FR2985008A1 - Regenerateur a paroi isolante composite. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un régénérateur comportant un lit d'éléments de stockage d'énergie disposé dans une enceinte, l'enceinte comportant une coque et une couche isolante disposée entre ladite coque et lesdits éléments de stockage d'énergie, la couche isolante comportant une ossature définissant une pluralité d'alvéoles, chaque alvéole présentant un volume supérieur à 5 cm , au moins une partie desdites alvéoles étant remplies, au moins en partie, par un matériau isolant.
Description
Régénérateur à paroi isolante composite D i.1techi ue L'invention concerne un régénérateur de stockage thermique, ainsi qu'une installation thermique comportant un tel régénérateur. sr: sn-e- s lan technol Le stockage de l'énergie, par exemple calorifique, permet de décaler dans le temps la production et la consommation de cette énergie. Le stockage de l'énergie calorifique est également utile pour valoriser les énergies douces, comme l'énergie solaire, renouvelables mais dont la production est intermittente. Le stockage de l'énergie peut également être utile pour tirer profit des écarts de prix de l'électricité entre les heures dites « creuses » durant lesquelles les tarifs de l'électricité sont les moins élevés, et les heures dites « pleines » durant lesquelles les tarifs sont les plus élevés. Par exemple, dans le cas de stockage d'énergie par compression d'air, générant de l'énergie calorifique qui est stockée dans un régénérateur thermique, les phases de compression consommant de l'électricité sont avantageusement réalisées à moindre coût pendant les heures creuses, tandis que les phases de détente produisant de l'électricité sont réalisées pendant les heures pleines, afin de fournir de l'électricité qui peut être injectée dans le réseau électrique, en fonction de la demande, à un tarif avantageux.
L'énergie calorifique est classiquement stockée dans un lit (« packed bed » en anglais) d'éléments de stockage d'énergie (« media » en anglais), par exemple un lit de cailloux, disposé dans une enceinte d'un régénérateur. Cette enceinte peut comporter une coque isolée intérieurement par une couche isolante afin d'améliorer le rendement énergétique. L'opération de stockage, par échange thermique entre un courant de fluide caloporteur et le régénérateur, se nomme classiquement « phase de charge », le fluide caloporteur entrant dans le régénérateur lors de la charge étant appelé « fluide caloporteur de charge ». Classiquement, le fluide caloporteur de charge entre dans le régénérateur à une température, de préférence sensiblement constante, supérieure à 350°C, voire supérieure à 500°C (et généralement inférieure à 1000°C, voire inférieure à 800°C).
Le fluide caloporteur de charge poursuit ensuite son trajet dans le régénérateur, en réchauffant les éléments de stockage d'énergie avec lesquels il est en contact. Sa température baisse donc progressivement jusqu'à une température typiquement comprise entre 20°C et 350°C. Le transfert d'énergie calorifique peut conduire à une augmentation de ue - ï - la température des éléments de stockage d'énergie (stockage de chaleur « sensible ») et/ou à un changement d'état de ces éléments (stockage de chaleur « latente »). L'énergie calorifique stockée peut ensuite être restituée, par échange thermique entre un courant de fluide caloporteur et les éléments de stockage d'énergie. Cette opération se nomme classiquement « phase de décharge », le fluide caloporteur entrant dans le régénérateur lors de la décharge étant appelé « fluide caloporteur de décharge ». Le régénérateur subit ainsi une succession de « cycles », réguliers ou irréguliers, chaque cycle comportant une phase de charge, éventuellement une phase d'attente, puis une phase de décharge. La durée d'un cycle régulier est généralement supérieure à 0,5 heure, voire supérieure à deux heures et/ou inférieure à 48 heures, voire inférieure à 24 heures. « A roview on packed bed solar energy storage systems », Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010), p 1059-1069, décrit l'état de la technique dans le domaine des régénérateurs. Il existe un besoin permanent pour améliorer le rendement énergétique des régénérateurs.
Un but de l'invention est de satisfaire, au moins partiellement, ce besoin. Résumé de l'invention Selon l'invention, on atteint ce but au moyen d'un régénérateur, en particulier un régénérateur à chaleur sensible, comportant un lit d'éléments de stockage d'énergie disposé dans une enceinte, l'enceinte comportant une coque, de préférence métallique, et une couche isolante disposée de préférence entre ladite coque et lesdits éléments de stockage d'énergie ou à l'extérieur de ladite coque. La couche isolante est remarquable en ce qu'elle comporte une ossature définissant une pluralité d'alvéoles, chaque alvéole présentant un volume supérieur à 5 cm3 au moins une partie desdites alvéoles étant remplies, au moins en partie, par un matériau isolant.
Les inventeurs ont découvert qu'une telle couche isolante conduit à un rendement énergétique remarquable. Sans être liés par cette théorie, ils expliquent ce résultat par la capacité des alvéoles à limiter, voire supprimer des circulations de gaz au sein de la couche isolante. Or ces circulations, résultant des gradients thermiques parfois très élevés au sein de la couche isolante d'un régénérateur, en particulier suivant la longueur du régénérateur, sont préjudiciables à l'isolation thermique, et donc au rendement énergétique. De préférence, un régénérateur selon l'invention comporte encore une, et de préférence plusieurs, des caractéristiques optionnelles suivantes : L'ossature est en un matériau d'ossature présentant l'analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% : 25% < Fe203< 70%, et 5% < A1203 < 30%, et Cao < 20%, et TiO2 < 25%, et 3% < SiO2 < 50%, et Na2O + K2O < 10%, et autres oxydes < 20%.
L'ossature est en un matériau d'ossature présentant l'analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% : 40% < Fe203 < 60%, et/ou A1203 < 20%, et/ou 3% < CaO, et/ou 5% < TiO2 < 15%, et/ou 5% < SiO2 < 20%, et/ou Na2O < 5%, et/ou autres oxydes < 5%. L'ossature est en un matériau d'ossature dont plus de 50% de la masse est constitué d'un ou plusieurs des composés suivants : oxydes de fer, alumine, magnésie, zircone, la silice, de préférence cristallisée, oxyde de titane, et oxyde de calcium, en particulier le spinelle alumino-magnésien, la stéatite, la forstérite et l'ilménite (FeTiO3). L'ossature est en un matériau d'ossature présentant - une composition chimique sensiblement identique à celle du matériau constituant les éléments de stockage d'énergie et/ou sensiblement identique à celle du matériau isolant, et/ou une porosité ouverte inférieure à 20%, et/ou une résistance à la compression supérieure à 10MPa, et/ou une résistance pyroscopique supérieure à 700°C. - L'ossature est constituée par un appareillage de blocs d'ossature. L'épaisseur de la couche isolante est formée par une pluralité de blocs d' ossature. L'épaisseur minimale de la couche isolante est supérieure à 150 mm, de préférence supérieure à 400 mm. La résistance thermique de la couche isolante est supérieure à 1 m2. de préférence supérieure à 1,2 m2.
Le matériau isolant présente une composition chimique telle que Fe203 + A1203 + Si02 Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K20 > 60%, de préférence telle que Fe203 + A1203 + Si02 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K20 > 90%. Le composé du matériau isolant présentant la teneur massique la plus élevée est choisi dans le groupe constitué par le corindon, le spinelle MgAI2O4, les argiles calcinées, la mullite, l'hibonite, le titanate d'aluminium, la bauxite, et les combinaisons de ces composés. Le matériau isolant présente la structure physique d'une mousse ou d'un mélange de fibres.
Plus de 50% en nombre des alvéoles contenant du matériau isolant sont traversantes. Les alvéoles représentent plus de 50% du volume défini par l'ossature. Plus de 50% en nombre des alvéoles sont remplies au moins partiellement, de préférence complètement, par du matériau isolant. Le rapport du volume du matériau isolant d'une alvéole divisé par le volume de ladite alvéole est supérieur à 50%, de préférence sensiblement égal à 100%. Le matériau d'ossature et le matériau isolant sont chimiquement sensiblement identiques. Le matériau d'ossature est chimiquement sensiblement identique au matériau isolant et au matériau constituant les éléments de stockage d'énergie.
Le régénérateur comporte au moins des première et deuxième alvéoles remplies avec des premier et deuxième matériaux isolants, respectivement, les première et deuxième alvéoles présentant des formes et/ou des volumes et/ou des densités volumiques et/ou des orientations et/ou des taux de remplissage avec les premier et deuxième matériaux isolants différents, et/ou les premier et deuxième matériaux isolants présentant des compositions chimiques et/ou des structures physiques et/ou des densités différentes. Les alvéoles sont agencées de manière que toute droite fictive traversant la couche isolante suivant la direction de l'épaisseur de ladite couche isolante traverse nécessairement au moins une alvéole.
La masse du lit est supérieure à 700 Tonnes. L'invention concerne aussi une instaration inermique comportant : une unité produisant de l'énergie calorifique, par exemple un four, une tour solaire, un compresseur, et un égénérateur selon l'invention, et un dispositif de circulation assurant, pendant une phase de charge, la circulation d'un fluide caloporteur de charge depuis l'unité produisant de l'énergie calorifique jusqu'au régénérateur, puis à travers ledit régénérateur. Dans un mode de réalisation, du fluide caloporteur en provenance de ladite unité produisant de l'énergie calorifique se condense dans ledit régénérateur sous la forme d'un liquide acide et/ou entre dans le régénérateur à une température inférieure à 1000°C et supérieure à 350°C, voire inférieure à 800°C et supérieure à 500°C. L'unité de produisant de l'énergie calorifique peut comporter un compresseur. Dans un mode de réalisation, l'installation thermique comporte encore un consommateur d'énergie calorifique, le dispositif de circulation assurant pendant une phase de décharge, une circulation d'un fluide caloporteur de décharge à travers ledit régénérateur, puis depuis ledit régénérateur jusqu'au consommateur d'énergie calorifique. Le consommateur d'énergie calorifique peut comporter une turbine. Crève desjtion des figures D'autres objets, aspects, propriétés et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lumière de la description et des exemples qui suivent, et à l'examen du dessin annexé dans lequel - les figures la et lb représentent schématiquement une installation thermique selon l'invention pendant une phase de charge et une phase de décharge, respectivement ; - la figure 2 représente schématiquement le régénérateur de l'installation thermique de la figure 1; - les figures 3a et 3b représentent, J de dessus et en perspective, deux exemples de brique adaptée à la fabrication d'un régénérateur selon l'invention. Dans les figures 3a et 3b, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues. Sur la figure 3b, les références ont cependant été affectées d'un signe « prime ». Une « alvéole » est un volume ceinturé par une paroi. Une alvéole peut être ouverte ou fermée.
Sauf indication contraire, un « remplissage » d'une alvéole avec du matériau isolant ne signifie pas que l'alvéole est complètement remplie de matériau isolant. Par « unité produisant de l'énergie calorifique », on envisage non seulement les unités qui sont spécifiquement prévues pour générer de l'énergie calorifique, comme une tour solaire, mais aussi les unités dont le fonctionnement génère de l'énergie calorifique, par exemple un compresseur. Le terme « installation thermique » est également à comprendre au sens large, comme signifiant toute installation comportant une unité produisant de l'énergie calorifique.
Le terme « consommateur d'énergie calorifique » désigne un élément capable de recevoir de l'énergie calorifique. Il peut notamment en résulter une augmentation de la température du consommateur (par exemple dans le cas de chauffage d'un bâtiment) et/ou une transformation en énergie mécanique (par exemple dans une turbine à gaz). Dans la présente description, par souci de clarté, on appelle « fluide caloporteur de charge » et « fluide caloporteur de décharge » le fluide caloporteur circulant dans le régénérateur pendant une phase de charge et pendant une phase de décharge, respectivement. Par « lit » d'éléments de stockage d'énergie, on entend un ensemble de tels éléments au moins en partie superposés les uns sur les autres. Par « préforme », on entend classiquement un ensemble de particules liées au moyen d'un liant, généralement temporaire, et dont la microstructure va évoluer lors du frittage. On appelle « frittage » un traitement thermique par lequel des particules d'une préforme se transforment pour former une matrice liant entre elles d'autres particules de ladite préforme. Par souci de clarté, on appelle « boue rouge » le sous-produit liquide ou pâteux issu d'un procédé de fabrication d'alumine et le produit correspondant séché.
Les teneurs en oxydes se rapportent aux teneurs globales pour chacun des éléments chimiques correspondants, exprimées sous la forme de l'oxyde le plus stable, selon la convention habituelle de l'industrie. Sauf indication contraire, tous 'les pourcentages sont des pourcentages massiques sur la base des oxydes.
Par « contenant un », « comprenant un » ou « comportant un », on entend « comportant au moins un », sauf indication contraire. Descripli_ n détaillée Installation thermique Une installation thermique 2 selon l'invention, comme représentée sur les figures la et lb, comprend une unité produisant de l'énergie calorifique 4, optionnellement un consommateur d'énergie calorifique 6, un dispositif de circulation 7, optionnellement une cavité non représentée, et un régénérateur 10.
L'unité produise,....: de l'énergie 4 peut être prévue pour produire de l'énergie calorifique, par exemple être un four ou une tour solaire. Ledit dispositif de circulation assure, pendant une phase de charge, une circulation d'un fluide caloporteur de charge depuis l'unité produisant de l'énergie calorifique jusqu'au régénérateur, puis à travers ledit régénérateur. Dans un mode de réalisation, l'unité produisant de l'énergie calorifique comporte, voire est constituée par un compresseur, par exemple alimenté mécaniquement ou électriquement par une usine d'incinération ou une centrale de production d'électricité, en particulier une centrale thermique, à énergie solaire, à énergie éolienne, à énergie hydroélectrique, ou à énergie marée-motrice. La compression d'un fluide gazeux, de préférence adiabatique, conduit à y stocker de l'énergie par augmentation de sa pression et de sa température. L'énergie résultant de l'augmentation de pression peut être stockée en conservant le fluide sous pression. La restitution de cette énergie peut résulter d'une détente, par exemple dans une turbine. L'énergie résultant de l'augmentation de la température peut être stockée dans un régénérateur selon l'invention. La restitution de cette énergie résulte alors d'un échange thermique avec le régénérateur. L'énergie calorifique peut être un sous-produit de production, c'est-à-dire ne pas être recherchée en tant qtie telle. De préférence, l'unité produisant de l'énergie calorifique produit plus de 50 kW, voire plus de 100 kW d'énergie calorifique, voire plus de 300 kW, voire plus de 1 MW, voire plus de 5 MW. L'invention est en effet particulièrement destinée à des installations industrielles de forte puissance.
L'unité produisant de l'énergie calorifique peut comporter un échangeur thermique adapté pour assurer un échange thermique, direct ou indirect, avec le régénérateur. De préférence, une installation thermique selon l'invention comporte n consommateur d'énarje calorique 6, ledit dispositif de circulation assurant, pendant une phase de décharge, une circulation d'un fluide caloporteur de décharge à travers ledit régénérateur, puis depuis ledit régénérateur jusqu'au consommateur d'énergie calorifique. Le consommateur d'énergie calorifique 6 peut être notamment un bâtiment ou un ensemble de bâtiments, un réservoir, un bassin, une turbine couplée à un alternateur afin de générer de l'électricité, une installation industrielle consommant de la vapeur d'eau, comme par exemple une installation de fabrication de pâte à papier.
Dans le mode de réalisation représenté, le consommateur d'énergie calorifique 6 comporte un échangeur thermique 6a adapté pour assurer un échange thermique entre du fluide caloporteur de décharge provenant du régénérateur 10 (figure 1b) et un circuit secondaire 6b dans lequel circule un fluide caloporteur secondaire. Le circuit secondaire est configuré pour permettre une mise en relation d'échange thermique de l'échangeur thermique 6a avec, par exemple, un bâtiment 6c. Le disp_sit..: de circulation 7 comporte un circuit de charge 7a et un circuit de décharge 7b à travers lesquels peuvent circuler un fluide caloporteur de charge et un fluide caloporteur de décharge, respectivement. Ces circuits de charge et de décharge permettent de mettre en relation d'échange thermique l'unité produisant de l'énergie calorifique 4 et le régénérateur 10 péndant la phase de charge, et le régénérateur 10 et le consommateur d'énergie calorifique 6 pendant la phase de décharge, respectivement. Le dispositif de circulation 7 comporte classiquement un ensemble de canalisations, de vannes et de pompes/ventilateurs/extracteurs commandés de manière à pouvoir sélectivement mettre en communication le régénérateur 10 avec l'unité produisant de l'énergie calorifique de manière qu'il puisse recevoir le fluide caloporteur de charge sortant de ladite unité, pendant une phase de charge (circuit 7a), et avec le consommateur d'énergie calorifique de manière que le fluide caloporteur de décharge réchauffé sortant du régénérateur puisse transférer de l'énergie calorifique audit consommateur, pendant une phase de décharge (circuit 7b), et de manière à pouvoir forcer la circulation du fluide caloporteur de charge (flèches sur la figure la) et/ou du fluide caloporteur de décharge (flèches sur la figure lb) à travers le régénérateur.
La température du fluide caloporteur de charge entrant dans le régénérateur lors d'une phase de charge est de préférénce inférieure à 1000°C, voire inférieure à 800°C, et/ou de préférence supérieure à 350°C, voire supérieure à 500°C. Les fluides caloporteurs de charge et de décharge peuvent être de même nature ou non. Le fluide caloporteur de charge et/ou le fluide caloporteur de décharge peuvent être un gaz, par exemple de l'air, de la vapeur d'eau, ou un gaz caloporteur, ou être un liquide, par exemple de l'eau ou une huile thermique. Dans un mode de réalisation, les éléments de stockage d'énergie sont en contact, permanent ou temporaire, avec un liquide acide de pH inférieur à 6, voire inférieur à 5,5, voire inférieur à 5, voire inférieur à 4,5, voire inférieur à 4, notamment aqueux. L'invention est en effet particulièrement avantageuse dans ces conditions.
L'invention n'est pas cependant pas limitée à des fluides caloporteurs particuliers. De préférence, en particulier lorsque les fluides caloporteurs de charge et de décharge sont de même nature et lorsque le fluide caloporteur de charge a subi une augmentation de pression, par exemple jusqu'à 50 bar, voire 100 bar, voire 150 bar, l'installation thermique peut comporter une ca iii' de stockage temporaire du fluide caloporteur de charge sortant refroidi du régénérateur. Le volume de la cavité est typiquement supérieur à 20 000 m3, voire supérieur à 100 000 m3. La cavité est de préférence faiblement perméable, voire étanche au fluide caloporteur de charge.
Le Kenérateur 10, représenté plus en détail sur la figure 2, comporte un lit 11 d'éléments de stockage d'énergie 12 disposé dans une enceinte 14. Lit d'éléments de stockage d'énergie De préférence, le régénérateur est à chaleur sensible, c'est-à-dire que le matériau des éléments de stockage d'énergie et les températures de charge et de décharge sont déterminés de manière que les éléments de stockage d'énergie restent solides pendant le fonctionnement de l'installation thermique. C'est en effet dans un régénérateur à chaleur sensible que les probabilités de condensation du fluide caloporteur sont les plus grandes. De préférence, le matériau des éléments de stockage d'énergie incorpore des résidus de production de l'alumine, notamment suivant le procédé Bayer, ce procédé étant notamment décrit dans « Les techniques de l'ingénieur », article « métallurgie extractive de l'aluminium », référence M2340, éditions T.I., publié le 10 janvier 1992 (en particulier le chapitre 6 commençant en page M2340-13 et la figure 7 en page M2340-15). De préférence, les éléments de stockage d'énergie sont obtenus par frittage d'une préforme résultant de la mise en forme d'une charge de départ comportant plus de 10%, de préférence plus de 30%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, de préférence plus de 80% de boues rouges issues de la mise en oeuvre d'un procédé Bayer, en pourcentage massique sur la base de la matière sèche de la charge de départ. Lesdites boues rouges peuvent être éventuellement transformées avant utilisation, par exemple lors d'étapes de lavage et/ou de séchage.
De préférence. les éléments de stockage d'énergie présentent l'analyse chimique suivante, en pourcentage massique sur la base des oxydes et pour un total de 100% : 25% < Fe203 < 70%, de préférence Fe203 < 65%, voire Fe203 < 60% et/ou de préférence Fe203 > 30%, de préférence Fe203 > 35%, de préférence Fe203 > 40%, voire Fe203 > 45%, voire Fe203 > 50%, et 5% < A1203 < 30%, de préférence A1203 < 20%, et Cao < 20%, et TiO2 < 25%, de préférence TiO2 < 20%, de préférence TiO2 < 15%, et 3% < Si02 < 50%, de préférence Si02 < 40%, de préférence Si02 < 30%, de préférence Si02 < 20%, de préférence Si02 < 15%, et Na20 + K20 < 10%, voire Na20 + K20 < 5%, et Fe203 + A1203 + CaO + TiO2' + Si02 + Na20 + K20 > 80%, de préférence Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 85%, voire Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 90%, voire Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 95% et autres oxydes : complément à 100%. De préférence, les éléments de stockage d'énergie sont constitués pour plus de 90%, de préférence pour plus de 95%, de préférence pour plus de 99% d'oxydes. De préférence, les éléments de stockage d'énergie sont en un matériau fritté, de préférence 15 à une température comprise entre 1000°C et 1500°C, de préférence pendant un temps de maintien à cette température supérieur à 0,5 heure et de préférence inférieur à 12 heures, et de préférence dans une atmosphère oxydante, de préférence sous air. Les.formes et les dimensions des éléments de stockage d'énergie 12 ne sont pas limitatives. De préférence cependant, la plus petite dimension d'un élément de stockage d'énergie est 20 supérieure à 0,5 mm, voire supérieure à 1 mm, voire supérieure à 5 mm, voire supérieure à 1 cm et/ou de préférence inférieure à 50 cm, de préférence inférieure à 25 cm, de préférence inférieure à 20 cm, de préférence inférieure à 15 cm. De préférence la plus grande dimension d'un élément de stockage est inférieure à 10 mètres, de préférence inférieure à 5 mètres, de préférence inférieure à 1 mètre. 25 Les éléments de stockage d'énergie 12 peuvent notamment prendre la forme de boulets et/ou de granules et/ou de briques pleines et/ou de briques ajourées, et/ou d'éléments cruciformes et/ou d'éléments double cruciformes et/oU d'éléments pleins et/ou d'éléments ajourés tels que ceux décrits dans US 6,889,963 et/ou décrits dans US 6,699,562. Les éléments de stockage d'énergie sont regroupés dans l'enceinte 14 de manière à 30 constituer le lit 11. Le lit peut être organisé, par exemple par appareillage des éléments de stockage d'énergie, ou être désorganisé (« vrac »). Par exemple, le lit peut se présenter sous la forme d'une masse de pièces broyées (sans forme particulière, comme une masse de cailloux).
La hauteur du lit est de préférence supérieure à 1m, de préférence supérieure à 5 m, de. préférence supérieure à 15 m, de préférence supérieure 25 m, voire supérieure à 35 m, voire supérieure 50 m. La masse du lit est de préférence supérieure à 700 T, de préférence supérieure à 2000 T, de 5 préférence supérieure à 4000 T, de préférence supérieure à 5000 T, de préférence supérieure à 7000 T. Enceinte L'enceinte 14 est pourvue d'une ouverture supérieure 16 et d'une ouverture inférieure 18. Dans un mode de réalisation, l'ouverture du régénérateur par laquelle du fluide caloporteur 10 de charge entre dans le régénérateur lors d'une phase de charge est celle par laquelle du fluide caloporteur de décharge réchauffé sort du régénérateur lors d'une phase de décharge. Réciproquement, l'ouverture du régénérateur par laquelle du fluide caloporteur de décharge à réchauffer entre dans le régénérateur lors d'une phase de décharge est celle par laquelle du fluide caloporteur de charge refroidi sort du régénérateur lors d'une phase de charge. 15 De préférence, l'ouverture du régénérateur par laquelle le fluide caloporteur de décharge à réchauffer entre dans le régénérateur est l'ouverture inférieure 18 du régénérateur. De préférence, l'ouverture du régénérateur par laquelle le fluide caloporteur de décharge réchauffé sort du régénérateur est l'ouverture supérieure 16 du régénérateur. L'enceinte 14 comporte classiquement une coque 20, classiquement métallique, par 20 exemple en un acier inoxydable, ou en un acier au carbone. La coque peut être également constituée par la paroi d'une cavité naturelle ou creusée artificiellement, éventuellement pourvue d'un revêtement intérieur permettant de renforcer ladite paroi et/ou de niveler la surface en contact avec les éléments de stockage d'énergie. La paroi de la cavité naturelle peut être notamment en roche. 25 Un système de refroidissement, non représenté, peut être prévu à l'extérieur de la coque, en particulier si le régénérateur est enterré. Ce système peut par exemple assurer une circulation d'air ou d'un liquide, notamment d'eau. Intérieurement, la coque 20 est isolée par une couche isolante 24 selon l'invention, en contact avec les éléments de stockage d'énergie. 30 La paroi de la coque est constituée d'une paroi supérieure 30, une paroi inférieure 32 et d'une paroi latérale 34.
De préférence, la couche isolante s'étend sur plus de 70%, de préférence plus de 80%, de préférence plus de 90%, de préférence plus de 95%, de préférence sur sensiblement 100% de la surface de la paroi latérale de la coque, voire de la surface totale de la coque. L'épaisseur minimale, voire l'épaisseur moyenne, de la couche isolante (mesurée de l'intérieur du régénérateur vers l'extérieur du régénérateur) est de préférence supérieure à 100 mm, de préférence supérieure à 150 mm, de préférence supérieure 200 mm, de préférence supérieure à 300 mm, de préférence supérieure à 400 mm, et/ou inférieure à 700 mm, de préférence inférieure à 600 mm. De préférence, la couche isolante est adaptée de manière que les pertes thermiques du régénérateur, dans les conditions d'exploitation, à la fin d'un cycle de charge et de décharge soient inférieures à 5%, c'est-à-dire que l'énergie restituée à la fin de la phase de décharge soit supérieure à 95% de l'énergie totale injectée dans le régénérateur à la fin de la phase de charge. De préférence, ces pertes sont inférieures à 3%, de préférence inférieures à 1%, de préférence, le temps entre la fin d'Une phase de charge et le début de la phase de décharge étant inférieur à 48 heures, de préférence inférieur à 24h. La résistance thermique de la couche isolante est de préférence supérieure à 1 m2. préférence supérieure à 1,2 m2. , voire supérieure à 1,3 m2. La couche isolante comporte une ossature, en un « matériau d'ossature », définissant une pluralité d'alvéoles remplies, au moins en partie, par un matériau isolant.
Lors du fonctionnement du régénérateur, et en particulier lorsqu'un fluide caloporteur est de !'air humide, les condensats de l'humidité de l'air corrodent les matériaux du régénérateur. Plus encore, à hautes pressions, l'eau présente dans l'air peut se condenser et se mélanger avec les autres condensats ou polluants présents. Ces derniers peuvent ainsi rendre l'eau acide et donc corrosive.
Outre les contraintes imposées par les fluides caloporteurs, et notamment l'environnement éventuellement corrosif, les éléments de stockage d'énergie imposent des contraintes physiques à la paroi de l'enceinte avec laquelle ils sont en contact, et en particulier des contraintes résultant de leur dilatation thermique et du poinçonnement qu'ils génèrent lorsqu'ils sont disposés en vrac dans le régénérateur.
L'ossature forme avantageusement une barrière de protection du matériau isolant., Avantageusement, le choix du matériau isolant n'est donc plus imposé par l'environnement au sein du régénérateur. La structure de l'ossature, la nature du matériau d'ossature, le nombre d'alvéoles,' le volume des alvéoles, la densité volumique des alvéoles (nombre d'alvéoles par m3), l'orientation des alvéoles, la àomposition chimique du matériau isolant, la structure physique du matériau isolant, la densité du matériau isolant et le taux de remplissage sont de préférence adaptés aux contraintes locales d'isolation dans le régénérateur. Un régénérateur selon l'invention peut ainsi avantageusement comporter une couche isolante présentant profil thermique parfaitement adapté, ce qui permet donc d'optimiser le coût du régénérateur. Ossature i'_ssature Le matériau d'ossature est de préférence un matériau céramique. Le matériau d'ossature est de préférence composé d'oxydes pour plus de 90%, de 10 préférence pour plus de 95%, de préférence pour plus de 99%, de préférence pour sensiblement 100% de sa masse. De préférence, les oxydes du matériau d'ossature sont polycristallins. Dans un mode de réalisation, le matériau d'ossature présente l'analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% : 15 Fe203 > 25%, de préférence Fe203 > 30%, de préférence Fe203 > 35%, de préférence Fe203 > 40%, voire Fe203 > 45%, et Fe203 < 70%, de préférence Fe203 < 65%, voire Fe203 < 60%, et - 5% <A103 < 30%, de préférence A1203 < 25%, de préférence A1203 < 20%, et - CaO < 20%, et de préférence CaO > 3%, voire CaO > 5%, voire CaO > 10%, et 20 - TiO2 < 25%, de préférence TiO2 < 20%, de préférence TiO2 < 15%, et Ti02 > 5%, voire T102> 10%, et - Si02 > 3%, de préférence Si02 > 5%, voire Si02 > 8%, et Si02 < 50%, de préférence Si02 < 40%, de préférence Si02 < 30%, de préférence Si02 < 20%, de préférence Si02 < 15%, et 25 Na20 + K20 < 10%, de préférence Na20 + K20 < 5%, et autres oxydes < 20%, de préférence autres oxydes < 10%, de préférence autres oxydes < 5%, de préférence autres oxydes < 3%. De préférence, Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02'+ Na20 + K20 > 40%, Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 50%, Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 30 > 60%, Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 70%, Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 80%, de préférence Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 85%, voire Fe203 + A1203 + CaO + TiO2 + Si02 + Na20 + K20 > 90%.
De préférence, les autres oxydes comportent pour plus de 90% de leur masse, voire sont constitués d'un oxyde choisi parmi l'oxyde de bore, les oxydes de cuivre, les oxydes de fer autres que Fe203, et leurs mélanges. Le matériau d'ossature peut par exemple être de l'ilménite, une argile, ou une bauxite.
Dans un mode de réalisation, le matériau d'ossature contient plus de 50%, de préférence plus de 60%, de préférence plus de 70%, voire plus de 80%, voire plus de 90% en masse de spinelle alumino-magnésien, par exemple MgA1204, et/ou de stéatite, et/ou de forstérite M92SiO4, et/ou d'ilménite FeTiO3, 'et/ou d'oxydes de fer. De préférence, le complément massique à 100% comporte pour plus de 90% de sa masse, voire est constitué d'un oxyde choisi parmi l'oxyde de bore, l'oxyde de sodium, les oxydes de cuivre, les oxydes de fer, la silice, l'alumine et leurs mélanges, et/ou d'un composé de ces oxydes. De préférence, le complément massique à 100% comporte pour plus de 90% de sa masse, voire est constitué de silice, d'oxydes de fer ou de leurs mélanges, et/ou d'un composé de ces oxydes. Dans un mode de réalisation, le matériau d'ossature est chimiquement sensiblement identique au matériau constituant les éléments de stockage d'énergie. Avantageusement, les contraintes thermomécaniques lors du cyclage thermique sont diminuées. L'épaisseur minimale de matériau d'ossature séparant les alvéoles et le volume intérieur de l'enceinte dans lequel sont disposés les éléments de stockage d'énergie est de préférence supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 5 mm. L'épaisseur maximale de matériau d'ossature séparant les alvéoles et le volume intérieur de l'enceinte dans lequel sont disposés les éléments de stockage d'énergie est de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 15 mm, voire inférieure à 12 mm. La porosité ouverte du matériau d'ossature est de préférence inférieure à 20%, de préférence inférieure à 18%, voire inférieure à 15%, voire inférieure à 10%.
La résistance à la compression du matériau d'ossature est de préférence supérieure à lOMPa, de préférence supérieure à 20MPa, de préférence supérieure à 50MPa. La résistance pyroscopique du matériau d'ossature est de préférence supérieure à 700°C, voire supérieure à 800°C, voire supérieure à 900°C, voire supérieure à 1000°C. Alv;o:.s Les alvéoles permettent de multiplier les formes possibles du matériau isolant. Par exemple, le matériau isolant peut se présenter sous la forme d'une poudre ou d'un mat fibreux. La forme et le nombre des alvéoles ne sont pas limitatifs.
Les alvéoles peuvent en particulier être tubulaires, par exemple polyédriques. L'axe d'une alvéole tubulaire, qui définit sa longueur, peut être rectiligne ou courbe. La section transversale d'une alvéole (c'est-à-dire perpendiculairement à son axe) peut être circulaire ou non. Elle peut par exemple être parallélépipédique, en particulier parallélépipédique rectangle, comme représenté. La section transversale d'une alvéole tubulaire peut être constante suivant sa longueur, notamment lorsqu'elle a été formée par extrusion, ou non. Les alvéoles peuvent être fermées, borgnes, ou traversantes, de préférence traversantes. Par « borgne », on entend qu'une alvéole comporte un fond et une paroi latérale s'étendant à partir du fond de manière à former un récipient. Avantageusement, les alvéoles traversantes évitent les ponts thermiques et améliorent les performances thermiques du régénérateur. De préférence, plus de 50%, plus de 70%, plus de 80%, plus de 90%, voire 100% en nombre des alvéoles contenant du matériau isolant sont traversantes.
Les alvéoles peuvent également être de forme complexe. Par exemple, leur surface peut présenter des renflements ou des aspérités, notamment pour limiter l'affaissement du matériau isolant. La plus grande dimension d'une alvéole quelconque est de préférence inférieure à 50 cm, de préférence inférieure à 40 cm, de préférence inférieure à 30 cm, voire inférieure à 20 cm et 20 de préférence supérieure à 2 cm, voire 4 cm. La plus petite dimension d'une alvéole quelconque est de préférence supérieure à 1 cm, de préférence supérieure à 2 cm et de préférence inférieure à 50 cm, de préférence inférieure à 40 cm, de préférence inférieure à 30 cm, voire inférieure à 20 cm. Les alvéoles peuvent avoir toutes le même volume ou non. Le volume d'une alvéole peut en 25 particulier être adapté au matériau isolant, mais aussi à son emplacement dans le régénérateur. Le volume d'une alvéole quelconque est de préférence supérieur à 10 cm3, de préférence supérieur à 25 cm3, de préférence supérieur à 50 cm3 et/ou inférieur à 125 000 cm3, de préférence inférieur à 100 000 cm3, de préférence inférieur à 75 000 cm3, de préférence 30 inférieur à 50 000 cm3, voire inférieur à 25 000 cm3, voire inférieure à 15000 cm3, voire inférieure à 10000 cm3, voire inférieure à 5000 cm3, voire inférieure à 2000 cm3. Un faible volume d'alvéole limite la quantité maximale de matériau isolant que l'alvéole peut contenir, et donc le risque d'affaissement de ce matériau isolant.
Il peut être préférable de ménager des alvéoles de petit volume, mais complément remplies, plutôt que des alvéoles plus volumineuses, mais partiellement remplies. De préférence, les alvéoles représentent plus de 50%, plus de 70%, voire plus de 80% ou plus de 90% du volume défini par l'ossature.
La densité surfacique d'alvéoles est de préférence supérieure à 40% et/ou inférieure à 90%, voire inférieure à 80%, par mètre carré de couche isolante. La densité volumique d'alvéoles est de préférence supérieure à 40% et/ou inférieure à 90%, voire inférieure à 80% par mètre cube de couche isolante. De préférence, plus de 50%, plus de 70%, plus de 80%, plus de 90%, voire 100% en nombre des alvéoles, sont remplies, au moins partiellement, de préférence complètement, par du matériau isolant. Le taux de remplissage d'une alvéole contenant du matériau isolant (c'est-à-dire le volume du matériau isolant divisé par le volume de l'alvéole) peut être supérieur à 50%, supérieur à 60%, supérieur à 70%, supérieur à 80%, supérieur à 90%, voire, de préférence, sensiblement de 100%. De préférence, les alvéoles sont dimensionnées et/ou remplies de matériau isolant de manière que la plus grande dimension du volume vide au sein d'une alvéole quelconque soit inférieure à 50 cm, de préférence inférieure à 40 cm, de préférence inférieure à 30 cm, de préférence inférieure à 20 cm, de préférence inférieure à 10 . De préférence, les alvéoles sont dimensionnées et/ou remplies de matériau isolant de manière que la longueur du volume vide au sein d'une alvéole quelconque soit inférieure à 50 cm, de préférence inférieure à 40 cm, de préférence inférieure à 30 cm, de préférence inférieure à 20 cm, de préférence inférieure à 10 cm, la longueur étant mesurée suivant l'axe du régénérateur correspondant à la direction générale d'écoulement des fluides caloporteurs de charge et de décharge. De manière particulièrement avantageuse, la circulation de gaz au sein de la couche isolante, en particulier du fait des gradients élevés de température, notamment suivant la longueur du régénérateur, est ainsi réduite. L'orientation des alvéoles peut être quelconque. Dans un mode de réalisation, toutes les alvéoles sont parallèles les unes aux autres, par exemple suivant la direction de la longueur du régénérateur. De préférence, les alvéoles sont agencées de manière que toute droite fictive traversant la couche isolante suivant la direction de l'épaisseur de ladite couche isolante traverse nécessairement au moins une alvéole.
L'ossature peut être une pièce monobloc, en particulier si le régénérateur est de petites dimensions. L'ossature est de préférence constituée par un appareillage de pièces de forme, ou « blocs d'ossature », la forme des blocs d'ossature n'étant pas limitative. De préférence, les blocs d'ossature sont jointoyés, de préférence avec un matériau de jointoiement comme un coulis, un mortier ou un pisé, les techniques de jointoiement étant connues de l'homme du métier. La paroi latérale du régénérateur peut également comporter des joints de dilatation dans la couche isolante.
De préférence, la teneur en A1203 du matériau de jointoiement est supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, voire supérieure à 95%, en pourcentage massique sur la base des oxydes. Dans un mode de réalisation préféré, les blocs d'ossature sont fabriqués et remplis de matériau isolant avant d'être livrés et assemblés pour former la couche isolante. La construction du régénérateur en est ainsi accélérée et d'un coût réduit. Dans un mode de réalisation, les blocs d'ossature sont fabriqués, livrés et assemblés pour former l'ossature avant que leurs alvéoles ne soient remplies de matériau isolant. Ji.:_jriau isolant Le matériau isolant est de préférence choisi dans le groupe constitué par les matériaux céramiques, les matériaux polymères, et leurs mélanges. De préférence, le matériau isolant est un matériau céramique. De préférence, le matériau isolant est composé d'oxydes pour plus de 90%, de préférence pour plus. de 95%, de p :4érence pour plus de 99%, de préférence pour sensiblement 100% de sa masse.
De préférence, le matériau isolant présente une composition chimique telle que Fe203 A1203 + S102 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K20 > 60%, de préférence Fe203 A1203 + Si02 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K20 > 70%, de préfé once Fe203 A1203 + Si02 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K20 > 80%, de préférence Fe203 + A1203 + Si02 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K20 > 90%, en pourcentage massique sur la base des oxydes. De préférence encore, le matériau isolant présente une composition chimique telle que Fe203 + A1203 + Si02 + B203 + Na20 + CaO + K20 > 60%, de préférence Fe203 + A1203 + Si02 + B203 + Na20 + CaO + K20 > 70%, de préférence Fe203 + A1203 + Si02 + B203 + Na20 + CaO + K20 > 80%, de préférence Fe203 + A1203 + Si02 + B203 + Na20 + CaO + K2O > 90%, en pourcentage massique sur la base des oxydes. De préférence, le complément à 100% est composé d'oxydes, de préférence choisis parmi BaO, Ti02, P205 et leurs mélanges.
Le matériau isolant doit être adapté à la température maximale à laquelle il est utilisé. Ainsi, de la fibre de laine de verre n'est pas utilisable si le matériau isolant est exposé à une température supérieure à 400°C, voire supérieure à 350°C. La conductivité thermique du matériau isolant, dans la couche isolante, entre 20°C et 800°C est de préférence inférieure de plus de 20%, de plus de 50%, de plus de 100%, de plus de 200%, de plus de 300%, de plus de 400% à celle du matériau d'ossature. De préférence, la conductivité thermique mesurée à 20°C est inférieure à 1 W/m.K, inférieure à 0,5 W/m.K, de préférence inférieure à 0,4 W/m.K, de préférence inférieure à 0,2 W/m.K. Dans un mode de réalisation particulier, la conductivité thermique du matériau isolant entre 20°C et 800°C est inférieure à 0,5 W/m.K, de préférence inférieure à 0,2 W/m.K, et ['épaisseur moyenne ci la couche isolante est supérieure à 300 mm, de préférence supérieure à 400 mm. Le coefficient de dilatation thermique linéaire du matériau isolant, mesuré à 500°C, est de préférence inférieur à 15.10 °C-1, de préférence inférieur à 10.10-6 °C-1, voire inférieur à 8.10 Dans un mode de réalisation, la différence entre les coefficients de dilatation thermique des matériaux isolant et d'ossature, à 500°C, est inférieure à 10%, de préférence inférieure à 5%, du coefficient de dilatation thermique du matériau isolant. Dans un mode de réalisation, les coefficients de dilatation thermique des matériaux isolant et d'ossature à 500°C sont sensiblement identiques. L'isolation et la durabilité en sont 25 améliorées. Dans un mode de réalisation, le matériau d'ossature et le matériau isolant sont chimiquement sensiblement identiques. Par exemple, le matériau isolant est une mousse en la même matière que le matériau d'ossature. Dans un mode de réalisation préféré, le matériau d'ossature est chimiquement sensiblement 30 identique au matériau isolant et au matériau constituant les éléments de stockage d'énergie. L'homme du métier sait comment modifier la conductivité thermique, la résistance mécanique à la compression et le coefficient de dilatation thermique linéaire du matériau isolant.
La structure physique du matériau isolant peut être quelconque, par exemple rigide, poudreuse, ou fibreuse. Le matériau isolant peut être par exemple un produit fondu, coulé ou fritté. Le matériau isolant peut être notamment un mortier, un béton, de préférence autoplaçant, un pisé, sec ou humide. Dans un mode de réalisation, le matériau isolant est un béton. La mise en forme du matériau isolant peut résulter d'un coulage, en particulier d'un coulage sous vibration, d'un pressage, en particulier d'un pressage sous vibration, d'un pressage à froid, d'un pressage en pâte plastique, ou d'un pressage isostatique, d'un damage, d'une extrusion, en particulier une co-extrusicin permettant de réaliser l'ossature et de mettre en place le matériau isolant en une même étape de procédé, d'une granulation ou d'une combinaison de ces techniques bien connues. Dans un mode de réalisation, la mise en forme du matériau isolant résulte d'un coulage sous vibration ou d'un pressage. Dans un mode de réalisation, le matériau isolant est un pisé sec mis en place par damage ou par simple coulage.
Les alvéoles rendent possible l'utilisation d'un matériau isolant de structure non rigide, par exemple se présentant sous la forme d'une poudre ou de fibres. Le matériau isolant peut être également, par exemple, une mousse. Le matériau isolant peut présenter une élasticité favorisant son maintien dans l'alvéole dans laquelle il est disposé. De préférence, le matériau' isolant est choisi dans le groupe formé par : les poudres, par exemple un pisé sec, de préférence comportant de l'alumine et/ou de la silice et/ou des aluminosilicates et/ou de la zircone et/ou de l'oxyde de fer Fe203 et/ou des hydroxydes métalliques, de préférence les poudres comportant une teneur en alumine + silice + zircone + oxyde de fer Fe203 supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70%, de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 90%, en pourcentage massique sur la base des oxydes ; les mélanges de fibres, comme les fibres de verre, les fibres de laine de roche, les fibres d'alumine et leurs mélanges, de préférence les fibres de verre, les fibres de laine de roche, de préférence encore les fibres de laine de roche ; les mousses, en particulier : les bétons ou mortiers moussés à liant hydraulique, ledit liant hydraulique pouvant être choisi parmi les ciments, de préférence les ciments alumineux et/ou les ciments Portland et/ou les ciments fondus, le plâtre, les géopolymères et leurs mélanges. De préférence, lesdits bétons ou mortiers comportent de l'alumine et/ou de la silice et/ou des aluminosilicates et/ou de la zircone et/ou de l'oxyde de fer Fe203 et/ou des hydroxydes métalliques et/ou CaO, de préférence lesdits bétons ou mortiers comportent une teneur en alumine + silice + zircone + oxyde de fer Fe203 + CaO supérieure à 60%, de p Hé ance supérieure à 70%, de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 90%, en pourcentage massique sur la base des oxydes ; - les mousses comportant de l'alumine et/ou de la silice et/ou des aluminosilicates et/ou de la zircone et/ou de l'oxyde de fer Fe203 et/ou des hydroxydes métalliques, de préférence les mousses comportant une teneur en alumine + silice + zircone + oxyde de fer Fe203 supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70%, de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 90%, en pourcentage massique sur la base des oxydes ; et leurs mélanges. De préférence, le matériau isolant présente la structure physique d'une mousse ou d'un mélange de fibres. Dans un mode de réalisation, le matériau isolant est de la fibre de laine de roche. Dans un mode de réalisation, le matériau isolant est une mousse céramique. Tous les procédés connus de l'homme du métier pour fabriquer des mousses céramiques peuvent être utilisés, notamment ceux faisant intervenir le moussage d'une barbotine, ou la mise en oeuvre d'un agent porogène ou d'un élément susceptible de former un gaz lors d'un traitement thermique ou d'une réaction chimique, générant ainsi ladite mousse. Dans un mode de réalisation, le matériau isolant est de la fibre de verre et/ou de la fibre de laine de roche et la densité apparente du matériau isolant est comprise entre 20 et 100 kg/m3.
Dans un mode de réalisation, le matériau isolant est une mousse, en particulier un béton moussé ou un mortier moussé, et la densité apparente du matériau isolant est supérieure à 100 kg/m3, de préférence supérieure à 500 kg/m3 et de préférence inférieure à 2000 kg/m3, de préférence inférieure 1500 kg/m3. Le matériau isolant peut adhérer ou non à la paroi des alvéoles. Par exemple une masse solide et non collante de matériau isolant peut être introduite dans une alvéole. Il est alors préférable que l'alvéole soit en forme de récipient. De préférence, le remplissage des alvéoles avec le matériau isolant s'effectue par coulage d'une barbotine moussée ou une barbotine précurseur de mousse, ou par emboutissage, la mousse étant préalablement formée, taillée aux dimensions des alvéoles, puis insérée dans ces dernières.
De préférence, le matériau isolant, de préférence une mousse céramique, est mis en place dans les alvéoles de l'ossature, en particulier de blocs d'ossature, avant frittage de ladite ossature ou desdits blocs d'ossature. Blocs d'ossa e L'ossature peut comporter, voire être constituée par un assemblage de blocs d'ossature définissant des cellules, au moins une partie des cellules étant remplies, au moins partiellement, de matériau isolant. La forme des blocs d'ossature peut être quelconque. Par exemple, un bloc d'ossature peut prendre la forme d'un polyèdre, régulier ou non, de préférence convexe. Le nombre de faces peut être notamment compris entre 3 et 10, de préférence entre 4 et 8, voire inférieur à 6. Un bloc d'ossature peut notamment présenter la forme d'une brique, par exemple de base parallélépipédique, éventuellement carrée ou rectangulaire. Les blocs d'ossature peuvent en particulier prendre la forme d'hexaèdres, de claveaux, de coins. Ils peuvent présenter un rayon de courbure de préférence supérieur à 1 m et de préférence inférieur à 10 m.
Le remplissage des cellules d'un bloc d'ossature peut être réalisé in situ, lors de la fabrication de la couche isolante. Par exemple, des blocs d'ossature présentant des cellules ouvertes en face supérieure, voire en face inférieure, peuvent être assemblés de manière classique, à la manière des briques d'un mur. Les cellules d'une rangée de blocs d'ossature sont alors remplies avant que leur face supérieure ne soit recouverte d'un joint, puis de la rangée suivante de blocs d'ossature. Les alvéoles de la couche isolante sont alors définies par les cellules des blocs d'ossature. Bien que ce mode de réalisation ne soit pas préféré, les blocs d'ossature peuvent être également assemblés de manière que des cellules de différents blocs d'ossature soient en communication. Plusieurs cellules de blocs définissent ainsi une alvéole de la couche isolante. Cette alvéole peut être remplie après assemblage des blocs d'ossature ou, de préférence, au fur et à mesure de l'assemblage des blocs d'ossature, ce qui assure un remplissage homogène. Dans le mode de réalisation préféré, les cellules sont remplies de matériau isolant préalablement à la fabrication de la couche isolante.
Toutes les cellules d'un même bloc d'ossature peuvent présenter la même forme, ou non. Dans un mode de réalisation, les cloisons séparant les cellules d'un bloc d'ossature présentent des épaisseurs moyennes sensiblement identiques. De préférence, l'épaisseur des cloisons séparant les cellules d'un bloc d'ossature est sensiblement constante.
Dans un autre mode de réalisation, les cloisons séparant les cellules d'un bloc d'ossature présentent des épaisseurs différentes. Par exemple, les cloisons radiales, c'est-à-dire s'étendant sensiblement selon la direction de l'épaisseur de la couche isolante, peuvent être d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des cloisons longitudinales, c'est-à-dire s'étendant sensiblement perpendiculairement à la direction de l'épaisseur de la couche isolante. Avantageusement, l'épaisseur de matériau isolant selon la direction de l'épaisseur de la couche isolante peut être maximale, ce qui permet de maximiser la conductivité thermique radiale tout en conservant une résistance à la compression élevée. L'épaisseur minimale des cloisons, de préférence au moins des cloisons radiales, est de préférence supérieure à 2 mm, voire supérieure à 5 mm. L'épaisseur maximale des cloisons, de préférence au moins des cloisons radiales, est de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 15 mm, voire inférieure à 12 mm, voire inférieure à 10 mm, voire inférieure à 8 mm. Dans un mode de réalisation, l'épaisseur de la couche isolante est formée de n blocs d'ossature, n étant inférieur à 10, voire inférieur à 8, voire inférieur à 5. Dans un mode de réalisation, les blocs d'ossature présentent des formes et/ou des dimensions différentes en fonction de leur position suivant l'épaisseur de la couche isolante. Un bloc d'ossature comporte au moins une cellule, de préférence plusieurs cellules. De préférence, un bloc d'ossature comporte plusieurs cellules selon son épaisseur, c'est-à- dire, après assemblage, de l'intérieur du régénérateur vers l'extérieur du régénérateur. Dans un mode de réalisation, les cellules présentent des formes et/ou des dimensions et/ou un taux de remplissage par le matériau isolant et/ou contiennent des matériaux isolants différents en fonction de la position desdites cellules suivant l'épaisseur du bloc d'ossature et/ou en fonction de la position du bloc d'ossature dans le régénérateur.
Par exemple, le matériau isolant des cellules à proximité de l'intérieur du régénérateur peut être une mousse céramique ou un béton moussé ou un mortier moussé résistant aux hautes températures qui règnent à l'intérieur du régénérateur, alors que le matériau isolant des cellules à proximité de l'extérieur du régénérateur peut être une mousse polymère ou un mélange de fibres de verre.
Dans un mode de réalisation, le taux de remplissage des cellules est fonction de la distance de la cellule par rapport à l'intérieur du régénérateur. Dans, un mode de réalisation, les cellules se trouvant les plus proches de l'intérieur du régénérateur présentent un taux de remplissage supérieur à celui des autres cellules. Dans un mode de réalisation, ces dernières ne sont pas remplies de matériau isolant. 2 98 5 008 23 La figure 3a représente, vu de dessus, un exemple de bloc d'ossature 50 hexaédrique délimité latéralement par une paroi de bloc d'ossature 51 constituée d'une portion de paroi :ntérieure 52, destinée à être en contact avec le volume intérieur de l'enceinte, une portion de paroi extérieure 54, destinée à être en contact avec la coque de l'enceinte et opposée à 5 la portion de paroi intérieure 52, et deux portions de paroi de côté 55 et 56, connectant les portions de paroi intérieure 52 et extérieure 54, destinées à être solidarisées, par l'intermédiaire d'un joint, à des blocs adjacents. Le bloc d'ossature 50 comporte également une cloison radiale de renfort 57, une cloison longitudinale de renfort 58, et des cloisons d'alvéole 60, définissant, éventuellement avec les 10 cloisons radiale et longitudinale, des alvéoles intérieures 62a et extérieures 62b. L'épaisseur des cloisons d'alvéole 60 est inférieure à celles de la paroi de bloc d'ossature 51 et des cloisons radiale et longitudinale de renfort. Les portion de paroi intérieure 52, portion de paroi extérieure 54, portions de paroi de côté 55 et 56, cloison radiale de renfort 57, cloison longitudinale de renfort 58, et cloisons 15 d'alvéole 60 s'étendent toutes parallèlement à l'axe Y du bloc d'ossature 50, perpendiculaire au plan de la feuille. La cloison radiale de renfort 57 coupe perpendiculairement la cloison longitudinale de renfort 58, selon l'axe Y. Les alvéoles intérieures 62a, tubulaires de section carrée, sont disposées selon quatre rangées s'étendant parallèlement à la portion de paroi intérieure 52, entre la portion de paroi 20 intérieure 52 et la cloison longitudinale de renfort 58. Toutes les alvéoles intérieures 62a ou une partie seulement des alvéoles intérieures 62a, de préférence toutes les alvéoles intérieures 62a sont partiellement ou complètement, de préférence complètement remplies d'un premier matériau isolant, non représenté. Les alvéoles extérieures 62b, tubulaires de section rectangulaire, sont disposées selon deux 25 rangées s'étendant parallèlement à la portion de paroi extérieure 54, entre la portion de paroi extérieure 54 et la cloison longitudinale de renfort 58. Toutes les alvéoles extérieures 62b ou une partie seulement des alvéoles extérieures 62b, de préférence toutes les alvéoles extérieures 62b sont partiellement ou complètement, de préférence complètement remplies d'un deuxième matériau isolant, non représenté, identique ou différent du premier matériau 30 isolant. De préférence, les alvéoles intérieures 62a et extérieures 62b sont borgnes, une de leurs extrémités étant obturée par un bouchon, de préférence fermées, chacune de leurs extrémités étant obturée par des bouchons, non représentés. La figure 3b représente un autre exemple de bloc d'ossature 50' hexaédrique qui diffère notamment du bloc d'ossature 50 par le nombre, la forme et l'agencement des alvéoles 62'.
Les alvéoles 62', de section rectangulaire, s'étendent parallèlement aux portions de paroi ntérieure 52' et extérieure 54'. Elles ne sont pas alignées selon la direction de l'épaisseur e de la couche isolante, mais décalées deux à deux, de préférence d'une demi-longueur d'alvéole.
Dans le prolongement des alvéoles 62', des cellules 64', en forme de fraction d'alvéole, par exemple en forme de demi-alvéole, sont ménagées dans les portions de paroi de côté 55' et 56'. Lors de l'assemblage des blocs d'ossature 50', les cellules 64' de deux blocs d'ossature adjacents peuvent être disposées en regard de manière à former des alvéoles. Ce mode de réalisation permet avantageusement de limiter les « ponts thermiques » entre deux blocs d'ossature adjacents. En effet, la couche isolante ne peut plus être fictivement traversée, suivant la direction de son épaisseur, sans traverser une alvéole. Dans un mode de réalisation, les alvéoles formées par mise en regard de cellules 64' de deux blocs d'ossature adjacents sont remplies de matériau isolant après assemblage de ces blocs d'ossature.
Dans un mode de réalisation, les cellules 64' sont remplies de matériau isolant avant assemblage des blocs d'ossature. De préférence, le matériau isolant adhère alors à la surface des cellules 64'. Exemples Les exemples suivants sont fournis à des fins illustratives et non limitatives.
Les analyses chimiques sont réalisées par fluorescence X. La résistance à la compression est déterminée suivant la norme EN993-5. La résistance pyroscopique est déterminée suivant la norme ISO 1893 (affaissement sous charge). Le coefficient de dilatation thermique est déterminé suivant la norme EN993-19.
La conductivité thermique du matériau d'ossature est déterminée, à température ambiante, selon la norme suivante : ASTM E1461-07. La conductivité thermique du matériau isolant est déterminée, à température ambiante, selon la norme NF-EN-12667. Les hypothèses suivantes ont été utilisées pour effectuer les calculs de pertes calorifiques : 30 - régénérateur de forme cylindrique, de section constante, de diamètre égal à 5 m et dont le lit d'éléments de stockage d'énergie présente une longueur L, mesurée selon l'axe X du régénérateur, égale à 20 m; - fluides caloporteurs de charge et de décharge : air sec ; - nature et volume des éléments de stockage d'énergie constants ; - température de charge 527°C, soit 800 K; - durée totale de la phase de charge : 4 heures ; 5 - température de décharge 50°C, soit 323 K; durée totale de la phase de décharge : 4 heures ; - système de refroidissement de la paroi extérieure de type refroidissement à eau température 75°C, coefficient d'échange thermique de 500 W/m2K. La formule suivante fournit une évaluation des pertes calorifiques à travers les parois du 10 régénérateur, après un cycle complet, c'est-à-dire une phase de charge et une phase de décharge : j f fOrdS.dt s Dans cette formule : - S: surface extérieure de la couche isolante en m2 ; 15 - t: durée d'un cycle complet ; - (DT : flux thermique sur la face extérieure du régénérateur, en W/m2. - J : pertes totales sur le cycle, en J. L'exemple 1, comparatif, est un régénérateur comportant une coque dont toute la paroi 20 latérale est isolée par une couche isolante présentant une épaisseur constante de 420 mm, constituée de briques isolantes RI30 à 70% de A1203, commercialisées par la société Distrisol. L'exemple 2, selon l'invention, est un régénérateur comportant une coque dont toute la paroi latérale est isolée par une couche isolante constituée de briques alvéolées du type de celle 25 représentée sur la figure 3b, de dimensions 20 cm x 15 cm, d'épaisseur égale à 42 cm, le matériau d'ossature étant un mélange composé de 40% en masse d'une poudre d'argile présentant une teneur en A1203 égale à 27%, une teneur en Si02 égale à 65% et 8% d'autres composés, et de 60% en masse d'une poudre d'oxyde de fer présentant une teneur en Fe203 égale à 78,7%, une teneur en Si02 égale à 9%, une teneur en A1203 égale à 2,9%, et 30 une teneur en MgO égale à 1,1%. Les briques alvéolées sont mises en forme par une technique d'extrusion, connue de l'homme du métier et frittées à une température égale à 1200°C pendant 4 heures. La densité volumique des alvéoles est égale à 73% du volume de la brique alvéolée. L'épaisseur du matériau d'ossature séparant les alvéoles est égale à 5 mm pour les parois orientées selon la direction du flux thermique, et égale à 10 mm pour les parois orientées perpendiculairement au flux thermique. Toutes les alvéoles sont sensiblement complètement remplies par coulage d'un mortier moussé présentant la composition chimique suivante : A1203 : 15%, SiO2 : 35%, Fe2O3 : 15%, CaO : 30%, autres oxydes : 5%, ledit mortier moussé étant obtenu à l'aide du procédé suivant : Réalisation d'une barbotine contenant 40% de ciment Portland CEM1 blanc, 30% de sable de silice présentant un diamètre médian égal à 150 pm, 30% carbonate de calcium présentant un diamètre médian égal à 10 pm, de l'eau dans un rapport eau/ciment Portland égal à 0,6 et de la gomme de xanthane satiaxane CX9OT commercialisée par la société Cargill, dans une quantité égale à 0,02% de la masse d'eau. Cette barbotine est malaxée, dans un bécher de diamètre intérieur égal 130 mm et de hauteur égale à 180 mm à l'aide d'une pale défloculeuse de diamètre égal à 80 mm dont l'extrémité basse est positionnée à 10 mm du fond du bécher, pendant 1 minute à une vitesse égale à 500 tr/min. Puis du lauryl éther sulfate de sodium en une quantité égale à 2% de la quantité d'eau est introduit dans la barbotine. Le volume de la barbotine étant au plus égal à un tiers du volume du bécher, le mélange est agité pendant 30 secondes à 500 tr/min, puis pendant 1 minute à 1500 tr/min. Un mortier moussé est obtenu et est versé dans les alvéoles de l'ossature. La prise dudit mortier s'effectue à une température égale à 22°C et une humidité relative égale à 40%. L'exemple 3, selon l'invention, est un régénérateur comportant une coque dont toute la paroi latérale est isolée par une couche isolante constituée de briques alvéolées identiques à celles utilisées dans le régénérateur selon l'exemple 2, toutes les alvéoles étant sensiblement complètement remplies par coulage d'une mousse céramique obtenue à l'aide du procédé suivant : Réalisation d'une barbotine contenant 40% en masse d'une poudre d'argile présentant une teneur en A1203 égale à 27%, une teneur en Si02 égale à 65% et 8% d'autres composés et 60% en masse d'une poudre d'oxyde de fer présentant une teneur en Fe203 égale à 78,7%, une teneur en Si02 égale à 9%, une teneur en A1203 égale à 2,9%, une teneur en MgO égale à 1,1%, et de l'eau dans un rapport eau/quantité de matière sèche égal à 0,72 et de la gomme de xanthane satiaxane CX90T, commercialisée par la société Cargill, dans une quantité égale à 0,6% de la masse d'eau. Cette barbotine est malaxée à l'aide d'une pale défloculeuse de diamètre égal à 80 mm' dont l'extrémité basse est positionnée à 10 mm du fond du bécher, dans un bécher de diamètre intérieur égal à 130 mm et de hauteur égale à 180mm, pendant 1 minute à une vitesse égale à 500 tr/min. Puis, du Schàumungsmittel W53FL, commercialisé par Zschimmer & Schwarz GmbH est introduit dans la barbotine en une quantité égale à 6% de la quantité d'eau. Le volume de la barbotine étant au plus égal à un tiers du volume du bécher, le mélange est ensuite agité pendant 30 secondes à 500 tr/min, puis pendant 2 minutes à 1500 tr/min. Une mousse est obtenue et est versée dans les alvéoles de l'ossature. L'ensemble est ensuite fritté à 1200°C pendant 4 heures. L'exemple 4, selon l'invention, est un régénérateur comportant une coque dont toute la paroi latérale est isolée par une couche isolante constituée de briques alvéolées identiques à celles utilisées dans le régénérateur selon l'exemple 2, toutes les alvéoles étant sensiblement complètement remplies de fibres de laine de roche non tassées, présentant une densité apparente après remplissage de l'alvéole égale à 80 kg/m3. L'exemple 5, selon l'invention, est un régénérateur comportant une coque dont toute la paroi latérale est isolée par une couche isolante constituée de briques alvéolées identiques à celles utilisées dans le régénérateur selon l'exemple 2, toutes les alvéoles étant sensiblement complètement remplies par coulage d'une mousse d'alumine obtenue à l'aide du procédé suivant : réalisation d'une barbotine à partir de 24,1% en masse d'eau et de 75,9% en masse du mélange de poudres d'alumine de composition suivante, en pourcentage massique sur la base dudit mélange : 39,5% d'alumine tabulaire T60/64 -65 Mesh, 7% d'alumine tabulaire T60/64 -325 Mesh, 35% d'alumine CT3000 SG et 18,5% d'alumine A10, commercialisées par Almatis, ainsi que de la gomme de xanthane satiaxane CX90T, commercialisée par la société Cargill, dans une quantité égale à 0,5% de la masse d'eau et de la glycérine dans une quantité égale à 5,5% de la masse d'eau. Cette barbotine est malaxée à l'aide d'une pale défloculeuse de diamètre égal à 80 mm dont l'extrémité basse est positionnée à 10 mm du fond du bêcher, dans un bêcher de diamètre intérieur égal à 130 mm et de hauteur égale à 180mm, pendant 60 minutes à une vitesse égale à 500 tr/min. Puis, du Schâumungsmittel W53FL, commercialisé par Zschimmer & Schwarz GmbH est introduit dans la barbotine en une quantité égale à 10% en masse de la quantité d'eau. Le volume de la barbotine étant au plus égal à un tiers du volume du bécher, le mélange est ensuite agité pendant 30 secondes à 500 tr/min, puis pendant 2 minutes à 1500 tr/min. Une mousse est obtenue. Après déliantage et frittage à 1600°C pendant 4 heures, les blocs de mousse sont découpés aux dimensions des alvéoles de la pièce d'ossature et placés dans celles-ci. Les résultats obtenus figurent dans le tableau 1 suivant : 28 1* Exemple 2 3 4 5 ri Matériau ciant Matériau d'ossature Matériau Matériau d'ossature Matériau Matériau Maiau Aatéau d'ossature - isolant isoiant d ossature tér isolant Cz=..motéristiques de l'isolation du roenérat-ur Obtenu avec 40% d'une poudre d'argile + 60% d'une poudre Mortier Obtenu avec 40% Mousse Obtenu avec40% d'une poudre d'argile + 60% d'une poudre d'oxyde de fer - Obtenu avec 40% d'une poudre d'are + 60% d'une poudre d'oxyde de fer Mousse - d'Oxyde de fer moussé 'd'une poudre - céramique 420 Laine de 420 d'alumine d'argle + 60% d'une poudre d'oxyde de fer argile + roche 420 oxyde de fer 420 70 60 70 60 70 70 60 350 350 350 350 > 1000 700 > 1000 1200 > 1000 > 1000 > 1400 2,5 0,1 2,5 0,15 2,5 0,05 2,5 0,14 0,36 0,42 0,3 0,41 Résultats 432 503 361 489 19 6 33 9 RI30 0,45 0,d. 3 420 535 *: exemple comparatif Tableau 1 Nature du matériau Epaisseur de la couche isolante (mm) Porosité ouverte (%) Résîstance à la compression (MPa) - . Résistance pyroscopique (°C) Condudività thermique (W/m.K) Conductivité thermique équivalente (W/m.K) Pertes thermiques' (W/m2) % de diminution des pertes thermiques par rapport à l'exemple comparatif 3 1650 Comme cela apparaît clairement à présent, la disposition du matériau isolant dans des alvéoles limite les courants de gaz au sein de la couche isolante, ce qui limite de manière remarquable les pertes thermiques. Comme le montrent les résultats indiqués dans le tableau 1, un régénérateur selon l'invention peut être jusqu'à 33% plus performant que le régénérateur de l'exemple comparatif 1. L'invention fournit en outre une très grande flexibilité dans la conception de la couche isolante. En particulier, le choix du matériau isolant est élargi, en ce qui concerne sa nature, mais aussi sa forme (poudre, mélange de fibres...). La qualité de l'isolation peut être également facilement modulée, non seulement par le choix du matériau isolant, mais aussi par le nombre et la forme des alvéoles et leur taux de remplissage. Par ailleurs, la disposition du matériau isolant dans des alvéoles permet son maintien sans moyen supplémentaire à cet effet. La fabrication de la couche isolante est ainsi plus rapide et d'un coût réduit.
La disposition du matériau isolant dans des alvéoles réduit également son, affaissement (pour des poudres, des mousses ou des mélanges fibreux notamment). L'efficacité de la couche isolante en est renforcée. Enfin, la disposition du matériau isolant dans des alvéoles permet leur protection de l'environnement régnant au sein du régénérateur, ce qui augmente la durée de vie de la 20 couche isolante. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre d'exemples. En particulier, des combinaisons des différents modes de réalisation décrits ou représentés entrent également dans le cadre de l'invention.
25 L'invention n'est pas limitée non plus par la forme ou les dimensions du régénérateur. Enfin, les éléments de stockage d'énergie peuvent être en contact avec un environnement neutre ou basique.
Claims (27)
- REVENDICATIONS1. Régénérateur comportant un lit (11) d'éléments de stockage d'énergie (12) disposé dans une enceinte (14), l'enceinte comportant une coque (20) et une couche isolante (24) disposée entre ladite coque et lesdits éléments de stockage d'énergie ou à l'extérieur de ladite coque, la couche isolante comportant une ossature définissant une pluralité d'alvéoles (62a,62b ; 62'), chaque alvéole présentant un volume supérieur à 5 cm3, au moins une partie desdites alvéoles étant remplies, au moins en partie, par un matériau isolant.
- 2. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel l'ossature est en un matériau d'ossature présentant l'analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% : - 25% < Fe203< 70%, et - 5% < A1203 < 30%, et - Ca0 < 20%, et - Ti02 < 25%, et - 3% < Si02 < 50%, et - Na20 < 10%, et - autres oxydes < 20%.
- 3. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel l'ossature est en un matériau d'ossature présentant l'analyse chimique suivante, en pourcentages en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% : 40% < Fe203 < 60%, et/ou A1203 < 20%, et/ou 3% < CaO, et/ou 5% < TiO2 < 15%, et/ou 5% < Si02 < 20%, et/ou Na20 < 5%, et/ou autres oxydes < 5%.
- 4. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ossature est en un matériau d'ossature dont plus de 50% de la masse est constituéd'un ou plusieurs des composés suivants : oxydes de fer, alumine, magnésie, zircone, la silice, oxyde de titane, et oxyde de calcium.
- 5. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ossature est en un matériau d'ossature présentant une composition chimique identique à celle du matériau constituant les éléments de stockage d'énergie et/ou identique à celle du matériau isolant, et/ou une porosité ouverte inférieure à 20%, et/ou une résistance à la compression supérieure à lOMPa, et/ou une résistance pyroscopique supérieure à 700°C.
- 6. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ossature est constituée par un appareillage de blocs d'ossature.
- 7. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel l'épaisseur de la couche isolante est formée par une pluralité de blocs d'ossature.
- 8. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur minimale de la couche isolante est supérieure à 150 mm.
- 9. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel l'épaisseur minimale de la couche isolante est supérieure à 400 mm.
- 10. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résistance thermique de la couche isolante est supérieure à 1 m2.
- 11. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel la résistance thermique de la couche isolante est supérieure à 1,2. m2.
- 12. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau isolant présente une composition chimique telle que Fe203 + A1203 + Si02 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K2O > 60%.
- 13. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel le matériau isolant présente une composition chimique telle que Fe203 + A1203 + Si02 + Zr02 + B203 + Na20 + CaO + MgO + K2O > 90%.
- 14. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le composé du matériau isolant présentant la teneur massique la plus élevée estchoisi dans le groupe constitué par le corindon, le spinelle MgA1204, les argiles calcinées, la mullite, l'hibonite, le titanate d'aluminium, la bauxite, et les combinaisons de ces composés.
- 15. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau isolant présente la structure physique d'une mousse ou d'un mélange de fibres.
- 16. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plus de 50% en nombre des alvéoles contenant du matériau isolant sont traversantes.
- 17. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les alvéoles représentent plus de 50% du volume défini par l'ossature.
- 18. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel plus de 50% en nombre des alvéoles sont remplies au moins partiellement par du matériau isolant.
- 19. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel plus de 50% en nombre des alvéoles sont remplies complètement par du matériau isolant.
- 20. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport du volume du matériau isolant d'une alvéole divisé par le volume de ladite alvéole est supérieur à 50%.
- 21. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel le rapport du volume du matériau isolant d'une alvéole divisé par le volume de ladite alvéole est sensiblement égal à 100%.
- 22. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau d'ossature et le matériau isolant sont chimiquement sensiblement identiques.
- 23. Régénérateur selon la revendication précédente, dans lequel le matériau d'ossature est chimiquement sensiblement identique au matériau constituant les éléments de stockage d'énergie.
- 24. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins des première et deuxième alvéoles remplies avec des premier et deuxième matériaux isolants, respectivement, les première et deuxième alvéoles présentant des formes et/ou des volumes et/ou des densités volumiques et/ou des orientations et/ou des taux de remplissage avec les premier et deuxième matériaux isolants différents, et/ou - les premier et deuxième matériaux isolants, présentant des compositions chimiques et/ou des structures physiques et/ou des densités différentes. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les alvéoles sont agencées de manière que toute droite fictive traversant la couche isolante suivant la direction de l'épaisseur de ladite couche isolante traverse nécessairement au moins une alvéole. Régénérateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse du lit (12) est supérieure à 700 Tonnes. Installation thermique comportant : une unité produisant de l'énergie calorifique (4), et un régénérateur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et - un dispositif de circulation (7) assurant, pendant une phase de charge, la circulation d'un fluide caloporteur de charge depuis l'unité produisant de l'énergie calorifique jusqu'au régénérateur, puis à travers ledit régénérateur. 28. Installation thermique selon la revendication précédente, dans laquelle du fluide caloporteur en provenance de ladite unité produisant de l'énergie calorifique (4) se condense dans ledit régénérateur (10) sous la forme d'un liquide acide.
- 25 29. Installation thermique selon l'une quelconque des deux revendications immédiatement précédentes, dans laquelle la température du fluide caloporteur en provenance de ladite unité produisant de l'énergie calorifique (4) et entrant dans le régénérateur est inférieure à 1000°C et supérieure à 350°C. 30. Installation thermique selon la revendication précédente, dans laquelle ladite 30 température est inférieure à 800°C et supérieure à 500°C. 31. Installation thermique selon l'une quelconque des revendications 27 à 30, dans laquelle l'unité de produisant de l'énergie calorifique comporte un compresseur.25.
- 26.
- 27.2032. Installation thermique selon l'une quelconque des revendications 27 à 31, comportant un consommateur d'énergie calorifique (6), le dispositif de circulation (7) assurant pendant une phase de décharge, une circulation d'un fluide caloporteur de décharge à travers ledit régénérateur, puis depuis ledit régénérateur jusqu'au consommateur d'énergie calorifique. 33. Installation thermique selon la revendication précédente, dans laquelle le consommateur d'énergie calorifique comporte une turbine.
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