FR3022304A1 - Systeme de cogeneration - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de cogénération (100) comprenant au moins : - un moteur à combustion externe pour l'entraînement d'une génératrice, - un orifice d'insertion d'un brûleur de chauffage du moteur et un orifice de sortie des gaz de combustion et - un circuit de refroidissement du moteur comprenant une entrée (103) d'alimentation en eau froide et une sortie (104) de fourniture d'eau chaude. Le brûleur chauffe un circuit de chauffage délimite notamment une cavité de chauffage (110) disposée autour d'une partie chauffée (108a, 108b) du moteur tandis que le circuit de refroidissement délimite une cavité de refroidissement (109, 111, 182) disposée autour d'au moins une première partie (105a, 105b) refroidie du moteur et autour de la cavité de chauffage (110).

Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des systèmes de cogénération pelmettant de chauffer de l'eau tout en produisant de l'électricité et notamment les systèmes de cogénération utilisant un moteur Stirling.

Le brevet EP-0457399 enseigne un système de cogénération comportant des brûleurs agissant sur les pistons d'un moteur Stirling. La chaleur est maintenue autour des pistons tandis qu'une valve de régulation en température permet une évacuation directe des gaz de combustion. Le système de cogénération comprend par ailleurs une valve d'enclenchement du moteur Stirling commandée par une chambre mise en pression en fonction de la température. A haute température, les pistons sont activés en translation, leurs mouvements linéaires étant alors transformés en un mouvement de rotation et d'entraînement d'une génératrice d'électricité. L'eau de refroidissement réchauffée par le moteur Stirling est ensuite réchauffée à nouveau par les gaz de combustion dans un échangeur de chaleur. La valve de régulation en température implique cependant une baisse du rendement du moteur.

Le brevet US-7459799 concerne un appareil domestique de chauffage et de production d'électricité. Un moteur Stirling est utilisé pour produire de l'électricité, ce moteur étant chauffé par un premier brûleur et refroidi par un circuit d'eau. L'eau est tout d'abord chauffée lors de refroidissement du moteur Stirling puis par un échangeur de chaleur lui-même chauffé d'une part par les gaz d'échappement du premier brûleur et d'autre part par un second brûleur. Une partie des gaz brûlés évacués par le second brûleur est réinjectée avec de l'air frais pour l'alimentation du premier brûleur. Cet appareil domestique qui comprend deux brûleurs nécessite cependant un réglage complexe pour un rendement optimisé. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en fournissant un système de 35 cogénération dont la structure est simplifiée tout en conservant un bon rendement. Cet objectif est atteint grâce à un système de cogénération comprenant au moins : - un moteur à combustion externe pour l'entraînement d'une génératrice, - un orifice d'insertion d'un brûleur de chauffage du moteur et un orifice de sortie des gaz de combustion et - un circuit de refroidissement du moteur comprenant une entrée d'alimentation en eau froide et une sortie de fourniture d'eau chaude, le système de cogénération étant caractérisé en ce que le brûleur chauffe un circuit de chauffage délimitant une cavité /0 de chauffage disposée autour d'une partie chauffée du moteur tandis que le circuit de refroidissement délimite une cavité de refroidissement disposée autour d'au moins une première partie refroidie du moteur et autour de la cavité de chauffage. 15 Selon une particularité de l'invention, le circuit de refroidissement est agencé de façon à ce que l'eau circule dans le circuit de refroidissement depuis l'entrée d'alimentation en eau froide autour de la première partie refroidie puis autour de la partie chauffée avant d'être 20 évacuée par la sortie de fourniture d'eau chaude. Selon une autre particularité de l'invention, le circuit de chauffage est entouré au moins en partie par une couche thermiquement isolante disposée entre le circuit de chauffage et le circuit de refroidissement. 25 Selon une autre particularité de l'invention, le moteur comprend au moins : - deux cylindres parallèles l'un à l'autre et comprenant chacun une extrémité fermée, un tronçon chauffé correspondant à la partie chauffée et au moins un premier tronçon refroidi 30 correspondant à la première partie refroidie, - deux pistons mobiles chacun dans un des cylindres en délimitant chacun une chambre de travail remplie par un fluide gazeux, la partie chauffée et la première partie refroidie agissant sur chaque chambre de travail dans chaque 35 cylindre pour déplacer les pistons mobiles chacun entre une position d'expansion maximum de la chambre et une position de compression maximum de la chambre et - un mécanisme d'asservissement du mouvement en translation des pistons. Selon une autre particularité de l'invention, chaque piston est constitué d'au moins une base coulissant dans son cylindre de façon étanche, d'un déplaceur coulissant de façon non étanche dans son cylindre et d'un arbre d'entraînement du déplaceur par la base. Selon une autre particularité de l'invention, l'arbre et le déplaceur de chaque piston sont dimensionnés de façon à délimiter autour de l'arbre un espace de travail venant dans le tronçon chauffé lorsque le piston est dans la position de compression maximum et de façon à ce que le déplaceur vienne dans ce même tronçon chauffé lorsque le piston est dans la position d'expansion maximum. Selon une autre particularité de l'invention, le circuit /5 de chauffage délimite : - un espace central disposé entre les deux cylindres et dans lequel débouche le brûleur, - deux espaces intermédiaires prolongeant l'espace central et s'étendant en arc de cercle autour de chacun un 20 des deux cylindres, - deux espaces périphériques prolongeant chacun un des espaces intermédiaires et en communication avec un passage de sortie du circuit de chauffage, les espaces périphériques s'étendant en arc de cercle autour de chacun des espaces 25 intermédiaires. Selon une autre particularité de l'invention, le passage de sortie du circuit de chauffage comprend une chicane constituée par des cloisons transversales solidaires d'au moins une cloison délimitant le circuit de refroidissement. 30 Selon une autre particularité de l'invention, chaque cylindre comprend un deuxième tronçon refroidi, le circuit de refroidissement étant agencé de façon à ce que le deuxième tronçon soit refroidi par de l'eau du circuit de refroidissement ayant auparavant capté de la chaleur émise 35 par la partie chauffée. Selon une autre particularité, le système de cogénération selon l'invention comprend un carter intérieur et un carter extérieur entre lesquels est délimité le circuit de refroidissement, le carter intérieur enfermant le circuit de chauffage et comprenant des ailettes le long des cylindres de part et d'autre du circuit de chauffage, au moins deux passages d'entrée et de sortie du circuit de chauffage étant agencés de façon étanche entre le carter extérieur et le carter intérieur, les cylindres débouchant chacun à l'extérieur du carter extérieur. Selon une autre particularité de l'invention, le mécanisme d'asservissement du mouvement en translation des 10 pistons comprend : - un vilebrequin oscillant autour d'un axe par rapport à un corps solidaire des cylindres, le vilebrequin étant relié à chacun des pistons par une bielle, les pistons étant en opposition de phase, 15 - un galet roulant sur un profil extérieur du vilebrequin, le galet étant poussé contre le vilebrequin par un organe élastique en appui contre ledit corps et comprenant un organe de réglage de la force de poussée sur le vilebrequin, le profil du vilebrequin comprenant une partie 20 en arc de cercle prolongée de part et d'autre par deux logements en retrait, les logements en retrait réalisant des retenues élastiques du vilebrequin par rapport au corps, les positions des logements en retrait correspondant chacune à la position d'expansion maximum d'un des pistons et à la 25 position de compression maximum de l'autre piston. Selon une autre particularité de l'invention, le moteur comprend un volant d'inertie pour l'entraînement de la génératrice, le volant d'inertie étant entraîné en rotation autour d'un axe orthogonal à l'axe du vilebrequin, le volant 30 d'inertie étant solidaire d'un premier pignon à denture inclinée engrenant avec des deuxième et troisième pignons à denture inclinée solidaires respectivement de premier et deuxième mécanismes à roue libre, les mécanismes à roue libre étant entraînés par l'axe du vilebrequin et disposés l'un à 35 l'opposé de l'autre, les premier et deuxième mécanismes à roue libre étant sollicités alternativement lorsque le vilebrequin effectue des rotations dans un sens puis dans l'autre.

Un tout premier avantage est que la structure du système de cogénération est relativement simple ce qui lui confère une robustesse importante et une maintenance limitée tout en permettant un bon rendement.

Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que le réglage du moteur peut être réalisé de façon simple en agissant sur le mécanisme de retenue élastique des pistons. Un avantage de la présente invention est que le rendement 10 du moteur à combustion externe est élevé ainsi que le rendement de chauffage de l'eau. Encore un avantage de l'invention est que le moteur selon l'invention installé dans un système de cogénération est silencieux. 15 Avantageusement la configuration du moteur permet une modularité des équipements. Ainsi différents types de brûleurs standards ou spécifiques peuvent être utilisés pour fournir diverses puissances ou utiliser divers carburants comme par exemple le gaz, le fioul, le pellet, le bois, le 20 charbon voire même l'énergie solaire. Avantageusement des gaz chauds évacués provenant du brûleur peuvent être réutilisés dans un échangeur de chaleur ou dans un autre appareil de récupération de la puissance. Avantageusement encore divers types de générateurs 25 peuvent être adaptés sur le moteur. D'une manière générale l'invention permet une grande adaptabilité pour répondre à de nombreux besoins. La plage de puissance d'alimentation en électricité peut être réglée par exemple de 1 à 6kW, puis de 7 à 12kW, puis de 13 à 30kW. Un 30 échangeur de chaleur additionnel peut être adapté au système de cogénération pour faire correspondre une fourniture d'eau chaude déterminée avec la fourniture d'une puissance électrique déterminée. Avantageusement encore, le système de cogénération peut 35 être utilisé comme un groupe électrogène, la chaleur étant alors évacuée par un échangeur de chaleur à air ventilé. Un tel groupe électrogène est avantageusement silencieux. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre d'exemple en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale 5 d'un piston en position d'expansion maximum dans son cylindre ; - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale du même piston en position de compression maximum dans son cylindre ; /0 - les figures 3 et 4 représentent chacune une vue en coupe d'un mécanisme d'asservissement du mouvement en translation d'un piston dans son cylindre ; - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'un moteur selon l'invention dans lequel le piston n'est pas 15 représenté ; - la figure représente 6 représente une vue en coupe longitudinale d'un système de cogénération ; - la figure 7 représente une vue éclatée montrant le circuit de refroidissement destiné à venir autour du circuit 20 de chauffage ; - la figure 8 représente une vue en coupe transversale du circuit de chauffage ; - la figure 9 représente une vue éclatée montrant le circuit de chauffage destiné à venir autour des parties 25 chaudes des cylindres ; - la figure 10 représente une vue en coupe longitudinale du système de cogénération selon l'axe d'un piston ; - la figure 11 représente une vue en coupe longitudinale du système de cogénération selon un plan médian ; 30 - la figure 12 représente une vue éclatée montrant le vilebrequin d'entraînement des roues libres et du volant d'inertie ; - la figure 13 représente un système de cogénération relié à un échangeur de chaleur. 35 L'invention va à présent être décrite avec davantage de détails. La figure 1 montre une vue en coupe longitudinale d'un piston 2 mobile en translation dans un cylindre 3. Le cylindre forme un logement fermé à son extrémité 3c. Le piston comprend par ailleurs une base 10 qui coulisse de façon étanche dans le cylindre 3. Ainsi le cylindre 3 et le piston 2 délimitent une chambre disposée à l'intérieur du cylindre 3. Cette chambre est remplie par un fluide gazeux tel que par exemple de l'azote, de l'hélium ou de l'air. La chambre se divise en trois parties 6a, 6b et 6c communiquant entre elles. Le piston 2 comprend un déplaceur 11 qui coulisse de façon non étanche dans le cylindre 3. La chambre comprend une /0 partie médiane 6b, de volume constant, disposée autour du déplaceur 11. Le fluide gazeux peut ainsi s'écouler entre le déplaceur 11 et le cylindre. Le piston comprend par ailleurs un arbre 12 reliant sa base 10 à son déplaceur 11. La base 10 entraîne ainsi en /5 translation l'arbre 12 et le déplaceur 11. Comme représenté à la figure 1 l'arbre 12 est solidarisé d'un côté à la base 10 et d'un autre côté au déplaceur 11. Une autre partie 6a de la chambre est délimitée entre les surfaces latérales S30 et S31 de la base 10 et du déplaceur 12, la surface externe S32 de 20 l'arbre 12 et la surface interne du cylindre 3. Cette partie 6a de la chambre forme un espace de travail de volume constant et mobile par rapport au cylindre. Le cylindre 3 présente un profil à son extrémité fermée 3c correspondant avec le profil de l'extrémité du déplaceur 25 11. L'extrémité libre du déplaceur présente notamment un profil hémisphérique correspondant avec le profil hémisphérique du cylindre. Une autre partie 6c de la chambre, de volume variable, est délimitée entre l'extrémité 3c du cylindre et l'extrémité du déplaceur 11. Cette dernière 30 partie 6c de la chambre est quasiment nulle lorsque le piston 2 est complètement enfoncé dans le cylindre 3, comme représenté à la figure 2. Ainsi cette partie 6c de la chambre est minimum, voire quasiment nulle, lorsque le piston est dans une position de compression maximum de la chambre. 35 Sur la figure 1, le piston est dans une position d'expansion maximum de la chambre et sa portion 6c délimitée en avant du piston est également maximum. Le cylindre comprend trois portions : une portion avant 3c délimitant l'extrémité fermée du cylindre 3, une portion médiane 3b et une portion arrière 3a. Un réchauffeur 4 est disposé autour de la portion 3b médiane du cylindre 3. Le réchauffeur 4 délimite un espace annulaire de chauffage 14 autour du cylindre. Un matériau isolant 33 disposé sur les parois latérales 34 et 35 du réchauffeur et sur sa paroi externe 36 permet d'orienter les transferts de chaleur vers l'intérieur du cylindre. Le réchauffeur disposé contre la portion médiane 3b du cylindre /0 3 permet de réchauffer principalement le fluide gazeux à l'intérieur du cylindre en vis-à-vis de la portion médiane 3b, c'est-à-dire en vis-à-vis du réchauffeur. Un revêtement du piston réalisé dans un matériau thermiquement isolant permet de délimiter des espaces de chauffage ou de 15 refroidissement séparés à l'intérieur du cylindre. Le fluide de chauffage dans le réchauffeur peut être de l'eau, de l'air ou un autre fluide chauffé. Ce fluide de chauffage fournit de l'énergie calorique mais une autre source de chaleur peut également être utilisée pour chauffer cette portion 3b du 20 cylindre. Deux refroidisseurs 5a et 5b sont disposés de part et d'autre du réchauffeur 4. Le refroidisseur 5a disposé contre la portion arrière 3a du cylindre délimite un espace annulaire 15a de refroidissement venant contre la paroi 25 extérieure la portion arrière 3a. Le refroidisseur 5b disposé contre la portion avant 3c du cylindre délimite un espace annulaire 15b prolongé par un espace 15c entourant l'extrémité du cylindre. Les fluides de refroidissement dans chaque refroidisseur peuvent être de l'eau ou de l'air ou un 30 autre fluide refroidi. Ce fluide de refroidissement permet de capter principalement l'énergie calorique du fluide gazeux en vis-à-vis des parois de la portion arrière 3a ou respectivement de la portion avant 3c du cylindre. Un fluide de refroidissement est utilisé mais on peut aussi prévoir de 35 refroidir directement les portions arrière 3a et avant 3c du cylindre, par exemple à l'air libre à l'aide d'ailettes de refroidissement directement fixées sur le cylindre. Le revêtement du piston réalisé dans un matériau thermiquement isolant est avantageusement utilisé pour délimiter les espaces de chauffage ou de refroidissement séparés à l'intérieur du cylindre. Comme représenté sur la figure 1, le piston 2 dans sa position d'expansion maximum se positionne avec l'espace 6a de travail disposé autour de l'arbre 12 dans une position de refroidissement en vis-à-vis de la portion arrière 3a du cylindre refroidie par le refroidisseur 5a. Le refroidissement de cet espa ce de travail 6a est ainsi maximum. Par ailleurs dans cette position d'expansion maximum, la partie 6c de la chambre délimitée entre le déplaceur 11 et l'extrémité 3c du cylindre est maximum. Le refroidissement du fluide gazeux par le refroidisseur 5b disposé à l'extrémité du cylindre est ainsi maximum. Enfin dans cette même position d'expansion maximum, le déplaceur 11 est disposé avec sa portion cylindrique en vis-à-vis du réchauffeur 4. Seul le fluide gazeux disposé entre le déplaceur 11 et la portion 3b du cylindre est alors chauffé. Le réchauffement du fluide gazeux par le réchauffeur 4 est ainsi minimum. Sur la figure 2 où le piston 2 est dans une position de compression maximum de la chambre, le déplaceur 11 occupe sensiblement tout l'espace dans la portion avant 3c du cylindre. Seul le fluide gazeux présent entre le déplaceur et la paroi de l'extrémité 3c fermée du cylindre est refroidi par le refroidisseur 5b. Le refroidissement du fluide gazeux par le refroidisseur 5b est alors minimum. Par ailleurs dans cette position de compression maximum de la chambre, l'espace de travail 6a disposé autour de l'arbre 12 vient en vis-à-vis de la portion médiane 3b du cylindre réchauffée par le réchauffeur 4. Ainsi le réchauffement de l'espace de travail 6a est maximum. Enfin dans cette position de compression maximum de la chambre, la base 10 du piston est enfoncée dans le cylindre et vient en vis-à-vis de la portion arrière 3a jusqu'à la limite avec la portion médiane 3b du cylindre. Ainsi l'action du refroidisseur 5a agissant sur la portion arrière 3a est minimisée. En conséquence, dans la première position du piston correspondant à l'expansion maximum de la chambre, le réchauffement du fluide gazeux est minimum tandis que son refroidissement est maximum. Par ailleurs, dans la deuxième position du piston correspondant à la compression maximum de la chambre, le refroidissement du fluide gazeux est minimum tandis que son réchauffement est maximum. La longueur de l'arbre 12 correspond à la longueur de la 10 portion médiane 3b du cylindre. Le diamètre de l'arbre 12 est choisi en fonction du diamètre intérieur du cylindre pour réaliser un espace de travail de volume déterminé. Le déplaceur est de longueur correspondant à la portion avant 3c du cylindre. Le profil du déplaceur correspondant à 15 celui de la portion 3c d'extrémité du cylindre est en demi-cercle et est prolongé par une portion cylindrique reliée à l'arbre et de diamètre supérieur à ce dernier. Le diamètre de cette portion cylindrique du déplaceur 11 est choisi pour permettre une transmission de pression entre les deux parties 20 de la chambre de part et d'autre du déplaceur 11. Le diamètre peut aussi être choisi pour permettre un écoulement déterminé du fluide gazeux notamment lorsque le moteur ne comprend pas de régénérateur. La longueur de la portion cylindrique du déplaceur 11 correspond sensiblement à la longueur de la 25 portion médiane 3b du cylindre. Ainsi lorsque le piston est déplacé en position d'expansion maximum de la chambre, la portion cylindrique du déplaceur 11 occupe l'espace en vis-à-vis du réchauffeur 4 sur toute sa longueur. La portion arrière 3a du cylindre 3 refroidie par le 30 refroidisseur 5a est choisie de longueur supérieure ou égale à celle de l'espace de travail 6a. Ainsi l'ensemble de l'espace de travail 6a est disposé en vis-à-vis de ce refroidisseur 5a lorsque le piston se trouve dans la position d'expansion maximum de la chambre. 35 Le revêtement du piston délimite par exemple la surface cylindrique extérieure S32 de l'arbre 12, une face annulaire S30 de la base 10 et toute la surface extérieure du déplaceur 11 de façon à limiter les échanges thermiques.

Le piston peut être réalisé creux. Un logement interne peut alors être utilisé pour y disposer des lignes de communication avec des capteurs. Comme représenté aux figures 1 et 2, des capteurs 37, 38 et 39 peuvent être disposés dans 5 le piston 2 ou dans le cylindre 3. Ces capteurs peuvent être du type capteur de température, capteur de pression ou capteur de contrainte. Un capteur 37 affleure à la surface de l'arbre 12 et débouche d'autre part à l'intérieur du piston creux. Un autre capteur 38 affleure à l'extrémité du piston 10 et débouche à l'intérieur du piston. Un autre capteur 39 affleure à l'intérieur de l'extrémité fermée 3c du cylindre et débouche par ailleurs à l'extérieur du cylindre. Dans la position de compression maximum, le chauffage provoque une élévation de la pression tendant à augmenter le 15 volume de la chambre et tendant donc à repousser le piston vers l'extérieur du cylindre. A l'inverse dans la position d'expansion maximum, le refroidissement provoque une diminution de la pression tendant à réduire le volume de la chambre et tendant donc à tirer le piston à l'intérieur du 20 cylindre. Les figures 3 et 4 montrent un mécanisme d'asservissement des mouvements en translation du piston comprenant une butée coopérant avec des organes de retenue élastique. Le mécanisme d'asservissement 20 du mouvement en 25 translation du piston 2 comprend une tige 21 solidaire du piston 2 et solidaire d'une butée 22 saillante par rapport à la tige. La butée 22 se présente sous la forme d'une sphère comprenant un perçage fileté en son milieu. Un écrou 66 vissé sur l'extrémité filetée de la tige 21 permet de fixer la 30 butée 22 à la tige 21. Le mécanisme d'asservissement 20 comprend par ailleurs un carter conique 67 de solidaire du cylindre 3. Le carter conique 67 comprend un bord de grand diamètre fixé au cylindre 3 et un bord de petit diamètre avancé à l'intérieur 35 du cylindre 3. Le bord de petit diamètre est fixé à un manchon 68. Ce manchon 68 est solidaire du cylindre 3 et comprend un canal intérieur dans lequel la butée 22 peut se déplacer selon un mouvement de translation.

Des mors 25a et 25b sont montés dans des logements 70a et 70b du manchon 68. Ces mors sont mobiles autour de leur axe 26a et 26b fixé au manchon 68. Chaque mors 25a et 25b présente un bord 28a ou 28b biseauté en pente douce d'escamotage et un bord 29a ou 29b biseauté en pente aiguë de façon à exercer une retenue élastique de la butée 22. Ces bords biseautés sont saillants à l'intérieur du canal du manchon 68. La retenue élastique est exercée jusqu'à une force de /0 libération déterminée. Pour le réglage de la retenue élastique, chaque mors comprend une encoche, référencée 64 ou 65, saillante à l'extérieur du manchon sur laquelle un ressort, référencé 60 ou 63, exerce une force de rappel. La force exercée par chaque ressort 60 ou 63 tend à entraîner 15 chaque mors en saillie vers l'intérieur du manchon 68. Un mors ou une pluralité de mors peuvent être utilisés pour réaliser chaque blocage. Trois mors 25a sont par exemple utilisés pour le blocage du piston dans sa position d'expansi on maximum et trois mors 25b sont par exemple 20 utilisés pour le blocage du piston dans sa position de compression maximum. Chaque ressort 60 ou 63 s'appuie d'un côté sur le ou les mors 25a ou 25b et de l'autre sur une bague 61 ou 62 vissée sur le manchon 68. 25 Le vissage de ces bagues 61 et 62 permet notamment d'ajuster la force de rappel exercée par chaque ressort 60 et 63. La force au-delà de laquelle la butée est libérée peut ainsi être réglée pour la position d'expansion maximum ainsi que pour la position de compression maximum. 30 La figure 5 représente un moteur lc dans lequel le piston n'a pas été représenté pour des raisons de clarté. Ce moteur fonctionne avec un piston tel que décrit précédemment mobile en translation dans le cylindre 3, son mouvement en translation étant asservi par une butée coopérant avec un 35 organe de retenue élastique 23 en position d'expansion maximum et un organe de retenue élastique 24 en position de compression maximum. Comme décrit précédemment le cylindre comprend une portion arrière 3a, une portion médiane 3h et une portion avant 3c, la portion avant 3c étant refroidie par le refroidisseur 5b, la portion médiane 3b étant réchauffée par le réchauffeur 4. Des conduits 17, 18 et 19 de circulation du fluide gazeux sont aménagés à l'extérieur au cylindre 3 et relient la portion médiane 3b à la portion avant 3c du cylindre 3. Ces conduits de circulation facilitent la circulation du fluide gazeux lors du déplacement du piston. Ainsi le diamètre du déplaceur peut être notamment augmenté. Une partie 17a, 18a et 19a de chaque /0 conduit de circulation reliée à la portion médiane 3b est disposée le long du cylindre et à l'intérieur de l'espace 14 comprenant le fluide de chauffage. Ces parties 17a, 18a et 19a sont ainsi chauffées par le réchauffeur 4. Ainsi lors du passage de la position d'expansion maximum de la chambre à la 15 position de compression maximum, une partie du fluide introduit dans l'espace de travail, en vis-à-vis de l'arbre du piston, est déjà chauffé, ce qui facilite la montée en température. Une autre partie 17b, 18b ou 19b de chaque conduit de 20 circulation reliée à la portion avant 3c du cylindre 3 est disposée le long du cylindre et à l'intérieur de l'espace, référencé 15b et 15c, comprenant le fluide de refroidissement. Ces parties 17b, 18b et 19b sont ainsi refroidies par le refroidisseur 5b. Ainsi lors du passage de 25 la position de compression maximum de la chambre à la position d'expansion maximum, une partie du fluide introduit dans la portion d'extrémité 3c du cylindre est déjà refroidie, ce qui facilite l'abaissement de la température. Avantageusement la structure du moteur est relativement 30 simple. Sa mise en oeuvre est ainsi facilitée et son mécanisme rustique lui confère une grande fiabilité et une durée de vie importante. La structure du moteur permet par ailleurs un réglage précis de son cycle thermique afin notamment d'améliorer le rendement du moteur. Il est ainsi possible de 35 régler la pression maximale du chauffage isochore ou la pression minimale du refroidissement isochore. Le moteur peut aussi être facilement adapté en fonction des besoins pour différentes applications.

La figure 6 représente une vue en coupe longitudinale d'un système de cogénération 100. L'énergie nécessaire au fonctionnement du moteur à combustion externe est également utilisée pour chauffer de l'eau. Le moteur peut ainsi être utilisé pour entraîner une génératrice de courant tandis que l'eau chauffée peut servir à alimenter des radiateurs domestiques. Le système de cogénération 100 est monté sur un socle 101. Le socle 101 comprend des logements pour des axes 102 /0 solidaires du corps du moteur. Le moteur peut ainsi être pivoté pour son installation ou sa maintenance. Le moteur est par exemple ensuite solidarisé au socle 101. Les connexions au circuit d'eau et au brûleur seront décrites ultérieurement. 15 Le moteur comprend deux cylindres disposés à la même hauteur et parallèles l'un à l'autre. Les cylindres comprennent chacun une extrémité fermée 106a et 106b et une extrémité ouverte 107a et 107b. Dans chaque cylindre, un tronçon refroidi 105a ou 105b comprenant l'extrémité fermée 20 106a ou 106b est prolongé par un tronçon chauffé 108a ou 108b lui-même prolongé par un autre tronçon refroidi 150a ou 150b se terminant par l'extrémité ouverte 107a ou 107b. Le système de cogénération 100 comprend un premier refroidisseur 109 relié au connecteur 103 d'alimentation en 25 eau et entourant les tronçons 105a et 105b refroidis dont l'extrémité 106a ou 106b est fermée. L'eau d'alimentation, à température ambiante, capte ensuite la chaleur du gaz réchauffé dans chacun des cylindres. Les tronçons refroidis 105a et 105b des cylindres 30 sont disposés chacun dans une chemise à laquelle sont fixées des ailettes 114 favorisant les échanges de chaleur. Le système de cogénération 100 comprend un circuit de chauffage 110 entourant les tronçons réchauffés 108a et 108b des cylindres et dans lequel brûle la flamme d'un brûleur. 35 Les gaz de combustion sont évacués en chauffant les tronçons 108a et 108b. Un matériau isolant, référencé 112a et 112b, est disposé radialement et transversalement autour de la cavité de chauffage pour diriger la chaleur vers les tronçons chauffés 108a et 108b des cylindres et séparer le circuit de chauffage des refroidisseurs. Les tronçons chauffés 108a et 108b des cylindres sont disposés chacun dans une chemise à laquelle sont fixées des ailettes 115 favorisant les échanges de chaleur. L'eau du circuit de refroidissement 182 passant autour du circuit de chauffage 110 est encore réchauffée par une partie de l'énergie de chauffage non captée par les tronçons chauffés 108a et 108b.

Le système de cogénération comprend un deuxième refroidisseur 111 relié au connecteur de sortie d'eau chauffée, ce refroidisseur 111 entourant les tronçons refroidis 150a et 150b se terminant par l'extrémité ouverte 107a ou 107b. L'eau du circuit de refroidissement est encore chauffée dans le deuxième refroidisseur avant d'être utilisée par exemple pour le chauffage domestique. Les tronçons refroidis 150a et 150b sont disposés chacun dans une chemise à laquelle sont fixées des ailettes 116 favorisant les échanges de chaleur.

Ainsi le circuit de refroidissement est agencé de façon à ce que l'eau circule dans le circuit de refroidissement depuis la conduite d'alimentation 103 en eau froide autour d'une première partie refroidie 106a, 106b du moteur puis autour de la partie réchauffée 108a, 108b, puis enfin autour d'une deuxième partie refroidie 150a, 150b du moteur avant d'être évacuée par une conduite de fourniture d'eau chauffée. Comme décrit précédemment, chaque piston comprend : - une base coulissant dans son cylindre de façon étanche - un déplaceur coulissant de façon non étanche dans son 30 cylindre et - un arbre d'entraînement du déplaceur par la base. La base 117a ou 117b est vissée dans un insert 118a ou 118b fixé dans une pièce en matériau thermiquement isolant tel que de la céramique. Cette pièce en matériau 35 thermiquement isolant comprend une plaque 119a ou 119b recouvrant la base 117a ou 117b. Cette plaque 119a ou 119b est prolongée par l'arbre 120a ou 120b, lui-même prolongé par le déplaceur 121a ou 121b.

La forme arrondie de l'extrémité du déplaceur 120a ou 120b correspond à la forme arrondie de l'extrémité fermée 106a ou 106b du cylindre associé. Les deux pistons sont mobiles chacun dans un des 5 cylindres. Chaque piston mobile dans son cylindre délimite une chambre de travail remplie par un fluide gazeux tel que de l'azote ou de l'argon. Comme expliqué précédemment le tronçon chauffé 108a et 108b de chaque cylindre ainsi que ses deux tronçons refroidis 10 105a, 105b, 150a et 150b agissent sur la chambre de travail de ce cylindre pour déplacer le piston entre une position d'expansion maximum de la chambre et une position de compression maximum de la chambre. L'arbre 120a ou 120b et le déplaceur 121a ou 121b sont 15 dimensionnés de façon à délimiter autour de l'arbre 120a ou 120b un espace de travail venant dans la portion médiane chauffée 108a ou 108b du cylindre lorsque le piston est dans la position de compression maximum et de façon à ce que le déplaceur 121a ou 121b vienne dans cette même portion médiane 20 chauffée 108a ou 108b lorsque le piston est dans la position d'expansion maximum. Le mécanisme d'asservissement du mouvement en translation des pistons comprend un vilebrequin 123 monté pivotant par rapport au corps du moteur et relié aux deux pistons par des 25 bielles 122a et 122b. Le vilebrequin 123 oscille autour d'un axe 125 par rapport au corps du moteur. L'axe 125 solidaire du vilebrequin 123 est guidé en rotation par rapport au corps du moteur. Un galet 124 est monté roulant sur une surface extérieure 30 du vilebrequin 123 qui présente un profil déterminé. Le profil extérieur du vilebrequin comprend une surface en arc de cercle 160 prolongée de part et d'autre par des logements en retrait 161a et 161b. Les logements en retrait 161a et 161b réalisent des retenues élastiques du vilebrequin 123 par 35 rapport au corps du moteur. Les positions des logements en retrait 161a et 161b correspondent chacune à la position d'expansion maximum d'un des pistons et à la position de compression maximum de l'autre piston. Les pistons fonctionnent en opposition de phase. Le galet 124 monté sur des roulements autour d'un axe est poussé par un organe élastique contre le vilebrequin 123. Cet organe élastique en appui contre le corps du moteur peut être réglé pour ajuster la force d'appui du galet contre le vilebrequin et ainsi régler la force de retenue élastique des pistons. Une transformation du mouvement alternatif du vilebrequin en un mouvement rotatif régulier du volant d'inertie 162 sera 10 décrite ultérieurement. Le réglage de la force de retenue élastique permet de régler la fréquence du mouvement des pistons ainsi que les efforts exercés par chacun de ces pistons. Le mécanisme de retenue est ici double. Les pistons réalisent par exemple /5 1000 cycles d'aller et retour par minute. Le réglage de la force de retenue permet en outre de régler le couple moteur exercé par le volant d'inertie 162 et la vitesse de rotation du volant d'inertie. Un couple important est par exemple réglé pour le démarrage du système 20 de cogénération 100 puis le couple est diminué une fois le volant lancé. Chaque cylindre est fermé à son extrémité 106a et 106b par un bouchon 126a ou 126b. Ces bouchons 126a et 16b sont utilisés par exemple pour le remplissage des cylindres par le 25 gaz de travail. Des capteurs de pression ou de température peuvent être installés dans ces bouchons. Un capteur dynamomètre peut être fixé sur le vilebrequin en mesurant sa déformation. Un compte-tour peut être relié au volant d'inertie. Les capteurs de température peuvent être 30 installés contre le carter extérieur ou à l'intérieur de ce dernier. D'autres asservissements des pistons peuvent bien-sûr être réalisés pour asservir les pistons indépendamment l'un de l'autre ou réaliser un asservissement double des deux 35 pistons simultanément. Deux pistons sont ici utilisés mais des montages comprenant un nombre différent de pistons peuvent être réalisés.

La figure 7 représente une vue éclatée montrant le circuit de refroidissement destiné à venir autour du circuit de chauffage. Un carter intérieur est disposé autour des cylindres 131a 5 et 131b. Le carter intérieur comprend une partie supérieure 130a fixée à une partie inférieure 130b. Le carter intérieur forme un chemisage autour de chacune des portions refroidies des cylindres et une cavité autour des portions chauffés des cylindres 131a et 131b. Les chemisages comprennent chacun des 10 ailettes 114 et 116 favorisant les échanges de chaleur. Le carter intérieur enferme ainsi le circuit de chauffage et comprend des ailettes le long des cylindres de part et d'autre du circuit de chauffage. Le carter intérieur délimite également une entrée du /5 circuit de chauffage et une sortie 127 du circuit de chauffage chacune en vis-à-vis d'un orifice d'entrée 131 et d'un orifice de sortie 132 réalisées dans le carter extérieur. Le carter extérieur est également réalisé en deux parties 133a et 133b. Un joint 177 réalise l'étanchéité entre 20 ces deux parties 133a et 133b. Le circuit de refroidissement est délimité entre le carter intérieur et le carter extérieur et des bagues 128 et 129 réalisant la jonction entre l'extérieur du carter extérieur et l'intérieur du carter intérieur. La bague 128 25 délimite la sortie d'évacuation des gaz de combustion. La bague 129 délimite l'orifice d'insertion du brûleur. L'eau du circuit de refroidissement circule depuis le connecteur 103 d'alimentation en eau froide, puis entre les deux carters jusqu'au connecteur 104 de fourniture d'eau 30 chaude. Les cylindres débouchent à l'extérieur du carter extérieur. Les cylindres comprennent leur extrémité ouverte 107a ou 107b disposée à l'extérieur du carter extérieur. Les pistons 134a et 134b peuvent ainsi être reliés par des 35 bielles 122a et 122b à un mécanisme 135 réalisant d'une part l'asservissement du mouvement en translation des pistons et d'autre part la transformation des mouvements de translation en mouvement de rotation.

Les cylindres comprennent par ailleurs leur extrémité fermée en majeure partie à l'intérieur du carter extérieur, seule un téton fermé par un bouchon faisant saillie à l'extérieur du carter extérieur.

La figure 8 représente une vue en coupe transversale du circuit de chauffage. L'embout du brûleur 136 schématisé par un rectangle produit une flamme dans un espace central 137 disposé entre les deux cylindres. Le brûleur 136 est introduit par la bague 129. Le brûleur vient en arrière d'un bec 172 de combustion où est réalisé le mélange d'air et de gaz inflammable. Les gaz de combustion passent ensuite dans deux espaces intermédiaires 138a et 138b prolongeant l'espace central et entourant en partie chacun un des deux cylindres. Ces deux /5 espaces intermédiaires 138a et 138b présentent chacun un profil en arc de cercle. Des ailettes de ralentissement des gaz de combustions sont disposées dans l'espace central 137 et dans les espaces intermédiaires 138a et 138b. Les gaz de combustion passent ensuite dans deux espaces 20 périphériques 139a et 139b prolongeant chacun un des espaces intermédiaires 138a et 138b. Les deux espaces périphériques 139a et 139b entourent en partie chacun un des deux espaces intermédiaires. Ces deux espaces périphériques 139a et 139b présentent chacun un profil en arc de cercle. 25 Les passages périphériques 139a et 139b sont délimités par une couche thermiquement isolante 112b. Cette couche thermiquement isolante est disposée contre le carter intérieur 130b. La couche thermiquement 112b vient ainsi entre le circuit de chauffage et le circuit de 30 refroidissement 182 aménagé entre le carter intérieur 130b et le carter extérieur 133b. La couche thermiquement isolante comprend un orifice 157 pour le passage du brûleur et un orifice 158 pour la sortie des gaz de combustion. Les gaz de combustion en sortie de la couche 112b 35 d'isolation thermique sont guidés dans un passage 141 et buttent contre une chicane constituée par des cloisons transversales 142a et 142b solidaires du carter intérieur 130b. 302 2 304 20 Le passage de sortie du circuit de chauffage, se termine par la bague 128. Un système à ventilateur commandé permet par exemple de régler une aspiration et une circulation des gaz de combustion déterminées. 5 La température est ainsi maximale dans l'espace central 137 au coeur du moteur. La température est par exemple de 1300°C. La température diminue dans les passages intermédiaires 138a et 138b pour atteindre par exemple 900°C. La température diminue encore dans les passages périphériques 10 139a et 139b par exemple jusqu'à 600°C. La couche thermiquement isolante implique une température de 300°C à l'extérieur de la couche d'isolant 112b. Enfin la chicane permet de rapidement diminuer la température comprise par exemple entre 50°C et 200°C au niveau de la bague de sortie 128. Des gaz chauds à plus de 100°C pourront notamment être réutilisés par exemple dans un échangeur de chaleur. Les gaz chauds serpentent dans le circuit de chauffage. Un gradient de température est ainsi réalisé pour optimiser la quantité de chaleur captée par les tronçons chauffés par rapport à la quantité de chaleur captée par l'eau dans le circuit de refroidissement 182, autour du circuit de chauffage. Ainsi les points les plus chauds se répartissent depuis le coeur du moteur pour diminuer vers l'extérieur, jusqu'au circuit de refroidissement.

Le débit d'eau par exemple à 23°C en entrée est réglé pour atteindre une eau chauffée à 70°C en sortie. Bien que la température de l'eau du circuit de refroidissement 182 autour du circuit de chauffage soit relativement élevée, l'eau garde encore une capacité de refroidissement du gaz de travail. Le gaz de travail est par exemple chauffé à 700°C. Le refroidissement moindre qui en résulte peut par exemple être compensé par la liaison des pistons entre eux grâce au vilebrequin. Comme rappelé précédemment, les pistons peuvent aussi fonctionner indépendamment l'un de l'autre.

La figure 9 représente une vue éclatée montrant le circuit de chauffage destiné à venir autour des parties chauffées des cylindres. Des pièces 175a et 1775b sensiblement circulaires forment 302 2 304 21 un chemisage des cylindres comprenant des ailettes favorisant les échanges de chaleur. Deux conduits de recirculation sont réalisés dans chaque chemisage. Ces conduits de recirculation 170a, 171a 5 traversent la couche 112b de matériau thermiquement isolant et débouchent chacun en face d'un orifice réalisé dans le carter intérieur 130b pour être connecté à des conduites 178a, 178b, 179a et 179b réalisant la liaison avec le tronçon avant de chaque cylindre.

10 Un circuit de guidage en deux parties 173 et 174 présentant sensiblement un profil en « 8 » est disposé autour des pièces 175a et 175b formant le chemisage. Le circuit de guidage en « 8 » délimite deux espaces annulaires jointifs. Les gaz de combustion sont destinés à circuler à l'intérieur 15 puis à l'extérieur de ce circuit de guidage. Le circuit de guidage comprend par ailleurs une bague saillante recevant le brûleur. La couche de matériau thermiquement isolant est réalisée en deux parties 112a et 112b et vient autour du circuit de 20 guidage en « 8 ». Enfin le carter intérieur vient contre le matériau thermiquement isolant. Les deux parties 130a et 130b du carter intérieur sont jointes entre elles et sur un joint 176.

25 La figure 10 représente une vue en coupe longitudinale du système de cogénération selon l'axe d'un piston. Deux conduits de recirculation 170a et 170b en liaison avec des conduites 179a et 179b relient la portion chauffée 108a de chaque cylindre avec sa portion refroidie 105a qui comprend 30 son extrémité fermée. Des perçages 180a et 180b sont réalisés dans le cylindre à une hauteur déterminée pour venir face au conduit 170a et 170b réalisé dans la pièce 175a formant le chemisage interne au circuit de chauffage. La portion externe du cylindre est réalisée conique à la hauteur de perçage, de 35 même que la portion interne de la pièce 175a formant le chemisage. L'étanchéité est ainsi facilitée. Des connecteurs sont utilisés pour relier les conduits de recirculation 170a et 170b avec des conduites 179a et 179b.

302 2 304 22 Les conduites 179a et 179b sont par exemple des conduites souples. Des orifices 181a et 181b sont également réalisés dans la portion arrondie 106a à l'extrémité fermée du cylindre.

5 Sur la figure 10, on peut voir par ailleurs la bielle 122a reliée au vilebrequin 123 pour l'entraînement de deux roues libres 165a et 165b reliées à l'axe de rotation du vilebrequin 123. Chaque roue libre 165a et 165b est solidaire d'un pignon /0 164a et 164b dont l'axe correspond à celui du vilebrequin 123. Ces deux pignons 164a et 164b engrainent avec un pignon 163 solidaire du volant d'inertie 162 dont l'axe de rotation est orthogonal à l'axe du vilebrequin 123. La figure 11 représente une vue en coupe longitudinale du 15 système de cogénération selon un plan médian. Les mécanismes à roue libre 165a et 165b sont entraînés par l'axe 125 du vilebrequin 123 et sont disposés l'un à l'opposé de l'autre, de chaque côté du vilebrequin 123. Les mécanismes à roue libre 165a et 165b sont sollicités alternativement lorsque le 20 vilebrequin 123 effectue des rotations dans un sens puis dans l'autre. Le mouvement alternatif du vilebrequin est réglé par le galet 124 en appui sur le vilebrequin 123. Le ressort 157 appuie d'un côté sur le support 158 du galet 124 et de 25 l'autre côté sur une première cale 153 biseautée. Cette première cale biseautée 153 s'appuie sur une deuxième cale biseautée 154 elle-même en appui contre une face solidaire du corps du moteur. La vis 155 pelmet d'avancer ou de reculer la deuxième cale biseautée 154 par rapport à la première cale 30 biseauté 153 et ainsi permet de comprimer plus ou moins le ressort 157. La force de retenue élastique est ainsi facilement réglée. Sur la figure 11, on voit par ailleurs l'entrée 103 du circuit de refroidissement et la sortie 104 de fourniture 35 d'eau chauffée. On voit également l'entrée du circuit de chauffage 129 et la sortie 128 du circuit de chauffage. Les panneaux 142a et 142b reliés respectivement aux cloisons 143a et 143b forment la chicane en sortie du circuit de chauffage 302 2 304 23 tel que décrit précédemment. La figure 12 représente une vue éclatée montrant le vilebrequin 123 d'entraînement des roues libres 165a et 165b et du volant d'inertie 162. L'arbre du vilebrequin 125 est 5 guidé en rotation par rapport à un support 151 fixé au corps du moteur. Cet arbre 125 est solidarisé au vilebrequin 123 et aux mécanismes à roue libre 165a et 165b, par exemple par des clavettes. Les trois pignons 164a, 164b et 163 peuvent être identiques. Une pièce de liaison est prévue entre les 10 mécanismes à roue libre et son pignon associé. Le support 151 de l'arbre 125 comprend un logement de réception du vilebrequin et un logement pour le mécanisme de support du galet 124 disposés entre deux parois. Les alésages de guidage de l'arbre 125 sont réalisés dans ces deux parois.

15 Le support 158 du galet forme un logement cylindrique de réception et d'appui du ressort 157, ce support comprenant deux oreilles alésées de réception d'un axe 159 autour duquel est disposé le galet 124. Le galet est par exemple monté pivotant sur des roulements autour de cet axe 159.

20 Les deux cales biseautées 153 et 154 sont placées entre le ressort et une pièce de guidage 156. Cette pièce de guidage 156 permet notamment le déplacement longitudinal de la cale 153 vers le ressort 157 et le déplacement transversal de la cale 154. La pièce de guidage 156 est fixée sous le 25 support 151 de guidage de l'arbre 125 du vilebrequin 123. Ce support 151 comprend en outre un perçage fileté de réception de la vis 155 de réglage de la retenue élastique. La vis 155 permet ainsi d'avancer ou de reculer la cale 154, l'autre cale 153 demeurant en vis-à-vis du ressort 157.

30 La figure 13 représente un système de cogénération 100 relié en outre à un échangeur de chaleur 189 pour encore optimiser le rendement de production de chaleur et de production d'électricité. L'arrivée d'eau 184 alimente ainsi le système de cogénération 100 mais aussi un échangeur de 35 chaleur 189 alimenté en gaz chaud par les gaz de combustion évacués du système de cogénération 100. Le ventilateur 186 est alors disposé en sortie du circuit de gaz de l'échangeur de chaleur 189. Un conduit 187 d'évacuation des condensas est 302 2 304 24 branché à un conduit d'extraction des gaz en aval du ventilateur 186. L'eau chaude en sortie du système de cogénération 100 ainsi que l'eau chaude en sortie de l'échangeur de chaleur 189 servent pour l'alimentation en eau 5 chaude 185. Un répartiteur 188 règle la proportion d'eau froide fournie au système de cogénération 100 par rapport à celle fournie à l'échangeur de chaleur 189. Le système de cogénération entraîne par ailleurs la génératrice 183 pour produire de l'électricité.

10 Avantageusement le système de cogénération permet de faire varier la proportion d'électricité et de chaleur produite en réglant notamment le répartiteur 188 d'eau froide et le ventilateur d'extraction 186. Plus le refroidissement du gaz de travail dans le moteur est important, plus le 15 chauffage de l'eau et la production d'électricité par le système de cogénération sont importants. Pour augmenter la production de chaleur, c'est-à-dire la température de l'eau chaude en sortie, on peut par exemple augmenter la vitesse de sortie des gaz brûles ainsi que la 20 quantité d'eau qui entre dans l'échangeur 189. La production d'électricité est alors moindre puisque le moteur est alors moins refroidi et en même temps moins chauffé. Pour augmenter la production d'électricité on peut par exemple réduire la vitesse des gaz brûlés pour un meilleur 25 réchauffement du gaz de travail et augmenter la vitesse de l'eau pour un meilleur refroidissement du gaz de travail. D'autres aménagements du système de cogénération sont bien-entendu possibles. Le système de cogénération peut être utilisé directement, l'eau chaude étant alors utilisée 30 directement en sortie du système de cogénération. Il doit être évident pour l'homme du métier que la présente invention permet d'autres variantes de réalisation. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés comme illustrant l'invention.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Système de cogénération (100) comprenant au moins : - un moteur à combustion externe pour l'entraînement d'une génératrice (183), - un orifice (129) d'insertion d'un brûleur (136) de chauffage du moteur et un orifice (128) de sortie des gaz de combustion et - un circuit de refroidissement du moteur comprenant une entrée (103) d'alimentation en eau froide et une sortie (104) 10 de fourniture d'eau chaude, le système de cogénération étant caractérisé en ce que le brûleur (136) chauffe un circuit de chauffage délimitant une cavité de chauffage (110) disposée autour d'une partie chauffée (108a, 108b) du moteur tandis que le circuit de 15 refroidissement délimite une cavité de refroidissement (109, 111, 182) disposée autour d'au moins une première partie (105a, 105b) refroidie du moteur et autour de la cavité de chauffage (110).
2. 2. Système de cogénération (100) selon la revendication 20 1, caractérisé en ce que le circuit de refroidissement est agencé de façon à ce que l'eau circule dans le circuit de refroidissement depuis l'entrée (103) d'alimentation en eau froide autour de la première partie (105a, 105b) refroidie puis autour de la partie chauffée (108a, 108b) avant d'être 25 évacuée par la sortie (104) de fourniture d'eau chaude.
3. 3. Système de cogénération (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de chauffage est entouré au moins en partie par une couche (112a, 112b) thermiquement isolante disposée entre le circuit de chauffage 30 et le circuit de refroidissement.
4. 4. Système de cogénération (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur comprend au moins : - deux cylindres (131a, 131b) parallèles l'un à l'autre 35 et comprenant chacun une extrémité fermée (106a, 106b), un tronçon chauffé (108a, 108b) correspondant à la partie chauffée et au moins un premier tronçon refroidi (105a, 105b) correspondant à la première partie refroidie, 302 2 304 26 - deux pistons (134a, 134b) mobiles chacun dans un des cylindres (131a, 131b) en délimitant chacun une chambre de travail remplie par un fluide gazeux, la partie chauffée (108a, 108b) et la première partie refroidie (105a, 105b) 5 agissant sur chaque chambre de travail dans chaque cylindre pour déplacer les pistons mobiles (134a, 134b) chacun entre une position d'expansion maximum de la chambre et une position de compression maximum de la chambre et - un mécanisme d'asservissement du mouvement en 10 translation des pistons.
5. 5. Système de cogénération (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque piston (134a, 134b) est constitué d'au moins une base (117a, 117b) coulissant dans son cylindre (131a, 131b) de façon étanche, d'un déplaceur 15 (121a, 121b) coulissant de façon non étanche dans son cylindre et d'un arbre (120a, 120b) d'entraînement du déplaceur (121a, 121b) par la base (117a, 117b).
6. 6. Système de cogénération (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'arbre (120a, 120b) et le déplaceur 20 (121a, 121b) de chaque piston sont dimensionnés de façon à délimiter autour de l'arbre (120a, 120b) un espace de travail venant dans le tronçon chauffé (108a, 108b) lorsque le piston est dans la position de compression maximum et de façon à ce que le déplaceur (121a, 121b) vienne dans ce même tronçon 25 chauffé (108a, 108b) lorsque le piston est dans la position d'expansion maximum.
7. 7. Système de cogénération (100) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le circuit de chauffage délimite : 30 - un espace central (137) disposé entre les deux cylindres (131a, 131b) et dans lequel débouche le brûleur (136), - deux espaces intermédiaires (138a, 138b) prolongeant l'espace central (137) et s'étendant en arc de cercle autour 35 de chacun un des deux cylindres, - deux espaces périphériques (139a, 139b) prolongeant chacun un des espaces intelmédiaires (138a, 138b) et en communication avec un passage de sortie (141) du circuit de 302 2 304 27 chauffage, les espaces périphériques (139a, 139b) s'étendant en arc de cercle autour de chacun des espaces intermédiaires (138a, 138b).
8. 8. Système de cogénération (100) selon la revendication 5 7, caractérisé en ce que le passage de sortie (141) du circuit de chauffage comprend une chicane constituée par des cloisons transversales (142a, 142b) solidaires d'au moins une cloison (143a, 143b) délimitant le circuit de refroidissement.
9. 9. Système de cogénération (100) selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que chaque cylindre comprend un deuxième tronçon refroidi (150a, 150b), le circuit de refroidissement étant agencé de façon à ce que le deuxième tronçon (150a, 150b) soit refroidi par de l'eau du circuit de refroidissement ayant auparavant capté de la chaleur émise par la partie chauffée (108a, 108b).
10. 10. Système de cogénération (100) selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un carter intérieur (130a, 130b) et un carter extérieur (133a, 133b) entre lesquels est délimité le circuit de refroidissement, le carter intérieur (130a, 130b) enfermant le circuit de chauffage et comprenant des ailettes (114, 116) le long des cylindres (131a, 131b) de part et d'autre du circuit de chauffage, au moins deux passages (128, 129) d'entrée et de sortie du circuit de chauffage étant agencés de façon étanche entre le carter extérieur (133a, 133b) et le carter intérieur (130a, 130b), les cylindres (131a, 131b) débouchant chacun à l'extérieur du carter extérieur (133a, 133b).
11. 11. Système de cogénération (100) selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme d'asservissement du mouvement en translation des pistons (134a, 134b) comprend : - un vilebrequin (123) oscillant autour d'un axe (125) par rapport à un corps (151) solidaire des cylindres (131a, 131b), le vilebrequin (123) étant relié à chacun des pistons (134a, 134b) par une bielle (122a, 122b), les pistons étant en opposition de phase, 302 2 304 28 - un galet (124) roulant sur un profil extérieur du vilebrequin (123), le galet (124) étant poussé contre le vilebrequin (123) par un organe élastique (152) en appui contre ledit corps (151) et comprenant un organe (153, 154, 5 155, 156) de réglage de la force de poussée sur le vilebrequin (123), le profil du vilebrequin comprenant une partie (160) en arc de cercle prolongée de part et d'autre par deux logements en retrait (161a, 161b), les logements en retrait (161a, 161b) réalisant des retenues élastiques du 10 vilebrequin (123) par rapport au corps (151), les positions des logements en retrait (161a, 161b) correspondant chacune à la position d'expansion maximum d'un des pistons et à la position de compression maximum de l'autre piston.
12. 12. Système de cogénération (100) selon la revendication 15 11, caractérisé en ce que le moteur comprend un volant d'inertie (162) pour l'entraînement de la génératrice (183), le volant d'inertie (162) étant entraîné en rotation autour d'un axe orthogonal à l'axe du vilebrequin (123), le volant d'inertie (162) étant solidaire d'un premier pignon (163) à 20 denture inclinée engrenant avec des deuxième et troisième pignons (164a, 164b) à denture inclinée solidaires respectivement de premier et deuxième mécanismes à roue libre (165a, 165b), les mécanismes à roue libre (165a, 165b) étant entraînés par l'axe (125) du vilebrequin (123) et disposés 25 l'un à l'opposé de l'autre, les premier et deuxième mécanismes à roue libre (165a, 165b) étant sollicités alternativement lorsque le vilebrequin (123) effectue des rotations dans un sens puis dans l'autre.