) forming the source of vaporizable fluid to allow reuse of said gas.
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