FR3029572A1 - Moteur a combustion externe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un moteur (1) à combustion externe comprenant au moins : - un cylindre (3), - un piston (2) délimitant une chambre (6), - un déplaceur (11) déplacé par un organe d'entraînement (12), - un réchauffeur (4) d'une zone chaude (10) et un refroidisseur (5) d'une zone froide (14) du cylindre (3), - un mécanisme (20, 21, 22) d'asservissement du mouvement en translation du piston (2) par rapport au déplaceur (11). Le moteur (1) comprend en outre un mécanisme (23 à 27) de retenue élastique exerçant au moins une retenue élastique du piston (2) dans une position de compression de la chambre ou une retenue élastique du piston (2) dans une position d'expansion de la chambre.

Description

1 Le secteur technique de la présente invention est celui des moteurs à combustion externe également désignés par moteur à air chaud. Les moteurs à air chaud du type Stirling ont fait l'objet 5 de nombreux développements. Le brevet FR-2354452 déposé en 1977 illustre le principe de fonctionnement d'un moteur de type Stirling équipé d'un régénérateur. Le moteur comprend notamment un brûleur réalisant une combustion extérieure au cylindre. Un déplaceur, également désigné par balayeur, est 10 aménagé dans la chambre délimitée par le piston et le cylindre pour forcer la circulation du fluide gazeux entre les sources chaude et froide. Les moteurs de type Stirling qui ne nécessitent pas de détente dans l'atmosphère. Ces moteurs sont donc 15 avantageusement particulièrement silencieux. Cependant leur usage reste généralement limité à des domaines spécifiques tels que les chaudières à cogénération, pour lesquels une faible puissance est nécessaire. Les moteurs de type Stirling présentent en effet d'une manière générale des rendements 20 faibles notamment du fait des frottements mécaniques et des pertes de chaleur. La chaleur non exploitée pourra avantageusement être réutilisée dans une chaudière à cogénération. La présente invention a pour but de pallier les 25 inconvénients de l'art antérieur en fournissant un moteur à combustion externe dont la structure permet un meilleur rendement. Cet objectif est atteint grâce à un moteur à combustion externe comprenant au moins : 30 - un cylindre présentant une extrémité fermée, - un piston mobile dans le cylindre délimitant une chambre remplie par un fluide gazeux, - un déplaceur coulissant de façon non étanche dans le cylindre et déplacé par un organe d'entraînement, 35 - au moins un réchauffeur d'une zone chaude du cylindre et au moins un refroidisseur d'une zone froide du cylindre, - au moins un mécanisme d'asservissement du mouvement en translation du piston par rapport au déplaceur de façon à ce 3029572 2 que le déplaceur vienne au moins en partie en vis-à-vis de ladite zone froide dans une première position de compression de la chambre et vienne au moins en partie en vis-à-vis de ladite zone chaude dans une deuxième position d'expansion de 5 la chambre, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de retenue élastique exerçant au moins une première retenue élastique du piston dans ladite première position ou une deuxième retenue élastique du piston dans ladite deuxième position. 10 Selon une particularité de l'invention, ladite première position du piston correspond à une position de compression maximum de la chambre et ladite deuxième position du piston correspond à une position d'expansion maximum de la chambre. Selon une autre particularité de l'invention, dans ladite 15 deuxième position le déplaceur vient entièrement en vis-à-vis de la zone chaude. Selon une autre particularité de l'invention, dans ladite première position le déplaceur vient entièrement en vis-à-vis de la partie de la zone froide en avant du piston. 20 Selon une autre particularité de l'invention, l'organe d'entraînement du déplaceur comprend un arbre relié au déplaceur et coulissant de façon étanche à travers le piston, le mécanisme d'asservissement comprenant un organe mobile en rotation d'entraînement d'une première bielle reliée à 25 l'arbre et d'une deuxième bielle reliée au piston. Selon une autre particularité de l'invention, le mécanisme de retenue élastique exerce une action mécanique sur un élément solidaire de l'arbre d'entraînement du déplaceur pour exercer au moins ladite première retenue 30 élastique ou ladite deuxième retenue élastique. Selon une autre particularité de l'invention, le mécanisme de retenue élastique exerce une action mécanique sur le mécanisme d'asservissement pour exercer au moins ladite première retenue élastique ou ladite deuxième retenue 35 élastique. Selon une autre particularité de l'invention, le mécanisme de retenue élastique exerce une action mécanique sur un élément solidaire du piston pour exercer au moins 3029572 3 ladite première retenue élastique ou ladite deuxième retenue élastique. Selon une autre particularité de l'invention, le mécanisme de retenue élastique comprend au moins un poussoir et un ressort disposé entre le poussoir et son support ainsi qu'une portion formant au moins une première rampe ayant une première inclinaison déterminée de façon à exercer une retenue déterminée du poussoir, cette portion étant solidaire du mécanisme d'asservissement, du piston ou du déplaceur.

Selon une autre particularité de l'invention, ladite portion comprend une deuxième rampe prolongeant ladite première rampe, la deuxième rampe ayant une deuxième inclinaison inférieure à ladite première inclinaison, la deuxième inclinaison étant déterminée de façon à réaliser un ralentissement progressif de ladite portion. Selon une autre particularité de l'invention, le mécanisme de retenue élastique comprend un organe de réglage de la force de retenue exercée. Un autre objet de l'invention concerne une chaudière à 20 cogénération produisant de l'électricité au moyen d'un moteur selon l'invention pour entraîner au moins un noyau par rapport à au moins une bobine génératrice de courant. Un tout premier avantage de la présente invention est que le chauffage ou le refroidissement du gaz de travail peuvent 25 être optimisés. On peut en effet réaliser un chauffage ou un refroidissement isochore et dans une position où le chauffage ou le refroidissement est optimisé. Ainsi l'écart de pression moyen entre la détente et la compression de la chambre est augmenté. Il en résulte que le moteur fournit un travail plus 30 important qui se traduit par un meilleur rendement et une puissance motrice plus importante. Un autre avantage de la présente invention est que les mouvements du piston et du balayeur dans le cylindre peuvent être réalisés avec une vitesse optimum. Un relâchement 35 soudain peut en effet être réalisé après une montée en pression au-delà d'un seuil de pression déterminé ou après une baisse de pression en dessous d'un seuil de pression déterminé. Là encore le rendement du moteur est optimisé. 3029572 4 Un autre avantage est de permettre le réglage de la force motrice en imposant une température de chauffage dans le cylindre grâce au réglage de l'effort de retenu. D'autres caractéristiques, avantages et détails de 5 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 d'un moteur selon l'invention comprenant deux cylindres 10 montés à l'opposé l'un de l'autre et asservis en mouvement par un même mécanisme d'asservissement; - les figures 2 à 4 représentent différentes positions d'un piston et d'un déplaceur disposés dans un cylindre de moteur selon l'invention; 15 - la figure 5 représente un exemple de mécanisme de retenue exerçant une action directement sur l'arbre relié au balayeur d'un moteur selon l'invention; - la figure 6 représente un exemple de mécanisme de retenue exerçant une action directement sur le piston d'un 20 moteur selon l'invention; - la figure 7 représente un exemple de chaudière à cogénération comprenant un moteur selon l'invention ; - figures 8 à 10 représentent différentes vues d'un mécanisme de retenue élastique exerçant une action sur un 25 arbre. L'invention va à présent être décrite avec davantage de détails. La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un moteur comprenant deux cylindres 3a et 3b montés à l'opposé l'un de l'autre avec leur extrémité ouverte 30 15a et 15b l'une en face de l'autre. Chaque cylindre 3a ou 3b présente une extrémité 10a ou 10b fermée. Un piston 2a ou 2b ainsi qu'un déplaceur lla ou llb sont logés dans chaque cylindre 3a ou 3b. Le piston 2a dans sa position avancée au maximum dans le 35 cylindre 3a délimite une chambre 6a compressée au maximum. Le déplaceur lia est par ailleurs reculé au maximum pour venir au plus proche du piston 2a. On prévoit bien-entendu un jeu fonctionnel. 3029572 5 Le piston 2b dans sa position reculée au maximum dans le cylindre 3b délimite une chambre 6b dans une position d'expansion maximum. Le déplaceur llb est par ailleurs avancé au maximum pour venir au plus proche de l'extrémité fermée 5 10b du cylindre 3b. On prévoit bien-entendu un jeu fonctionnel. Chaque piston 2a et 2b coulisse de façon étanche dans un cylindre 3a ou 3b, chaque chambre 6a et 6b étanche refermant un fluide gazeux constituant le gaz de travail. 10 Chaque déplaceur lla ou llb est solidaire d'un arbre 12a ou 12b d'entraînement. Chaque arbre 12a ou 12b coulisse de façon étanche dans le piston associé 2a ou 2b. Un mécanisme d'asservissement permet de coordonner les mouvements de chaque déplaceur lla ou llb avec les mouvements 15 du piston 2a ou 2b associé. Le mécanisme d'asservissement comprend ici un organe tournant 22 relié par une bielle 21a ou 21b à chaque piston 2a ou 2b et relié par une autre bielle 20a ou 20b à chaque arbre 12a ou 12b. L'organe tournant 22 se présente par exemple sous la forme d'un arbre ou d'un disque.

Chaque piston 2a ou 2b est ainsi poussé vers l'extrémité fermée 10a ou 10b du cylindre 3a ou 3b tandis que le déplaceur lla ou llb associé est tiré vers l'extrémité ouverte 15a ou 15b du cylindre par le mécanisme d'asservissement.

De même chaque déplaceur lla ou llb est poussé vers l'extrémité fermée 10a ou 10b du cylindre 3a ou 3b tandis que le piston 2a ou 2b associé est tiré vers l'extrémité ouverte 15a ou 15b du cylindre par le mécanisme d'asservissement. Les bielles reliées au piston et au déplaceur associé sont par 30 exemple articulées en des points diamétralement opposés de l'organe tournant. Chaque piston et chaque déplaceur est tiré et poussé alternativement. Le piston 2a ou 2b et le déplaceur lla ou llb associé sont par exemple en opposition de phase.

35 Les pistons 2a et 2b et les déplaceurs lla et llb dans les deux cylindres 3a et 3b sont ici coordonnés dans leurs mouvements par un même organe tournant 22 du mécanisme d'asservissement.

3029572 6 Chaque cylindre 3a ou 3b comprend une zone chaude 10a ou 10b et une zone froide 14a ou 14b. Un réchauffeur 4a ou 4b est disposé autour de la zone chaude 10a ou 10b de chaque cylindre 3a ou 3b. Un refroidisseur 5a ou 5b est disposé 5 autour de la zone froide 14a ou 14b de chaque cylindre 3a ou 3b Le réchauffeur 4a ou 4b et le refroidisseur 5a ou 5b sont isolés thermiquement l'un de l'autre. Un matériau thermiquement isolant 7a ou 7b est notamment disposé contre 10 chaque cylindre 3a ou 3b et entre son refroidisseur 5a ou 5b et son réchauffeur 4a ou 4b. Le mécanisme d'asservissement du mouvement en translation du piston 2a par rapport au déplaceur lla permet d'amener le déplaceur lla en vis-à-vis de la zone froide 14a dans une 15 position de compression de la chambre 6a. Le déplaceur lla qui coulisse de façon non étanche dans le cylindre 2a permet alors de déplacer la majorité du gaz de travail dans la zone chaude du cylindre tandis qu'une quantité négligeable de gaz est refroidie dans la zone 20 froide. Le mécanisme d'asservissement du mouvement en translation du piston 2b par rapport au déplaceur llb permet également d'amener le déplaceur llb en vis-à-vis de zone chaude 10b dans une position d'expansion de la chambre 6b. Le déplaceur 25 llb permet alors de déplacer la majorité du gaz de travail dans la zone froide du cylindre tandis qu'une quantité négligeable de gaz est réchauffée dans la zone chaude. Le moteur la comprend en outre un mécanisme de retenue dans au moins une position d'expansion ou de compression des 30 chambres 6a ou 6b. Le mécanisme de retenue exerce ici une action sur le mécanisme d'asservissement. Lorsque l'effort induit par la dépression ou par la compression dépasse l'effort exercé par le mécanisme de retenue, ce dernier autorise alors les mouvements relatifs du piston par rapport 35 au déplaceur associé. Le mécanisme de retenue se présente ici sous la forme d'un poussoir 25 maintenu élastiquement contre l'organe tournant 22, ce dernier comprenant deux renfoncements 23 et 3029572 7 24 réalisés sur son bord périphérique pour coopérer avec le poussoir 25. Le poussoir 25 se présente par exemple sous la forme d'un galet articulé ou d'une bille mobile en rotation. L'extrémité du poussoir peut ainsi rouler ou glisser sur 5 l'élément contre lequel elle vient en appui. Le poussoir est maintenu en appui contre l'organe tournant 22 par un ressort 26. Le poussoir 25 est par exemple mobile en translation dans un support 27 solidaire d'un bâti fixe par rapport aux cylindres 3a et 3b du moteur. Le ressort 10 26 est disposé entre le poussoir 25 et le support 27. Une vis de réglage 28 permet par exemple de régler la position d'une cale du support 27 sur laquelle vient en appui le ressort 26. Cette vis permet ainsi un réglage de la force d'appui du poussoir 25.

15 Ainsi le mécanisme de retenue peut stopper l'organe tournant 22 dans son mouvement de rotation lorsque le poussoir avance dans un renfoncement 23 ou 24 et bloque chaque piston et chaque déplaceur en position. Chaque renfoncement présente en effet une pente d'inclinaison 20 déterminée pour exercer une retenue déterminée. La retenue élastique peut être réalisée dans une position de compression de la chambre de chaque piston ou dans une position d'expansion de la chambre de chaque piston. La retenue élastique peut également être réalisée à la fois dans 25 une position de compression de la chambre de chaque piston et dans une position d'expansion de la chambre de chaque piston. Le moteur peut être retenu en position de compression de sa chambre qui est alors chauffé jusqu'à ce que la pression induise un effort supérieur à celui exercé par le mécanisme de retenue élastique. Le relâchement soudain du piston 2a et du déplaceur lla permet une vitesse de déplacement optimum jusqu'à une position d'expansion pour un refroidissement du gaz de travail. La retenue dans la position de compression permet de réaliser un chauffage du gaz de travail maintenu comprimé dans un volume déterminé ce qui augmente le travail fourni par le moteur. La position de compression de la chambre dans laquelle la retenue élastique est exercée correspond par 3029572 8 exemple à la position de compression maximum. Dans la position de compression maximum où la retenue élastique est exercée, le déplaceur lla vient entièrement en vis-à-vis de la zone froide 14a en avant du piston et le chauffage est 5 encore optimisé. De la même manière le moteur peut être retenu en position d'expansion de sa chambre qui est alors refroidie jusqu'à ce que la dépression induise un effort supérieur à celui exercé par le mécanisme de retenue élastique. Le relâchement soudain 10 du piston 2b et du déplaceur llb permet une vitesse de déplacement optimum jusqu'à une position de compression pour un réchauffement du gaz de travail. La retenue dans la position d'expansion permet de réaliser un refroidissement du gaz de travail maintenu à un 15 volume déterminé ce qui augmente le travail fourni par le moteur. La position d'expansion de la chambre dans laquelle la retenue élastique est exercée correspond par exemple à la position d'expansion maximum. Dans la position d'expansion maximum où la retenue élastique est exercée, le déplaceur llb 20 vient entièrement en vis-à-vis de la zone chaude 10a et le refroidissement est ainsi optimisé. Bien-entendu dans le cas d'un mécanisme d'asservissement commun à plusieurs moteurs, les efforts induits par les dépressions ou les compressions peuvent se cumuler. La 25 retenue élastique exercée sur ce mécanisme d'asservissement est alors calculée en fonction des paramètres de cette pluralité de moteurs. Par ailleurs le seuil de retenue en compression et le seuil de retenue en abaissement de la pression peuvent être réglés indépendamment l'un de l'autre 30 en fonction des besoins. Les figures 2 à 4 représentent différentes positions d'un piston et d'un déplaceur disposés dans un cylindre de moteur selon l'invention. Le moteur comprend un cylindre 3 dans lequel sont disposés un piston 2 et un déplaceur 11 solidaire 35 d'un arbre 12 coulissant de façon étanche dans le piston 2. Le piston 2 délimite une chambre 6 étanche dans le cylindre 3. Le déplaceur 11 coulisse de façon non étanche dans le cylindre. Un mécanisme d'asservissement des mouvements du 3029572 9 piston 2 par rapport au déplaceur comprend un organe 22 mobile en rotation entraînant une bielle 20 relié au déplaceur 11 et une bielle 21 reliée au piston 2. Le réchauffeur 4 est séparé du refroidisseur 5 par un matériau 5 thermiquement isolant 7. Le réchauffeur 4 est disposé autour de la zone chaude 10 du piston et le refroidisseur 5 est disposé autour de la zone froide 14 du piston. Le mécanisme de retenue élastique exerce une action sur le mécanisme d'asservissement et plus particulièrement sur l'organe 10 tournant 22 qui comprend deux renfoncements 23 et 24. Ces renfoncements 23 et 24 coopèrent avec un poussoir 25 et correspondent l'un à une position de compression et l'autre à une position d'expansion. Les renfoncements présentent une pente d'inclinaison déterminée correspondant à une retenue 15 déterminée du poussoir. La figure 2 représente une position de compression maximum de la chambre 6 dans laquelle le moteur 1 est maintenu par le mécanisme de retenue élastique. Le poussoir 25 est maintenu élastiquement dans le renfoncement 23 et 20 maintient l'organe 22 du mécanisme d'asservissement. La force de retenue élastique correspond à l'inclinaison de la pente du renfoncement que doit passer le poussoir. Le piston est avancé au maximum dans le cylindre et le déplaceur 11 est disposé en vis-à-vis de la zone froide 14 en 25 avant du piston 2. L'arrière du piston 2 correspond ici à sa face orientée à l'opposé de la chambre 6. Le réchauffement du gaz de travail est optimisé et la pression dans la chambre augmente jusqu'à ce que l'effort exercé sur le piston permette la libération par le mécanisme 30 de retenue élastique. Un mouvement de rotation M30 de l'organe 22 mobile en rotation est alors initié. La retenue élastique permet une montée en pression à volume constant. La pression de détente peut ainsi être réglée en réglant la force de retenue. Par ailleurs la 35 libération se produisant à une pression déterminée correspond à une force motrice déterminée. La force motrice peut ainsi être réglée en réglant la force de retenue. La figure 3 montre la position du moteur 1 à un instant 3029572 10 donné. Dans cette configuration le piston 2 et le déplaceur 11 sont en mouvement l'un par rapport à l'autre. L'organe 22 mobile en rotation est alors à une vitesse M31 non nulle. Le relâchement soudain du piston par le mécanisme de retenue 5 élastique permet d'optimiser la vitesse de déplacement en fonction de la force motrice générée. De préférence une vitesse importante est réglée pour écourter les phases de déplacements du piston où le refroidissement et le réchauffement du gaz de travail ne sont pas optimums. En 10 réglant une vitesse importante du piston, le travail fournit par le moteur est encore optimisé, c'est-à-dire que le rendement est amélioré et que la puissance motrice fournie est augmentée. La figure 4 représente une position d'expansion maximum 15 de la chambre 6 dans laquelle le moteur 1 est maintenu par le mécanisme de retenue élastique. Le piston 2 est reculé au maximum dans le cylindre 3 et le déplaceur 11 est disposé en vis-à-vis de la zone chaude 10 du piston 3.

20 Le refroidissement du gaz de travail est optimisé et la pression dans la chambre diminue jusqu'à ce que l'effort exercé sur le piston 2 permette la libération par le mécanisme de retenue élastique. Un mouvement de rotation M32 de l'organe 22 mobile en rotation est alors initié. Le 25 déplaceur et le piston se déplacent alors pour revenir dans la position du moteur 1 représentée à la figure 2. La retenue élastique permet un abaissement de la pression à volume constant. La baisse de pression peut ainsi être réglée en réglant la force de retenue. Par ailleurs la 30 libération se produisant à une pression déterminée l'écart de pression moyen entre la détente et la compression de la chambre peut ainsi être optimisé. Le travail du moteur est ainsi optimisé, c'est-à-dire que son rendement est amélioré. Ce meilleur rendement se traduit par une dépense d'énergie 35 moindre et par une puissance motrice disponible plus importante. Le mécanisme de retenue élastique réalise ici une retenue dans la position de compression maximum et dans la position 3029572 11 d'expansion maximum de la chambre. On peut également prévoir la retenue dans une position d'expansion et une position de compression au-delà de ces extrémums en fonction des besoins.

5 On peut également prévoir la retenue dans une seule position d'expansion ou respectivement de compression. Le poids peut alors être utilisé pour réaliser un maintien complémentaire lors de la compression ou respectivement lors de l'expansion, notamment dans le cas d'un cylindre disposé 10 verticalement. Sur les figures suivantes, le mécanisme d'asservissement coordonnant les mouvements du piston et du déplaceur associé n'a pas été représenté pour des raisons de clarté. Les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.

15 La figure 5 représente un exemple de mécanisme de retenue exerçant une action directement sur le balayeur 11 du moteur lb. Le poussoir 25 exerce une poussée élastique sur une rampe 8 solidaire de l'arbre 12 lui-même solidaire du déplaceur 11. La rampe 8 comprend une portion droite sur laquelle le 20 poussoir 25 passe lors d'un changement de position du moteur lb. La rampe 8 se termine à ses deux extrémités par deux pentes d'inclinaison déterminée permettant de réaliser une retenue élastique déterminée. La figure 6 représente un exemple de mécanisme de retenue 25 exerçant une action directement sur le piston d'un moteur lc. Le poussoir 25 exerce une poussée élastique sur une rampe solidaire du piston 2. La rampe comprend également une portion droite sur laquelle le poussoir 25 passe lors d'un changement de position du moteur lc. La rampe se termine 30 également à ses deux extrémités par deux pentes d'inclinaison déterminée en fonction de la retenue élastique à exercer. Bien-entendu plusieurs mécanismes de retenue élastique peuvent exercer leur action sur le piston, le déplaceur ou le mécanisme d'asservissement dans une même position de retenue 35 du moteur. La figure 7 représente un exemple de chaudière 52 à cogénération comprenant un moteur lc dont le réchauffeur 4 alimente un circuit de chauffage.

3029572 12 La chaudière 52 comprend un circuit 40 d'eau alimentant un appareil 42 tel qu'un appareil de chauffage domestique. L'eau dans le circuit 40 est par exemple mise en circulation par une pompe 41. L'eau passe ainsi dans un chauffe-eau 33 5 puis est distribuée vers l'appareil 42. Le chauffe-eau 33 comprend une entrée 37 des gaz de chauffage circulant entre des chicanes 39 avant de sortir par un orifice 38 d'évacuation. Un serpentin 44 est disposé contre les chicanes 39 dans le chauffe-eau et est par ailleurs relié au circuit 10 d'eau 40. Le réchauffeur 4 du moteur lc est par exemple chauffé par un bruleur 35 alimenté par une réserve de gaz 34. Les gaz chauds après être passés dans le réchauffeur 4 sont évacués vers l'entrée 37 du chauffe-eau 33.

15 Le refroidisseur 5 est par ailleurs équipé d'ailettes 43 de refroidissement évacuant la chaleur dans l'air environnant autour de la chaudière 52. Par ailleurs le moteur lc entraîne un appareil générant de l'électricité. L'arbre 12 entraîne par exemple un aimant 20 56 mobile en translation dans une bobine 55 alimentant en électricité un appareil 57. Bien-entendu l'entraînement en translation peut également être réalisé par le piston. On peut également prévoir l'entraînement d'un mécanisme comprenant un volant d'inertie.

25 Les figures 8 à 10 représentent différentes vues d'un même mécanisme de retenue élastique exerçant une action sur un arbre 61. L'action est exercée sur un arbre 61 plein tel que l'arbre 12 solidaire du déplaceur 11 précédemment décrit mais bien-entendu le mécanisme s'applique de la même façon à 30 un arbre creux tel que le piston 2 précédemment décrit. Comme représenté à la figure 8, l'arbre 61 comprend plusieurs rampes 62 et 63 réparties sur sa périphérie et s'étendant longitudinalement sur une longueur déterminée de l'arbre 61. Les rampes successives 62 et 63 sont inversées.

35 L'arbre 61 comprend ici six rampes. L'arbre 61 est disposé mobile en translation dans un logement central longitudinal 77 du corps 65 du mécanisme de retenue élastique. Le corps 65 du mécanisme de retenue 3029572 13 élastique est destiné à être solidaire du cylindre d'un moteur. Le corps 65 comprend des logements radiaux s'étendant de sa périphérie jusqu'au logement central longitudinal 77 pour 5 recevoir chacun une bille 66a ou 66b poussée par un ressort 67a ou 67b maintenu par ailleurs par une cale 68a ou 68b. Des couronnes 70 et 69 sont disposées autour du corps 65. Chaque couronne est mobile en translation par rapport au corps 65. A cet effet chaque couronne comprend un ergot 10 interne 79 ou 80 coopérant avec une rainure longitudinale 78 ou 81 du corps 65. La rainure 81 est notamment visible en figure 9. Chaque couronne comprend des plaquettes de maintien des cales. Deux bagues 71 et 72 sont vissées autour du corps 65 pour 15 venir en appui chacune contre une couronne. Un premier ensemble de billes 66a est destiné à coopérer avec un premier ensemble de rampe 63 de l'arbre 61 et un deuxième ensemble de billes 66b est destiné à coopérer avec un deuxième ensemble de rampe 62 de l'arbre 61. Chacun de ces 20 ensembles comprend ici trois billes. Les ensembles de billes sont disposés selon deux plans décalés longitudinalement par rapport au logement central 77. Comme représenté en coupe à la figure 9 selon un plan de coupe passant par le centre des billes du premier ensemble, 25 chaque logement radial comprend une portion 73 de section circulaire débouchant dans le passage central prolongée par une portion 75 élargie de section rectangulaire débouchant à la périphérie du corps 65. La portion 73 de section circulaire reçoit une bille 66a tandis que la portion 75 de 30 section rectangulaire reçoit une cale 68a de section correspondante. Un ressort 67a est disposé entre une bille 66a et une cale 68a. Un logement est réalisé dans chaque cale 68a sur sa face interne pour recevoir une extrémité du ressort 67a.

35 Chaque cale 68a comprend par ailleurs une face externe inclinée vers une plaquette de la couronne 69. Les plaquettes d'une couronne sont par ailleurs également inclinées d'une même inclinaison que les cales avec lesquelles elles 3029572 14 coopèrent. On comprend ainsi qu'en déplaçant longitudinalement une couronne 69, on règle l'enfoncement des cales 68a dans leur logement 75. La force d'appui du ressort est ainsi plus ou moins importante. De façon avantageuse, ce 5 réglage permet de régler la force de retenue mais également de compenser une usure des billes ou des rampes ou un affaiblissement du ressort. On peut prévoir un rétrécissement 82 à l'extrémité de la portion 73 de section circulaire débouchant dans le logement 10 central. Ce rétrécissement 82 permet le maintien des billes 66a dans leur logement 73. Comme représenté à la figure 10, les deux ensembles de billes 66a et 66b sont poussées vers l'arbre 61 avec une force déterminée réglable. Le réglage en position des bagues 15 vissées 71 et 72 permet de positionner les couronnes 69 et 70 pour enfoncer plus ou moins les cales 68a et 68b dans leur logement 75 ou 76 rectangulaire. La force de retenue exercée par les billes 66a et 66b peut ainsi être réglée. Le premier ensemble de billes 66a exerce la retenue sur 20 une portion de forte inclinaison des rampes 63. Le deuxième ensemble de billes 66b exerce la retenue sur une portion de forte inclinaison des rampes 62. Chaque rampe comprend une portion de forte inclinaison et une portion s'étendant en pente douce sur toute la longueur 25 L64 de la rampe. La longueur L64 des rampes correspond au débattement longitudinal de l'arbre 61 entre deux positions de retenue élastique. L'arbre 61 comprend des paires de rampes s'étendant longitudinalement et disposée radialement à l'opposée l'une 30 de l'autre. Les positions des deux rampes opposées sont inversées, de sorte que les pentes de forte inclinaison sont disposées à une distance déterminée L64 l'une de l'autre. Ainsi tandis qu'un ensemble de billes 66b vient en regard d'une pente douce, l'autre ensemble de billes 66a vient en 35 regard d'une pente de forte inclinaison réalisant une retenue élastique puis une libération soudaine de l'arbre. La pente douce permet par ailleurs un ralentissement progressif jusqu'à l'autre position de retenue.

3029572 15 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. 5

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Moteur (1) à combustion externe comprenant au moins : - un cylindre (3) présentant une extrémité (10) fermée, - un piston (2) mobile dans le cylindre (3) délimitant une chambre (6) remplie par un fluide gazeux, - un déplaceur (11) coulissant de façon non étanche dans le cylindre (3) et déplacé par un organe d'entraînement (12), - au moins un réchauffeur (4) d'une zone chaude (10) du 10 cylindre (3) et au moins un refroidisseur (5) d'une zone froide (14) du cylindre (3), - au moins un mécanisme (20, 21, 22) d'asservissement du mouvement en translation du piston (2) par rapport au déplaceur (11) de façon à ce que le déplaceur (11) vienne au 15 moins en partie en vis-à-vis de ladite zone froide (14) dans une première position de compression de la chambre (6) et vienne au moins en partie en vis-à-vis de ladite zone chaude (10) dans une deuxième position d'expansion de la chambre (6) 20 caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme (23 à 27) de retenue élastique exerçant au moins une première retenue élastique du piston (2) dans ladite première position ou une deuxième retenue élastique du piston (2) dans ladite deuxième position. 25
2. 2. Moteur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première position du piston (2) correspond à une position de compression maximum de la chambre (6) et ladite deuxième position du piston (2) correspond à une position d'expansion maximum de la chambre (6). 30
3. 3. Moteur (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite deuxième position le déplaceur (11) vient entièrement en vis-à-vis de la zone chaude (10).
4. 4. Moteur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite première position le 35 déplaceur (11) vient entièrement en vis-à-vis de la partie de la zone froide (14) en avant du piston (2).
5. 5. Moteur (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement du déplaceur 3029572 17 (11) comprend un arbre (12) relié au déplaceur et coulissant de façon étanche à travers le piston (2), le mécanisme d'asservissement comprenant un organe mobile en rotation (22) d'entraînement d'une première bielle (20) reliée à l'arbre 5 (12) et d'une deuxième bielle (21) reliée au piston (2).
6. 6. Moteur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mécanisme de retenue élastique exerce une action mécanique sur un élément (8) solidaire de l'arbre (12) d'entraînement du déplaceur (11) pour exercer au moins ladite première retenue élastique ou ladite deuxième retenue élastique.
7. 7. Moteur (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mécanisme de retenue élastique exerce une action mécanique sur le mécanisme d'asservissement (20, 21, 22) pour exercer au moins ladite première retenue élastique ou ladite deuxième retenue élastique.
8. 8. Moteur (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mécanisme de retenue élastique exerce une action mécanique sur un élément solidaire du piston (2) pour exercer au moins ladite première retenue élastique ou ladite deuxième retenue élastique.
9. 9. Moteur (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le mécanisme de retenue élastique comprend au moins un poussoir (25) et un ressort (26) disposé entre le poussoir et son support (27) ainsi qu'une portion formant au moins une première rampe ayant une première inclinaison déterminée de façon à exercer une retenue déterminée du poussoir (25), cette portion étant solidaire du mécanisme d'asservissement, du piston (2) ou du déplaceur (11).
10. 10. Moteur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite portion comprend une deuxième rampe prolongeant ladite première rampe, la deuxième rampe ayant une deuxième inclinaison inférieure à ladite première inclinaison, la deuxième inclinaison étant déterminée de façon à réaliser un ralentissement progressif de ladite portion.
11. 11. Moteur (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le mécanisme de retenue élastique 3029572 18 comprend un organe (28) de réglage de la force de retenue exercée.
12. 12. Chaudière (52) à cogénération produisant de l'électricité au moyen d'un moteur (1) selon l'une des 5 revendications 1 à 11 pour entraîner au moins un noyau (56) par rapport à au moins une bobine (55) génératrice de courant.