FR3031770A1

FR3031770A1 - THERMAL MOTOR CONDENSATION

Info

Publication number: FR3031770A1
Application number: FR1550403A
Authority: FR
Inventors: Stephane Willocx
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-22

Abstract

Moteur comprenant une enceinte, apte à accueillir de la vapeur, comprenant une chambre d'admission (15) et une chambre de refroidissement (16), une source froide (14) apte à refroidir la chambre de refroidissement (16), un élément mobile (6), disposé à l'intérieur de l'enceinte, séparant la chambre d'admission (15) et la chambre de refroidissement (16), et mobile entre une première position et une deuxième position, un premier actionneur (4) apte à déplacer l'élément mobile (6) de la première position à la deuxième position et réciproquement, une vanne d'admission (10) apte à sélectivement permettre une admission de vapeur dans la chambre d'admission (15), une source de vapeur (7) connectée à la chambre d'admission (15) via la vanne d'admission (10), un clapet de transfert (2) disposé entre la chambre d'admission (15) et la chambre de refroidissement (16) de manière à permettre un transfert de vapeur de la chambre d'admission (15) vers la chambre de refroidissement (16), un clapet d'échappement (3) disposé entre la chambre de refroidissement (16) et l'extérieur de manière à permettre un échappement de vapeur résiduelle et de condensat, au moins un cylindre (12) comprenant au moins un piston (5), une chambre dudit cylindre (12) étant fluidiquement connectée à la chambre de refroidissement (16).Engine comprising an enclosure, capable of receiving steam, comprising an inlet chamber (15) and a cooling chamber (16), a cold source (14) adapted to cool the cooling chamber (16), a movable element (6), disposed inside the enclosure, separating the inlet chamber (15) and the cooling chamber (16), and movable between a first position and a second position, a first actuator (4) fit moving the movable member (6) from the first position to the second position and vice versa, an inlet valve (10) selectively permitting steam admission into the inlet chamber (15), a source of steam (7) connected to the inlet chamber (15) via the inlet valve (10), a transfer valve (2) arranged between the inlet chamber (15) and the cooling chamber (16) so as to to allow a transfer of steam from the inlet chamber (15) to the cooling chamber (16), an exhaust valve (3) disposed between the cooling chamber (16) and the outside so as to allow residual vapor and condensate to escape, at least one cylinder (12) comprising at least one piston (5), a chamber of said cylinder (12) being fluidly connected to the cooling chamber (16).

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des machines thermiques et notamment des moteurs thermiques. Afin de transformer de l'énergie thermique en énergie mécanique ou électrique, il est connu plusieurs types de moteurs.The technical field of the invention is that of thermal machines and in particular thermal engines. In order to transform thermal energy into mechanical or electrical energy, several types of motors are known.

Le moteur Stirling exploite une différence de température appliquée à un gaz en enceinte fermée pour produire une énergie mécanique ou réciproquement. Un tel moteur présente l'inconvénient de nécessiter une grande différence de température pour atteindre un rendement exploitable. Le moteur Rankine présente l'inconvénient de nécessiter de nombreuses étapes de transfert d'énergie qui conduisent à un rendement faible. Il nécessite de plus une pompe de retour des condensats. Le moteur à turbine a pour principal inconvénient un coût élevé. Le moteur à combustion interne a connu un grand développement, du fait notamment de l'automobile, mais présente l'inconvénient de comprendre de 15 nombreuses pièces en mouvement conduisant à un rendement faible. De plus son choix de carburants possibles est relativement réduit. Un objet de la présente invention est de présenter un nouveau paradigme de machine thermique, apte à être utilisée comme moteur, afin de transformer de l'énergie thermique en énergie mécanique ou électrique. 20 A cet effet l'invention prévoit, selon un mode de réalisation, un moteur comprenant : une enceinte, apte à accueillir de la vapeur, comprenant une chambre d'admission et une chambre de refroidissement, une source froide apte à refroidir la chambre de refroidissement, un moyen mobile également désigné élément mobile, disposé à l'intérieur de l'enceinte, séparant la chambre 25 d'admission et la chambre de refroidissement, et mobile entre une première position et une deuxième position, un premier actionneur apte à déplacer l'élément mobile de la première position à la deuxième position et réciproquement, une source de vapeur connectée à la chambre d'admission via une vanne d'admission, une vanne d'admission apte à sélectivement permettre 30 ou empêcher une admission de vapeur dans la chambre d'admission, un clapet de transfert disposé entre la chambre d'admission et la chambre de refroidissement de manière à permettre un transfert de vapeur de la chambre d'admission vers la chambre de refroidissement, un clapet d'échappement disposé entre la chambre de refroidissement et l'extérieur de manière à permettre un échappement de vapeur résiduelle et de condensat, au moins un cylindre comprenant au moins un piston, une chambre dudit cylindre étant fluidiquement connectée à la chambre de refroidissement.The Stirling engine exploits a temperature difference applied to a closed chamber gas to produce mechanical energy or vice versa. Such an engine has the disadvantage of requiring a large difference in temperature to achieve a usable yield. The Rankine engine has the disadvantage of requiring numerous energy transfer steps which lead to low efficiency. It also requires a condensate return pump. The main disadvantage of the turbine engine is high cost. The internal combustion engine has experienced a great development, in particular because of the automobile, but has the disadvantage of including many moving parts leading to low efficiency. Moreover, his choice of possible fuels is relatively small. An object of the present invention is to present a new thermal machine paradigm, suitable for use as a motor, for converting thermal energy into mechanical or electrical energy. To this end, the invention provides, according to one embodiment, an engine comprising: an enclosure, capable of receiving steam, comprising an intake chamber and a cooling chamber, a cold source capable of cooling the chamber of cooling, a movable means also designated movable element disposed inside the enclosure, separating the inlet chamber and the cooling chamber, and movable between a first position and a second position, a first actuator able to move the movable element from the first position to the second position and vice versa, a source of steam connected to the inlet chamber via an inlet valve, an inlet valve adapted to selectively allow or prevent a steam inlet into the inlet chamber, a transfer valve disposed between the inlet chamber and the cooling chamber so as to allow a vapor transfer from the chamber intake to the cooling chamber, an exhaust valve disposed between the cooling chamber and the outside so as to allow exhaust of residual steam and condensate, at least one cylinder comprising at least one piston, a chamber of said cylinder being fluidically connected to the cooling chamber.

Un tel moteur permet avantageusement de mettre à profit une source de vapeur pour produire une énergie mécanique, utilisable per se ou transformable en énergie électrique. Ce moteur exploite efficacement une variation non linéaire de la phase de dépression d'une vapeur, produisant une forte variation de pression pour une faible variation de température. Le principe du moteur n'implique avantageusement pas de facteur d'échelle. Il est ainsi applicable à la réalisation d'un moteur de grandes dimensions, apte à exploiter d'importants volumes de vapeur. Le moteur, de par la présence de vapeur, présente une bonne capacité de transfert thermique, qui lui confère un rendement élevé. Le moteur comporte peu de pièces, présente une complexité faible, et peut ainsi être réalisé à faible coût. Le moteur présente encore l'avantage de pouvoir fonctionner avec uniquement une source de vapeur, et une source froide.Such an engine advantageously makes use of a source of steam to produce mechanical energy, usable per se or transformable into electrical energy. This engine effectively exploits a non-linear variation of the vacuum phase of a vapor, producing a large pressure variation for a small temperature variation. The motor principle does not advantageously involve a scale factor. It is thus applicable to the realization of a large engine, capable of operating large volumes of steam. The engine, by the presence of steam, has a good heat transfer capacity, which gives it a high efficiency. The engine has few parts, has a low complexity, and can be achieved at low cost. The engine still has the advantage of being able to operate with only a source of steam, and a cold source.

De manière optionnelle, l'invention peut comprendre au moins une des caractéristiques suivantes, qui peuvent être prises séparément ou en combinaison : - un deuxième actionneur commande la vanne d'admission, ouverte lorsque l'élément mobile est déplacé de la deuxième position vers la première position et fermée sinon, - le clapet de transfert est configuré de manière à être ouvert lorsque l'élément mobile est déplacé de la première position vers la deuxième position, et à être fermé lorsque l'élément mobile est déplacé de la deuxième position vers la première position, - le clapet d'échappement est configuré de manière à s'ouvrir lorsque l'élément mobile est déplacé de la deuxième position vers la première position, - la source froide est dimensionnée, relativement à la surface de la chambre de refroidissement, afin d'être apte à provoquer la condensation de la vapeur contenue dans la chambre de refroidissement. - le clapet de transfert comprend un moyen de tarage, afin de s'ouvrir automatiquement en présence de pression et de se fermer en l'absence de pression, ledit élément de rappel étant taré à un effort supérieur à l'effort exercé par la pression de la vapeur issue de la source de vapeur, afin que le clapet de transfert reste fermé en cours d'admission, - un troisième actionneur commande le clapet de transfert, - le clapet de transfert est intégré à l'élément mobile, - l'échange thermique entre la chambre de refroidissement et la source froide dans la première position est inférieur à l'échange thermique entre la chambre de refroidissement et la source froide dans la deuxième position, - dans la première position, l'élément mobile maximise le volume de la chambre d'admission, maximisant ainsi le volume de vapeur admise et apte à être transférée dans la chambre de refroidissement, et dans la deuxième position l'élément mobile maximise le volume de la chambre de refroidissement et la surface d'échange thermique entre la vapeur et la source froide, maximisant ainsi le volume de vapeur pouvant être refroidie, - l'élément mobile s'interpose entre la source froide et la vapeur dans la première position et permet le contact entre la vapeur et la source froide dans la deuxième position, - la chambre de refroidissement comprend une paroi froide refroidie par la source froide, et l'élément mobile comprend une paroi de forme complémentaire de la forme de la paroi froide, apte à recouvrir au moins une partie de la paroi froide dans la première position et à découvrir au moins une partie de la paroi froide dans la deuxième position, - la paroi froide de la chambre de refroidissement et la paroi de l'élément mobile présentent des formes coniques d'axe sensiblement parallèle au déplacement de l'élément mobile, - l'élément mobile présente un volume intérieur creux vide ou rempli d'un matériau léger résistant à la déformation, et est réalisé, particulièrement la paroi, en un matériau isolant thermique, et la paroi froide est réalisée en un matériau conducteur thermique, tel du cuivre ou du graphite. - la chambre d'admission présente une forme intérieure cylindrique, complémentaire d'une forme extérieure de l'élément mobile, toutes deux d'axe sensiblement parallèle au déplacement de l'élément mobile, afin que l'élément mobile maintienne, au cours de son déplacement, un contact étanche avec la chambre d'admission, - le piston est solidaire d'un dispositif volant-vilebrequin, dont l'inertie est mise à profit pour assister le déplacement du piston dans le mouvement centrifuge, - le premier actionneur est indépendant du piston, - le premier actionneur et/ou le deuxième actionneur et/ou le troisième actionneur est/sont entraîné(s) directement ou indirectement par le piston., - le deuxième actionneur est entraîné indirectement par le premier actionneur ou par le piston, - le troisième actionneur est entraîné indirectement par le premier actionneur, par le deuxième actionneur ou par le piston, - la vapeur est issue : d'eau, d'une solution aqueuse, d'alcool, d'éther, d'huile ou d'un mélange de ces liquides. L'invention concerne encore une application d'un tel moteur disposé à l'échappement d'une machine à vapeur de centrale électrique, la vapeur issue 25 de la machine à vapeur formant la source de vapeur. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : 30 - les figures 1-4 présentent quatre étapes successives d'un cycle du moteur, - la figure 1 illustre une phase d'admission/échappement, durant laquelle un élément mobile passe d'une deuxième position à une première position, de la vapeur est admise dans une chambre d'admission, et des condensats et/ou de la vapeur résiduelle sont évacués hors d'une chambre de refroidissement, - la figure 2 illustre la première position, - la figure 3 illustre une phase de transfert/dépression, durant laquelle l'élément mobile passe de la première position à la deuxième position, et la vapeur précédemment admise dans la chambre d'admission est transférée vers la chambre de refroidissement pour y être refroidie, - la figure 4 illustre la deuxième position, - la figure 5 est un diagramme température pression comparatif pour une vapeur et pour un gaz, - la figure 6 illustre un mode de réalisation avec un canal de transfert externe.Optionally, the invention may comprise at least one of the following features, which may be taken separately or in combination: a second actuator controls the intake valve, open when the movable element is moved from the second position to the first position and closed otherwise, - the transfer valve is configured to be open when the movable member is moved from the first position to the second position, and to be closed when the movable member is moved from the second position to the first position, - the exhaust valve is configured to open when the movable element is moved from the second position to the first position, - the cold source is sized relative to the surface of the cooling chamber in order to be able to cause condensation of the vapor contained in the cooling chamber. the transfer valve comprises a setting means, in order to open automatically in the presence of pressure and to close in the absence of pressure, the said return element being calibrated at a force greater than the force exerted by the pressure; steam from the steam source, so that the transfer valve remains closed during admission, - a third actuator controls the transfer valve, - the transfer valve is integrated with the movable element, - the heat exchange between the cooling chamber and the cold source in the first position is less than the heat exchange between the cooling chamber and the cold source in the second position, - in the first position, the mobile element maximizes the volume of the intake chamber, thus maximizing the volume of vapor admitted and able to be transferred into the cooling chamber, and in the second position the moving element maximizes the volume of the chamber cooling and heat exchange surface between the steam and the cold source, thereby maximizing the volume of vapor that can be cooled, - the movable element is interposed between the cold source and the steam in the first position and allows the contact between the steam and the cold source in the second position, - the cooling chamber comprises a cold wall cooled by the cold source, and the movable element comprises a wall of shape complementary to the shape of the cold wall, able to cover at the at least a portion of the cold wall in the first position and at least a part of the cold wall in the second position being found, - the cold wall of the cooling chamber and the wall of the movable element have conical shapes of axis substantially parallel to the displacement of the movable element, - the movable element has a hollow interior volume empty or filled with a light material resistant to deformatio n, and is made, particularly the wall, of a thermal insulating material, and the cold wall is made of a thermal conductive material, such as copper or graphite. the inlet chamber has a cylindrical inner shape, complementary to an outer shape of the movable element, both of axis substantially parallel to the displacement of the movable element, so that the movable element maintains, during the its displacement, a sealed contact with the inlet chamber, - the piston is integral with a flywheel-crankshaft device, whose inertia is used to assist the displacement of the piston in the centrifugal movement, - the first actuator is independent of the piston, - the first actuator and / or the second actuator and / or the third actuator is / are driven (s) directly or indirectly by the piston. - the second actuator is driven indirectly by the first actuator or by the piston the third actuator is driven indirectly by the first actuator, by the second actuator or by the piston, the vapor originates from: water, an aqueous solution, alcohol, ther, oil or a mixture of these liquids. The invention also relates to an application of such a motor arranged at the exhaust of a steam engine of a power station, the steam coming from the steam engine forming the source of steam. Other features, details and advantages of the invention will become more clearly apparent from the detailed description given below as an indication in connection with drawings in which: FIGS. 1-4 show four successive stages of a cycle of Fig. 1 illustrates an intake / exhaust phase, during which a movable element moves from a second position to a first position, steam is admitted into an intake chamber, and condensates and / or the residual steam is discharged out of a cooling chamber; - Figure 2 illustrates the first position; - Figure 3 illustrates a transfer / depression phase during which the movable element passes from the first position to the second position; and the previously admitted vapor in the intake chamber is transferred to the cooling chamber to be cooled therein; - Figure 4 illustrates the second position; - Figure 5 is a comparative pressure temperature diagram for a vapor and a gas; FIG. 6 illustrates an embodiment with an external transfer channel.

Selon l'une quelconque des figures 1-4, un moteur selon l'invention comprend une enceinte, une source froide 14, un moyen mobile également désigné élément mobile, une vanne d'admission 10, une source de vapeur 7, un clapet de transfert 2, un clapet d'échappement 3 et un cylindre 12.According to any one of FIGS. 1-4, an engine according to the invention comprises an enclosure, a cold source 14, a mobile means also designated movable element, an intake valve 10, a source of steam 7, a valve of transfer 2, an exhaust valve 3 and a cylinder 12.

L'enceinte est apte à accueillir de la vapeur. L'enceinte est principalement étanche à cette vapeur, à l'exception des vannes et clapets décrits plus avant. L'enceinte comprend deux chambres, une chambre d'admission 15 et une chambre de refroidissement 16. Comme toute machine thermique, le fonctionnement du moteur nécessite 25 la présence d'une source chaude 7 et d'une source froide 14. La source chaude 7 est ici une source de vapeur 7 décrite plus avant. La source froide 14 est disposée de manière à pouvoir refroidir la chambre de refroidissement 16 et ainsi la vapeur que ladite chambre de refroidissement 16 peut éventuellement contenir. 30 Un élément mobile 6 est disposé à l'intérieur de l'enceinte et est entièrement contenu dans cette dernière. L'élément mobile 6 est mobile entre une première position 17, plus particulièrement représentée à la figure 2 et une deuxième position 18, plus particulièrement représentée à la figure 4.The enclosure is able to accommodate steam. The enclosure is mainly impervious to this vapor, with the exception of the valves and valves described above. The enclosure comprises two chambers, an intake chamber 15 and a cooling chamber 16. Like any thermal machine, the operation of the engine requires the presence of a hot source 7 and a cold source 14. The hot source 7 is here a source of steam 7 described above. The cold source 14 is arranged to be able to cool the cooling chamber 16 and thus the steam that said cooling chamber 16 may possibly contain. A movable member 6 is disposed within the enclosure and is fully contained therein. The movable element 6 is movable between a first position 17, more particularly represented in FIG. 2 and a second position 18, more particularly represented in FIG.

L'élément mobile 6 est conformé de manière à partager l'enceinte de manière à séparer, de manière sensiblement étanche à la vapeur, la chambre d'admission 15 et la chambre de refroidissement 16. Au cours de son déplacement, l'élément mobile 6 modifie les volumes respectifs de la chambre d'admission 15 et de la chambre de refroidissement 16. Tant l'enceinte, que l'élément mobile 6, sont de préférence rigides et délimitent des volumes sensiblement constants. Ainsi le déplacement de l'élément mobile 6 modifie le volume de la chambre d'admission 15 et le volume de la chambre de refroidissement 16, de telle manière à ce que la somme de ces deux volumes reste sensiblement constante, égale au volume intérieur de l'enceinte diminué du volume de l'élément mobile 6. La première position 17 est telle que l'échange thermique entre la chambre de refroidissement 16 et la source froide 14 soit réduit. La deuxième position 18 est telle que l'échange thermique entre la chambre de refroidissement 16 et la source froide 14 soit supérieur à celui observé dans la première position 17. La mobilité de l'élément mobile 6 a, entre autres, pour but de déplacer la vapeur depuis la chambre d'admission 15 vers la chambre de refroidissement 16. Afin de permettre au moteur de réaliser son cycle, l'élément mobile 6 est déplacé alternativement de la première position 17 à la deuxième position 18 et réciproquement, de la deuxième position 18 à la première position 17. Ceci est typiquement réalisé au moyen d'un premier actionneur 4. Le mouvement employé entre la première position 15 et la deuxième position 16 peut être quelconque. Ce mouvement peut, par exemple, être le résultat d'une rotation, un mouvement hélicoïdal ou encore une translation. Le mouvement pour passer de la première position 15 à la deuxième position 16 peut être le mouvement inverse du mouvement employé pour passer de la deuxième position 16 à la première position 15 ou un mouvement différent. Ce qui importe est que l'élément mobile 3 occupe alternativement la première position 15 et la deuxième position 16. La source de vapeur 7 est connectée au moteur au niveau de la chambre d'admission 15. Une vanne d'admission 10 réalise cette connexion fluidique entre la source de vapeur 7 et la chambre d'admission 15 et est apte à être sélectivement ouverte afin de permettre une admission de vapeur, issue de la source de vapeur 7, dans la chambre d'admission 15, ou fermée. Cette sélectivité peut, par exemple, être obtenue au moyen d'un deuxième actionneur (non représenté), apte à commander l'ouverture et/ou la fermeture de la vanne d'admission 10. Un tel deuxième actionneur peut-être de type quelconque : il peut s'agir d'une came, d'un vilebrequin, d'un vérin, d'un solénoïde, ou tout autre système pouvant être commandé afin de réaliser une ouverture/fermeture d'un canal d'admission 13.The movable element 6 is shaped to share the enclosure so as to separate, in a substantially vapor-tight manner, the inlet chamber 15 and the cooling chamber 16. During its displacement, the movable element 6 modifies the respective volumes of the inlet chamber 15 and the cooling chamber 16. Both the enclosure and the movable element 6 are preferably rigid and delimit substantially constant volumes. Thus the displacement of the movable element 6 modifies the volume of the intake chamber 15 and the volume of the cooling chamber 16, so that the sum of these two volumes remains substantially constant, equal to the internal volume of the the chamber decreased by the volume of the movable element 6. The first position 17 is such that the heat exchange between the cooling chamber 16 and the cold source 14 is reduced. The second position 18 is such that the heat exchange between the cooling chamber 16 and the cold source 14 is greater than that observed in the first position 17. The mobility of the movable element 6 has, inter alia, the purpose of displacing the steam from the inlet chamber 15 to the cooling chamber 16. In order to allow the motor to perform its cycle, the movable element 6 is moved alternately from the first position 17 to the second position 18 and vice versa, the second position 18 at the first position 17. This is typically achieved by means of a first actuator 4. The movement employed between the first position 15 and the second position 16 may be any. This movement can, for example, be the result of a rotation, a helical movement or a translation. The movement from the first position 15 to the second position 16 may be the reverse movement of the movement used to move from the second position 16 to the first position 15 or a different motion. What is important is that the movable element 3 alternately occupies the first position 15 and the second position 16. The steam source 7 is connected to the engine at the inlet chamber 15. An inlet valve 10 makes this connection fluidic between the source of steam 7 and the inlet chamber 15 and is adapted to be selectively open to allow admission of steam from the steam source 7 into the inlet chamber 15, or closed. This selectivity may, for example, be obtained by means of a second actuator (not shown), able to control the opening and / or closing of the inlet valve 10. Such a second actuator may be of any type it can be a cam, a crankshaft, a jack, a solenoid, or any other system that can be controlled in order to open / close an intake channel 13.

Avantageusement, la vanne d'admission 10 est ouverte pendant la phase d'admission, représentée à la figure 1, pendant laquelle l'élément mobile 6 se déplace de la deuxième position 18, basse dans le plan de la figure, vers la première position 17, haute dans le plan de la figure. La vanne d'admission 10 est fermée pendant toutes les autres phases.Advantageously, the inlet valve 10 is open during the intake phase, shown in FIG. 1, during which the movable element 6 moves from the second position 18, which is low in the plane of the figure, to the first position 17, high in the plane of the figure. The inlet valve 10 is closed during all the other phases.

Le moteur comprend encore un clapet de transfert 2. Ce clapet de transfert 2 est disposé entre la chambre d'admission 15 et la chambre de refroidissement 16 et a pour fonction de permettre un transfert de vapeur de la chambre d'admission 15 vers la chambre de refroidissement 16 et uniquement dans ce sens.The engine further comprises a transfer valve 2. This transfer valve 2 is disposed between the inlet chamber 15 and the cooling chamber 16 and has the function of allowing a transfer of steam from the inlet chamber 15 to the chamber 16 and only in this direction.

Un canal de transfert 9 relie la chambre d'admission 15 et la chambre de refroidissement 16. Le clapet de transfert 2 est disposé dans ledit canal de transfert 9, et est configuré de manière à être ouvert, afin de permettre une circulation dans le canal de transfert 9, lorsque l'élément mobile 6 est déplacé de la première position 17 vers la deuxième position 18, et à être fermé, afin d'empêcher toute circulation dans le canal de transfert 9, lorsque l'élément mobile 6 est déplacé de la deuxième position 18 vers la première position 17. Selon un premier mode de réalisation, illustré aux figures 1-4, le clapet de transfert 2 est passif et fonctionne automatiquement sous l'action de la pression. Il comprend un moyen de rappel, également désigné élément de rappel, afin d'être maintenu fermé par défaut et de s'ouvrir automatiquement dès qu'une pression différentielle apparait entre la chambre d'admission 15 et la chambre de refroidissement 16. Typiquement, l'élément de rappel est un ressort. Ceci est typiquement le cas lorsque l'élément mobile 6 se déplace de la première position 17 vers la deuxième position 18. Le moyen de rappel est orienté de manière à ne permettre une circulation que depuis la chambre d'admission 15 vers la chambre de refroidissement. Selon un autre mode de réalisation, non illustré, le clapet de transfert 2 est 5 une vanne commandée par un troisième actionneur. Le moteur comprend encore un clapet d'échappement 3 disposé entre la chambre de refroidissement 16 et l'extérieur de l'enceinte. La fonction de ce clapet d'échappement 3 est de permettre à une éventuelle vapeur résiduelle ainsi qu'a des condensats, présents dans la chambre de refroidissement 16, de 10 s'échapper hors du moteur. Un tel échappement se produit typiquement lors du déplacement de l'élément mobile 6 de la deuxième position 18 vers la première position 17. L'élément mobile 6 est conformé de manière à venir occuper sensiblement la totalité du volume de la chambre de refroidissement 16 dans la première position 17, provoquant ainsi un refoulement de la vapeur ou des 15 condensats résiduels vers l'extérieur du système. Le moteur comprend encore au moins un cylindre 12. Ce cylindre 12 comprend un volume intérieur cylindrique, accueillant un piston 5, apte à coulisser, sensiblement selon un mouvement de translation selon une direction confondue avec l'ace du volume cylindrique. Un tel cylindre 12 définit deux 20 chambres, de part et d'autre du piston 5 qui les sépare de manière sensiblement étanche. Une chambre dudit cylindre 12, parmi ces deux chambres, est fluidiquement connectée à la chambre de refroidissement 16. Cette connexion fluidique est telle que la chambre soit en contact avec la vapeur, contenue dans la chambre de refroidissement 16, afin que le piston 5 25 soit mobilisé en réponse aux variations de pression entre la chambre de refroidissement 16 disposée d'un côté du piston 5 et l'extérieur disposé de l'autre côté du piston 5. La connexion entre l'intérieur de la chambre de refroidissement 16, et la chambre du cylindre 12 est préférentiellement permanente. La surface 30 supérieure de l'élément mobile 6, y compris dans la première position 17, n'obture en rien la connexion. Une connexion est assurée dans un plan non visible sur la figure ou encore au moyen d'une canalisation non représentée. Le but de l'ensemble cylindre 12/ piston 5 est de mettre à profit la variation alternative de la pression créée dans l'enceinte et particulièrement dans la chambre de refroidissement 16, pour entraîner le piston 5 dans un mouvement linéaire alternatif. Lorsque la pression diminue dans l'enceinte, le piston 5, qui a été ramené de manière centrifuge, soit vers le haut dans le plan de la figure, est entraîné de manière centripète, soit vers le bas dans le plan de la figure. L'alternance des positions de l'élément mobile 6, parmi la première position 17 et la deuxième position 18, produit comme il va être décrit plus avant un mouvement alternatif du piston 5. Un tel piston 5 constitue l'organe de sortie du moteur. Le mouvement linéaire alternatif peut être exploité, en tant que tel, afin de produire un mouvement mécanique linéaire alternatif. Alternativement, le mouvement du piston 5 peut être transformé, par exemple au moyen d'un dispositif bielle/vilebrequin, en un mouvement rotatif pour des applications d'entrainement rotatif, de mobilité ou encore de production électrique. Alternativement, le mouvement alternatif du piston 5 peut être directement employé pour produire de l'électricité au moyen d'un alternateur linéaire : dans ce cas le piston 5 comprend ou entraîne un noyau magnétique déplacé dans un bobinage adapté. Alternativement, le piston 5 comprend ou entraîne un bobinage. Comme on peut le voir, le présent moteur est potentiellement candidat à de très nombreuses applications. Maintenant que la structure et les différents composants du moteur ont été décrits, il est possible de décrire le fonctionnement du moteur. Tel qu'illustré aux figures 1-4, le moteur décrit un cycle, dans l'ordre des figures, 1 à 4 avant de reprendre à la figure 1. Ce cycle peut ainsi être décrit en partant de n'importe quelle étape. En référence à la figure 1, décrivant une phase d'admission/échappement, l'élément mobile 6 est en cours de déplacement, depuis la deuxième position 18, illustrée à la figure 4, vers la première position 17, illustrée à la figure 2, et remonte dans le plan de la figure. Du fait de ce déplacement, le volume de la chambre de refroidissement 16 se réduit, alors que le volume de la chambre d'admission 15 augmente. L'élément mobile 6 assure, à sa périphérie dans sa partie la plus large, un contact étanche avec la paroi interne de l'enceinte. Aussi, l'élément mobile 6 assure une fonction de piston. Les deux côtés de ce piston sont fonctionnels. Du côté de la chambre d'admission 15, la vanne d'admission 10 est commandée ouverte pendant la phase d'admission/échappement, permettant ainsi à la vapeur, issue de la source de vapeur 7, via le canal d'admission 13, de remplir la chambre d'admission 15, au fur et à mesure que son volume augmente. Du côté de la chambre de refroidissement 16, la réduction du volume de la chambre de refroidissement entraine une augmentation de la pression. Cette pression permet de vaincre le tarage du clapet d'échappement 3, qui s'escamote et ouvre le canal d'échappement 11, afin de permettre un échappement de vapeur éventuellement résiduelle et de condensats depuis la chambre de refroidissement 16, vers l'extérieur. Cette pression agissant encore sur le piston 5 du cylindre 12, contribue au déplacement du piston 5 selon un mouvement centrifuge. Durant toute cette phase d'admission/échappement, le clapet de transfert 2 reste fermé, empêchant tout échange entre les deux chambres 15, 16. En référence à la figure 2, décrivant la première position 17, haute dans le plan de la figure, l'élément mobile 6 est dans la première position 17, correspondant à un point mort, avant d'inverser le sens de son mouvement. Dans le plan de la figure il s'agit d'un point mort haut. La vanne d'admission 10 est fermée. Le clapet d'échappement 3, en l'absence de pression, revient à sa position fermée sous l'effet de son élément de rappel. Le piston 5 est aussi à un point mort, dans sa position la plus centrifuge possible, la plus éloignée de la chambre de refroidissement 16, vers le haut dans le plan de la figure. Le clapet de transfert 2 reste fermé. Dans cette première position 17, l'élément mobile 6 occupe avantageusement sensiblement la totalité du volume de la chambre de refroidissement 14. En référence à la figure 3, décrivant une phase de transfert/dépression, l'élément mobile 6 est en cours de déplacement, depuis la première position 17 vers la deuxième position 18, et redescend dans le plan de la figure. Du fait de ce déplacement, le volume de la chambre de refroidissement 16 augmente, alors que le volume de la chambre d'admission 15 diminue. L'élément mobile 6 assure toujours, à sa périphérie dans sa partie la plus large, un contact étanche avec la paroi interne de l'enceinte et une fonction de piston. La vanne d'admission 10 est commandée fermée pendant la phase de transfert/dépression. Aussi il apparait dans la chambre d'admission 15 une surpression, relativement à la chambre de refroidissement 16. Le clapet de transfert 2 est ouvert, selon le mode de réalisation, soit sous l'action du troisième actionneur, soit sous l'effet de la surpression qui s'oppose à l'élément de rappel du clapet de transfert 2. La surpression a encore pour effet de produire le transfert de la vapeur présente dans la chambre d'admission 15 vers la chambre de refroidissement 16, via le canal de transfert 9. La vapeur ainsi transférée dans la chambre de refroidissement 16 se trouve alors à proximité de la source froide 14, permettant ainsi son refroidissement. Ce refroidissement s'accompagne d'une réduction de pression ou dépression. Le clapet d'échappement 3, de par sa conception, reste fermé durant cette phase de transfert/dépression. Aussi, la dépression dans l'enceinte, relativement à la pression extérieure, agit avantageusement sur le piston 5 du cylindre 12, et l'attire, selon un mouvement centripète, vers l'intérieur de la chambre de refroidissement 16, vers le bas dans le plan de la figure. La figure 4, décrit la deuxième position 18, basse dans le plan de la figure, qui termine la phase de transfert/dépression. L'élément mobile 6 est alors dans la deuxième position 18, correspondant à un point mort, avant d'inverser le sens de son mouvement. Dans le plan de la figure il s'agit d'un point mort bas. La vanne d'admission 10 est encore fermée. Le clapet d'échappement 3 reste fermé. Le piston 5 est aussi à un point mort, dans sa position la plus centripète possible, la plus proche de la chambre de refroidissement 16, vers le bas dans le plan de la figure. Le clapet de transfert 2, revient à sa position fermée, selon le mode de réalisation, soit sous l'action du troisième actionneur, soit sous l'effet de son élément de rappel en l'absence de pression. Dans cette deuxième position 18, l'élément mobile 6 occupe sensiblement la totalité du volume de la chambre d'admission 15.A transfer channel 9 connects the intake chamber 15 and the cooling chamber 16. The transfer valve 2 is disposed in said transfer channel 9, and is configured to be open, to allow circulation in the channel 9, when the movable member 6 is moved from the first position 17 to the second position 18, and to be closed, to prevent circulation in the transfer channel 9, when the movable member 6 is moved from the second position 18 to the first position 17. According to a first embodiment, illustrated in Figures 1-4, the transfer valve 2 is passive and operates automatically under the action of pressure. It comprises a return means, also called return element, to be kept closed by default and to open automatically as soon as a differential pressure appears between the inlet chamber 15 and the cooling chamber 16. Typically, the return element is a spring. This is typically the case when the movable member 6 moves from the first position 17 to the second position 18. The biasing means is oriented so as to allow circulation only from the inlet chamber 15 to the cooling chamber . According to another embodiment, not illustrated, the transfer valve 2 is a valve controlled by a third actuator. The engine further comprises an exhaust valve 3 disposed between the cooling chamber 16 and the outside of the enclosure. The function of this exhaust valve 3 is to allow any residual vapor and condensates present in the cooling chamber 16 to escape from the engine. Such an escape typically occurs during the displacement of the movable member 6 of the second position 18 to the first position 17. The movable member 6 is shaped so as to occupy substantially the entire volume of the cooling chamber 16 in the first position 17, thus causing the residual steam or condensates to be discharged to the outside of the system. The engine further comprises at least one cylinder 12. This cylinder 12 comprises a cylindrical internal volume, accommodating a piston 5, slidable, substantially in a translational movement in a direction coincident with the ace of the cylindrical volume. Such a cylinder 12 defines two chambers, on either side of the piston 5 which separates them substantially sealingly. A chamber of said cylinder 12, of these two chambers, is fluidly connected to the cooling chamber 16. This fluidic connection is such that the chamber is in contact with the vapor, contained in the cooling chamber 16, so that the piston 25 is mobilized in response to pressure variations between the cooling chamber 16 disposed on one side of the piston 5 and the outside disposed on the other side of the piston 5. The connection between the inside of the cooling chamber 16, and the cylinder chamber 12 is preferably permanent. The upper surface of the movable member 6, including the first position 17, does not obstruct the connection. A connection is provided in a plane not visible in the figure or by means of a pipe not shown. The purpose of the cylinder 12 / piston 5 assembly is to take advantage of the alternating variation of the pressure created in the chamber and particularly in the cooling chamber 16, to drive the piston 5 in a linear reciprocating movement. When the pressure decreases in the chamber, the piston 5, which has been brought back centrifugally, upwards in the plane of the figure, is driven centripetally, or downwards in the plane of the figure. The alternation of the positions of the movable element 6, among the first position 17 and the second position 18, produced as will be described further reciprocating movement of the piston 5. Such a piston 5 constitutes the output member of the engine . The alternative linear motion can be exploited, as such, to produce an alternative linear mechanical motion. Alternatively, the movement of the piston 5 can be transformed, for example by means of a crankshaft / crankshaft device, into a rotary movement for rotary drive, mobility or electrical production applications. Alternatively, the reciprocating movement of the piston 5 can be directly used to produce electricity by means of a linear alternator: in this case the piston 5 comprises or drives a magnetic core moved in a suitable winding. Alternatively, the piston 5 comprises or drives a winding. As can be seen, this engine is potentially a candidate for many applications. Now that the structure and the various engine components have been described, it is possible to describe the operation of the engine. As illustrated in FIGS. 1-4, the motor describes a cycle, in the order of the figures, 1 to 4 before resuming in FIG. 1. This cycle can thus be described starting from any step. Referring to Figure 1, describing an intake / exhaust phase, the movable member 6 is being moved from the second position 18, shown in Figure 4, to the first position 17, illustrated in Figure 2 , and goes up in the plane of the figure. Due to this displacement, the volume of the cooling chamber 16 is reduced, while the volume of the intake chamber 15 increases. The movable element 6 ensures, at its periphery in its widest part, a sealed contact with the inner wall of the enclosure. Also, the movable member 6 provides a piston function. Both sides of this piston are functional. On the side of the inlet chamber 15, the inlet valve 10 is controlled open during the intake / exhaust phase, thus allowing the steam, coming from the steam source 7, via the inlet channel 13, fill the admission chamber 15, as its volume increases. On the side of the cooling chamber 16, the reduction of the volume of the cooling chamber causes an increase in pressure. This pressure makes it possible to overcome the calibration of the exhaust valve 3, which retracts and opens the exhaust channel 11, in order to allow an escape of any residual vapor and condensates from the cooling chamber 16, to the outside . This pressure still acting on the piston 5 of the cylinder 12, contributes to the displacement of the piston 5 in a centrifugal motion. During all this admission / exhaust phase, the transfer valve 2 remains closed, preventing any exchange between the two chambers 15, 16. Referring to FIG. 2, describing the first position 17, high in the plane of the figure, the movable element 6 is in the first position 17, corresponding to a dead point, before reversing the direction of its movement. In the plane of the figure it is a top dead center. The inlet valve 10 is closed. The exhaust valve 3, in the absence of pressure, returns to its closed position under the effect of its return element. The piston 5 is also in a neutral position, in its most centrifugal position possible, the furthest away from the cooling chamber 16, upwards in the plane of the figure. The transfer valve 2 remains closed. In this first position 17, the mobile element 6 advantageously occupies substantially the entire volume of the cooling chamber 14. With reference to FIG. 3, describing a transfer / depression phase, the mobile element 6 is being moved from the first position 17 to the second position 18, and back down in the plane of the figure. Due to this displacement, the volume of the cooling chamber 16 increases, while the volume of the admission chamber 15 decreases. The movable element 6 always ensures, at its periphery in its widest part, a sealed contact with the inner wall of the enclosure and a piston function. The inlet valve 10 is controlled closed during the transfer / depression phase. Also there appears in the intake chamber 15 an overpressure relative to the cooling chamber 16. The transfer valve 2 is open, according to the embodiment, either under the action of the third actuator, or under the effect of the overpressure which opposes the return element of the transfer valve 2. The excess pressure also has the effect of producing the transfer of the vapor present in the intake chamber 15 to the cooling chamber 16, via the channel of transfer 9. The vapor thus transferred into the cooling chamber 16 is then close to the cold source 14, thus allowing its cooling. This cooling is accompanied by a reduction of pressure or depression. The exhaust valve 3, by design, remains closed during this phase of transfer / depression. Also, the depression in the chamber, relative to the external pressure, advantageously acts on the piston 5 of the cylinder 12, and draws it, in a centripetal movement, towards the inside of the cooling chamber 16, downwards in the plane of the figure. Figure 4, describes the second position 18, low in the plane of the figure, which terminates the transfer / depression phase. The movable element 6 is then in the second position 18, corresponding to a neutral position, before reversing the direction of its movement. In the plane of the figure it is a low dead point. The inlet valve 10 is still closed. The exhaust valve 3 remains closed. The piston 5 is also in a neutral position, in its most centripetal position possible, the closest to the cooling chamber 16, down in the plane of the figure. The transfer valve 2, returns to its closed position, according to the embodiment, either under the action of the third actuator, or under the effect of its return element in the absence of pressure. In this second position 18, the mobile element 6 occupies substantially the entire volume of the admission chamber 15.

La figure 5 est un diagramme température/pression comparatif pour respectivement un gaz G et de la vapeur V. Il apparaît clairement sur ce diagramme que la pression de vapeur (saturante) augmente de façon non linéaire avec la température. Pour une même augmentation de température, l'augmentation de la pression de la vapeur est bien plus importante que celle d'un gaz. De manière générale, l'invention exploite cette non linéarité et le fait qu'une faible variation de température entraîne une importante variation de pression. L'invention utilise cet avantage principalement lors de la phase de transfert/dépression. Le refroidissement de la vapeur dans la chambre de refroidissement 16, sous l'effet de la source froide 14, produit la dépression à l'origine de l'énergie motrice du moteur. Cette dépression se produit y compris en l'absence de changement d'état de la vapeur. Cependant cette dépression est nettement accentuée par une éventuelle condensation complète de la vapeur et est d'autant plus importante qu'une part importante du volume de vapeur est ainsi condensée. Aussi une telle condensation totale est avantageusement recherchée. Aussi selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la source froide 14 est dimensionnée, en termes de capacité réfrigérante dans le temps, relativement aux surfaces de la chambre de refroidissement 16, et au volume de vapeur accueilli dans cette chambre de refroidissement 16 à chaque cycle, afin d'être capable de condenser la totalité du volume de vapeur contenu dans la chambre de refroidissement 16. Ainsi dans la deuxième position 18, en fin de phase de transfert/dépression durant laquelle se produit le refroidissement, la totalité de la vapeur contenue est avantageusement condensée, provoquant ainsi une dépression maximale. Les condensats liquides ainsi obtenus sont avantageusement évacués hors de l'enceinte lors de la phase d'échappement. Afin que le cycle précédemment décrit fonctionne correctement, il convient que le clapet de transfert 2 soit ouvert pendant la phase de transfert/dépression et soit fermé pendant la phase d'admission/échappement. Selon le mode de réalisation passif, où l'ouverture/fermeture du clapet de transfert 2 s'effectue automatiquement, il convient de bien régler le tarage de l'élément de rappel du clapet de transfert 2. D'une part, afin que le clapet de transfert 2 s'ouvre en phase de transfert/dépression, l'effort exercé par ledit élément de rappel doit être vaincu par l'élément mobile 6 et donc par son actionneur 4. Aussi, afin de ne pas dégrader le rendement du moteur, il convient de maintenir cet effort, et donc le tarage de l'élément de rappel du clapet de transfert 2, à une valeur la plus petite possible. D'autre part, afin que le clapet de transfert 2 reste fermé en phase d'admission/échappement, il faut que le tarage produise un effort supérieur à l'effort exercé par la pression de la vapeur issue de la source de vapeur 7.FIG. 5 is a comparative temperature / pressure diagram for gas G and steam V, respectively. It clearly appears on this diagram that the vapor pressure (saturating) increases non-linearly with temperature. For the same increase in temperature, the increase in the pressure of the steam is much greater than that of a gas. In general, the invention exploits this nonlinearity and the fact that a small variation in temperature causes a large variation in pressure. The invention uses this advantage mainly during the transfer / depression phase. The cooling of the steam in the cooling chamber 16, under the effect of the cold source 14, produces the vacuum at the origin of the motive power of the engine. This depression occurs even in the absence of a change in the state of the vapor. However, this depression is clearly accentuated by a possible complete condensation of the steam and is all the more important as a large part of the volume of steam is thus condensed. Also such a total condensation is advantageously sought. Also according to an advantageous characteristic of the invention, the cold source 14 is dimensioned, in terms of refrigerant capacity over time, relative to the surfaces of the cooling chamber 16, and the volume of vapor accommodated in this cooling chamber 16 at each cycle, in order to be able to condense the entire volume of vapor contained in the cooling chamber 16. Thus in the second position 18, at the end of the transfer / depression phase during which the cooling takes place, all the steam contained is advantageously condensed, thus causing a maximum depression. The liquid condensates thus obtained are advantageously discharged from the enclosure during the exhaust phase. In order for the previously described cycle to function properly, the transfer valve 2 should be open during the transfer / vacuum phase and be closed during the intake / exhaust phase. According to the passive embodiment, where the opening / closing of the transfer valve 2 is performed automatically, it is necessary to set the calibration of the return element of the transfer valve 2. On the one hand, so that the transfer valve 2 opens in transfer / depression phase, the force exerted by said return element must be overcome by the movable member 6 and therefore by its actuator 4. Also, in order not to degrade the engine performance it is necessary to maintain this effort, and therefore the calibration of the return element of the transfer valve 2, to a smallest possible value. On the other hand, so that the transfer valve 2 remains closed in the intake / exhaust phase, it is necessary that the calibration produces a force greater than the force exerted by the pressure of the steam from the steam source 7.

Afin que cette dernière contrainte soit plus aisée à réaliser, il peut être avantageux de réduire la pression de la vapeur issue de la source de vapeur 7, par exemple au moyen d'un réducteur de pression, avantageusement disposé en amont de la vanne d'admission 10. En effet, la pression de vapeur est peu ou pas utile au fonctionnement du moteur.In order for this last constraint to be easier to achieve, it may be advantageous to reduce the pressure of the steam coming from the steam source 7, for example by means of a pressure reducer, advantageously arranged upstream of the valve. In fact, the vapor pressure is little or not useful to the operation of the engine.

Il convient cependant de noter que la dépression produite par le refroidissement de la vapeur, contribue à entretenir l'ouverture du clapet de transfert 2. Il convient cependant d'assurer cette ouverture au tout début de la phase de transfert/dépression. Le mode de réalisation avec un troisième actionneur commandant le 15 clapet de transfert 2, supprime élément de rappel et tarage, et évite avantageusement ce problème. Il a été vu que le clapet de transfert 2 est disposé entre la chambre d'admission 15 et la chambre de refroidissement 16. Aussi une connexion, au moyen d'un canal de transfert 9, sélectivement obturé par le clapet de transfert 20 2, doit relier fluidiquement les deux chambres 15, 16. Cette connexion fluidique peut être disposée à tout endroit de la chambre d'admission 15 et à tout endroit de la chambre de refroidissement 16. Selon un mode de réalisation, plus particulièrement illustré à la figure 6, le canal de transfert 9 peut être disposé de manière externe au volume de 25 l'enceinte. Selon un mode de réalisation avantageux, tel qu'illustré aux figures 1-4, le canal de transfert 9 est avantageusement percé dans l'élément mobile 6, avec une ouverture débouchant dans la chambre d'admission 15 et une autre ouverture débouchant dans la chambre de refroidissement 16. Le clapet de 30 transfert 2 est alors avantageusement intégré, dans ce canal de transfert 9, à l'élément mobile 6. Selon le mode de réalisation, l'élément de rappel ou le troisième actionneur est alors aussi avantageusement intégré à l'élément mobile 6.It should be noted, however, that the depression produced by the cooling of the steam contributes to maintaining the opening of the transfer valve 2. However, this opening must be ensured at the very beginning of the transfer / depression phase. The embodiment with a third actuator controlling the transfer valve 2, removes the return element and calibration, and advantageously avoids this problem. It has been seen that the transfer valve 2 is arranged between the intake chamber 15 and the cooling chamber 16. Also a connection, by means of a transfer channel 9, selectively closed by the transfer valve 2, must be fluidly connected to the two chambers 15, 16. This fluidic connection may be arranged at any point in the inlet chamber 15 and at any point in the cooling chamber 16. According to one embodiment, more particularly illustrated in FIG. , the transfer channel 9 may be disposed externally to the volume of the enclosure. According to an advantageous embodiment, as illustrated in FIGS. 1-4, the transfer channel 9 is advantageously pierced in the mobile element 6, with an opening opening into the inlet chamber 15 and another opening opening into the The transfer valve 2 is then advantageously integrated, in this transfer channel 9, with the mobile element 6. According to the embodiment, the return element or the third actuator is then also advantageously integrated. to the movable element 6.

Lors de la phase d'échappement, l'élément mobile 6, et donc son actionneur 4, doit vaincre l'effort de rappel résistant du clapet d'échappement 3 afin de provoquer son ouverture. Aussi afin de ne pas dégrader le rendement du moteur, le tarage de l'élément de rappel du clapet d'échappement 3 est réglé au plus faible, soit à une valeur juste suffisante pour assurer qu'il se referme. Une condition minimale pour que le moteur fonctionne, est que le moteur soit configuré de telle manière à ce que, dans la chambre de refroidissement 16, l'échange thermique entre la vapeur et la source froide 14 dans la première position 17 soit inférieur à l'échange thermique entre la vapeur et la source froide 14 dans la deuxième position 18. Cette condition est minimale, et le rendement du moteur augmente d'autant plus que le volume de vapeur et la surface d'échange thermique utilisable entre la vapeur et la source froide 14 sont importants au cours de la phase de transfert/dépression. Ainsi un important volume de vapeur peut être efficacement refroidi en phase de transfert/dépression. Afin que ceci soit possible, il convient encore que les surfaces d'échange thermique et le volume de la chambre d'admission 15 soient importants en phase d'admission. Aussi selon une caractéristique avantageuse, le moteur est configuré de manière à ce que dans la première position 17, correspondant à la fin de la phase d'admission, l'élément mobile 6 maximise le volume de la chambre d'admission 15, maximisant ainsi le volume de vapeur admise, maximisant ainsi le volume de vapeur apte à être transférée vers la chambre de refroidissement 16 et à ce que dans la deuxième position 18, correspondant à la fin de la phase de 25 transfert/dépression l'élément mobile 6 maximise le volume de la chambre de refroidissement 16 et la surface d'échange thermique entre la vapeur et la source froide 14, maximisant ainsi le volume de vapeur pouvant être refroidie. A l'extrême, l'élément mobile 6 est tel qu'il permette le contact entre la vapeur et la source froide 14 dans la deuxième position 18, avantageusement 30 selon une surface maximale. Dans ce cas, tel que représenté aux figures 1-4, le volume de la chambre d'admission 15 est réduit à un volume sensiblement nul, afin que le volume de la chambre de refroidissement 16 soit maximal. Dans cette même configuration, l'élément mobile 6 est tel qu'il s'interpose entre la source froide 14 et la vapeur dans la première position 17. Dans ce cas, tel que représenté aux figures 1-4, le volume de la chambre de refroidissement 16 est réduit à un volume sensiblement nul, l'élément mobile 6 occupant sensiblement la totalité du volume de la chambre de refroidissement 16, afin que le volume de la chambre d'admission 15 soit maximal. Selon une autre caractéristique, la chambre de refroidissement 16 comprend une paroi froide 1 refroidie par la source froide 14, avec laquelle elle assure la séparation et qui assure le refroidissement de la vapeur, et l'élément mobile 6 comprend une paroi 8 de forme complémentaire de la forme de la paroi froide 1. Ainsi dans la première position 17, la paroi 8 recouvre, au moins partiellement, la paroi froide 1, et dans la deuxième position 18, la paroi 8 découvre, au moins partiellement, la paroi froide 1. Afin d'augmenter le rendement du moteur, il convient de limiter au minimum les énergies devant être fournies en entrée du moteur. Ces énergies sont principalement les efforts actifs fournis au premier actionneur 4 de l'élément mobile 6, au deuxième actionneur de la vanne d'admission 10, et, le cas échéant, au troisième actionneur du clapet de transfert 2, ainsi que les efforts résistants à vaincre. Afin d'optimiser le volume de vapeur mis en contact avec la paroi froide 1 relativement à l'effort de l'actionneur 4 pour réaliser le déplacement de l'élément mobile 6 correspondant, la paroi froide 1 de la chambre de refroidissement 16 et la paroi 8 de l'élément mobile 6 présentent avantageusement des formes coniques d'axe sensiblement parallèle au déplacement de l'élément mobile 6.During the exhaust phase, the movable element 6, and therefore its actuator 4, must overcome the resistant return force of the exhaust valve 3 to cause its opening. Also in order not to degrade the efficiency of the engine, the setting of the return element of the exhaust valve 3 is set to the lowest, that is to say a value just sufficient to ensure that it closes. A minimum condition for the motor to operate is that the motor is configured such that, in the cooling chamber 16, the heat exchange between the steam and the cold source 14 in the first position 17 is less than 1 heat exchange between the steam and the cold source 14 in the second position 18. This condition is minimal, and the efficiency of the engine increases all the more as the volume of steam and the heat exchange surface used between the steam and the cold source 14 are important during the transfer / depression phase. Thus a large volume of steam can be effectively cooled in the transfer / depression phase. For this to be possible, it is still appropriate that the heat exchange surfaces and the volume of the inlet chamber 15 are large in the intake phase. Also according to an advantageous characteristic, the motor is configured so that in the first position 17, corresponding to the end of the intake phase, the movable element 6 maximizes the volume of the intake chamber 15, thus maximizing the volume of vapor admitted, thus maximizing the volume of vapor able to be transferred to the cooling chamber 16 and that in the second position 18, corresponding to the end of the transfer / depression phase, the mobile element 6 maximizes the volume of the cooling chamber 16 and the heat exchange surface between the steam and the cold source 14, thus maximizing the volume of vapor that can be cooled. At the extreme, the movable element 6 is such that it allows the contact between the steam and the cold source 14 in the second position 18, advantageously 30 in a maximum area. In this case, as shown in Figures 1-4, the volume of the inlet chamber 15 is reduced to a substantially zero volume, so that the volume of the cooling chamber 16 is maximum. In this same configuration, the mobile element 6 is such that it interposes between the cold source 14 and the steam in the first position 17. In this case, as shown in FIGS. 1-4, the volume of the chamber The cooling element 16 is reduced to a substantially zero volume, the movable element 6 occupying substantially the entire volume of the cooling chamber 16, so that the volume of the inlet chamber 15 is maximum. According to another characteristic, the cooling chamber 16 comprises a cold wall 1 cooled by the cold source 14, with which it provides the separation and which ensures the cooling of the steam, and the movable member 6 comprises a wall 8 of complementary shape of the shape of the cold wall 1. Thus in the first position 17, the wall 8 covers, at least partially, the cold wall 1, and in the second position 18, the wall 8 discovers, at least partially, the cold wall 1 In order to increase the efficiency of the motor, the energies to be supplied at the input of the motor should be kept to a minimum. These energies are mainly the active forces supplied to the first actuator 4 of the movable element 6, to the second actuator of the intake valve 10, and, where appropriate, to the third actuator of the transfer valve 2, as well as the resistant forces to win. In order to optimize the volume of vapor brought into contact with the cold wall 1 relative to the force of the actuator 4 to effect the displacement of the corresponding mobile element 6, the cold wall 1 of the cooling chamber 16 and the wall 8 of the movable element 6 advantageously have conical shapes with an axis substantially parallel to the displacement of the movable element 6.

Une telle forme conique est encore avantageuse en ce qu'elle oblige le flux de vapeur à passer par un espace restreint. Ainsi une quantité plus importante de vapeur est obligée de venir en contact avec les parois froides. Le volume final ayant été en contact avec les parois froides s'en trouve ainsi augmenté.Such a conical shape is still advantageous in that it forces the flow of steam to pass through a restricted space. Thus a larger amount of steam is forced to come into contact with the cold walls. The final volume having been in contact with the cold walls is thereby increased.

Afin d'optimiser encore le rendement en réduisant l'effort à fournir par l'actionneur 4 pour déplacer l'élément mobile 6, il est préférable que le déplacement de l'élément mobile 6 soit le moins couteux possible en énergie. Pour cela la masse de l'élément mobile 6 est avantageusement réduite au maximum. Pour cela l'élément mobile 6 présente avantageusement une forme creuse, afin de réduire sa masse au maximum en l'évidant. Alternativement, afin d'augmenter sa résistance structurelle, le volume intérieur de l'élément mobile 6 peut être rempli d'un matériau léger et résistant à la déformation, tel une mousse polyuréthane. Selon une autre caractéristique, l'élément mobile 6 est avantageusement réalisé en un matériau isolant thermique. Ce matériau peut avantageusement comprendre un matériau composite de carbone. Selon une autre caractéristique, la paroi froide 1, en ce qu'elle a une fonction d'interface thermique entre la source froide 14 et la vapeur, est avantageusement réalisée en un matériau conducteur thermique, tel du cuivre ou du graphite. Selon une autre caractéristique, l'enceinte, dans la partie où elle forme la chambre d'admission 16, présente avantageusement une forme intérieure cylindrique. La forme extérieure de l'élément mobile 6 en regard est avantageusement complémentaire de cette forme intérieure cylindrique. Les deux formes, intérieure de la chambre d'admission 15 et extérieure de l'élément mobile 6, sont avantageusement toutes deux d'axe sensiblement parallèle au déplacement de l'élément mobile 6. Ainsi, cette complémentarité, permet que l'élément mobile 6 maintienne, au cours de son déplacement, un contact étanche avec la paroi intérieure de la chambre d'admission 16, assurant ainsi la séparation entre la chambre d'admission 15 et la chambre de refroidissement 16 de manière étanche à la vapeur. Ainsi l'élément mobile 6 fait fonction de piston.To further optimize the efficiency by reducing the effort to be provided by the actuator 4 to move the movable member 6, it is preferable that the displacement of the movable member 6 is the least expensive energy possible. For this, the mass of the movable element 6 is advantageously reduced to the maximum. For this purpose the movable element 6 advantageously has a hollow shape, in order to reduce its mass to the maximum by evicting it. Alternatively, in order to increase its structural strength, the interior volume of the movable member 6 can be filled with a lightweight material and resistant to deformation, such as a polyurethane foam. According to another characteristic, the movable element 6 is advantageously made of a thermal insulating material. This material may advantageously comprise a carbon composite material. According to another characteristic, the cold wall 1, in that it has a thermal interface function between the cold source 14 and the steam, is advantageously made of a thermal conductive material, such as copper or graphite. According to another characteristic, the enclosure, in the part where it forms the inlet chamber 16, advantageously has a cylindrical inner shape. The outer shape of the movable element 6 opposite is advantageously complementary to this cylindrical inner shape. Both forms, inside the inlet chamber 15 and outside the movable element 6, are advantageously both of axis substantially parallel to the displacement of the movable member 6. Thus, this complementarity, allows the movable element 6 maintains, during its displacement, a sealed contact with the inner wall of the inlet chamber 16, thus ensuring the separation between the inlet chamber 15 and the cooling chamber 16 in a vapor-tight manner. Thus, the movable element 6 acts as a piston.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1-4, la forme extérieure de l'élément mobile 6 correspond à la section de plus grande dimension de l'élément mobile 6, soit dans le plan de la figure, à la partie la plus basse de l'élément mobile 6. Afin de renforcer encore la fonction d'étanchéité, la forme extérieure de 30 l'élément mobile 6 peut avantageusement être complétée par un moyen d'étanchéité tel au moins un segment ou au moins un joint racleur. Cependant, l'effort de raclage, lié à la réalisation de l'étanchéité, avec ou sans moyen d'étanchéité, entre l'élément mobile 6 et la paroi interne de l'enceinte, est un effort résistant que doit vaincre l'actionneur 4 lors du déplacement de l'élément mobile 6. Aussi l'interface entre l'élément mobile 6 et la paroi de l'enceinte est avantageusement optimisée afin de réduire au minimum l'effort de raclage, tout en assurant l'étanchéité.In the embodiment illustrated in FIGS. 1-4, the external shape of the movable element 6 corresponds to the largest dimension section of the movable element 6, ie in the plane of the figure, at the lowest part of the movable element 6. In order to further enhance the sealing function, the outer shape of the movable element 6 may advantageously be completed by a sealing means such as at least one segment or at least one scraper seal. However, the scraping force, related to the achievement of the seal, with or without sealing means, between the movable member 6 and the inner wall of the enclosure, is a resistant force that must defeat the actuator 4 when moving the movable member 6. Also the interface between the movable member 6 and the wall of the enclosure is advantageously optimized to minimize the scraping force, while ensuring sealing.

Afin d'optimiser encore le rendement, il est avantageux que les parois de la chambre d'admission 15 soient thermiquement isolées pour limiter au minimum toute perte énergétique durant le remplissage de la chambre d'admission 15 et avant le transfert vers la chambre de refroidissement 16. Il a été décrit en relation avec le diagramme température/pression de la figure 5, que le présent moteur utilise principalement un refroidissement causant une dépression de la vapeur, au cours de la phase de transfert/dépression afin de mobiliser de manière centripète le piston 5. Aucune pression importante n'est créée au cours de la phase d'admission/échappement afin d'exercer un effort susceptible de mobiliser en retour de manière centrifuge le piston 5. Aussi, selon un mode de réalisation, le moteur comprend encore un dispositif volant-vilebrequin, non représenté. Le piston 5 est avantageusement solidaire du dispositif volant-vilebrequin. Un tel dispositif volant-vilebrequin permet avantageusement, de par son inertie en rotation, de réaliser le mouvement de retour centrifuge du piston 5. Ainsi, le piston 5 est préalablement « lancé » lors d'une phase de transfert/dépression, lui impulsant un mouvement centripète. Il entraîne le dispositif volant-vilebrequin en rotation, qui à son tour, lors de la phase suivante d'admission/échappement entraîne le piston 5 selon un mouvement centrifuge, le replaçant dans une position où il est prêt pour une nouvelle phase de transfert dépression et un nouveau cycle.In order to further optimize efficiency, it is advantageous that the walls of the inlet chamber 15 are thermally insulated to minimize energy loss during filling of the inlet chamber 15 and before transfer to the cooling chamber. 16. It has been described in connection with the temperature / pressure diagram of FIG. 5, that the present engine uses mainly a cooling causing a depression of the steam, during the transfer / depression phase in order to centripetally piston 5. No significant pressure is created during the intake / exhaust phase to exert a force that can mobilize in return centrifugally the piston 5. Also, according to one embodiment, the engine still includes a crank-flywheel device, not shown. The piston 5 is advantageously secured to the flywheel and crankshaft device. Such a flywheel-crankshaft device advantageously makes it possible, by virtue of its rotational inertia, to carry out the centrifugal return movement of the piston 5. Thus, the piston 5 is previously "launched" during a transfer / depression phase, impelling it a centripetal motion. It drives the rotating flywheel device, which in turn during the next intake / exhaust phase drives the piston 5 in a centrifugal motion, returning it to a position where it is ready for a new phase of vacuum transfer. and a new cycle.

Il a été vu que le moteur nécessite deux, éventuellement trois, entrées : un premier actionneur 4 qui mobilise l'élément mobile 6, un deuxième actionneur qui mobilise la vanne d'admission 10, un éventuel troisième actionneur qui mobilise le clapet de transfert 2, et comprend une sortie : un piston 5. Ces dispositifs peuvent être totalement indépendant les uns des autres.It has been seen that the motor requires two, possibly three, inputs: a first actuator 4 which mobilizes the movable element 6, a second actuator which mobilizes the inlet valve 10, a possible third actuator which mobilizes the transfer valve 2 , and includes an output: a piston 5. These devices can be completely independent of each other.

Ainsi le premier actionneur 4, le deuxième actionneur, et l'éventuel troisième actionneur peuvent être indépendants du piston 5. Un tel mode de réalisation est intéressant en ce qu'aucune contrainte n'est présente sur la loi de commande du premier actionneur 4 et que le mouvement imposé à l'élément mobile 6 peut être quelconque. La loi de commande peut ainsi être optimisée, dans sa fréquence, dans son rapport cyclique et dans sa forme en général, en fonction du cycle du moteur afin, typiquement, d'optimiser le rendement. De même, si aucune contrainte n'est présente sur la loi de commande du deuxième actionneur, les instants où la vanne d'admission 10 est ouverte ou fermée peuvent être quelconques. De même, si aucune contrainte n'est présente sur la loi de commande de l'éventuel troisième actionneur, les instants où le clapet de transfert 2 est ouvert ou fermé peuvent être quelconques. Selon un mode de réalisation alternatif, le premier actionneur 4 peut être entraîné par le piston 5. Un tel entrainement est nécessairement indirect en ce qu'il nécessite un moyen de transmission.. Ce mode de réalisation est avantageux en ce que, une fois le moteur démarré, son mouvement est auto-entretenu, sans nécessité d'un apport extérieur au niveau du premier actionneur 4.Thus the first actuator 4, the second actuator, and the possible third actuator may be independent of the piston 5. Such an embodiment is advantageous in that no constraint is present on the control law of the first actuator 4 and that the movement imposed on the movable element 6 can be any. The control law can thus be optimized, in its frequency, in its duty cycle and in its form in general, as a function of the motor cycle in order, typically, to optimize the efficiency. Similarly, if no stress is present on the control law of the second actuator, the times when the inlet valve 10 is open or closed can be any. Similarly, if no constraint is present on the control law of the possible third actuator, the times when the transfer valve 2 is open or closed can be any. According to an alternative embodiment, the first actuator 4 can be driven by the piston 5. Such a drive is necessarily indirect in that it requires a transmission means .. This embodiment is advantageous in that, once the engine started, its movement is self-maintained, without the need for external input at the first actuator 4.

Selon un autre mode de réalisation, le deuxième actionneur peut être entraîné conjointement avec le premier actionneur 4 ou par le premier actionneur 4. Ceci nécessite un moyen de transmission. Ceci permet de simplifier la commande en utilisant un unique actionneur agissant à la fois sur l'élément mobile 6 et sur la vanne d'admission 10.According to another embodiment, the second actuator can be driven together with the first actuator 4 or the first actuator 4. This requires a transmission means. This simplifies the control by using a single actuator acting on both the movable member 6 and the inlet valve 10.

A l'instar du mode de réalisation précédemment décrit, le premier actionneur 4 et le deuxième actionneur peuvent être entraînés par le piston 5, avec le même avantage que, une fois le moteur démarré, son mouvement soit auto-entretenu, sans nécessité d'aucun apport extérieur au niveau des deux actionneurs.Like the embodiment previously described, the first actuator 4 and the second actuator can be driven by the piston 5, with the same advantage that, once the engine is started, its movement is self-sustaining, without the need for no external input at the two actuators.

A l'instar des modes de réalisation précédemment décrits, le troisième actionneur peut être entraîné par le piston 5, par le premier actionneur 4 ou par le deuxième actionneur. La vapeur utilisée dans un tel moteur peut être issue de tout liquide. Il peut s'agir d'eau. Selon les applications, il peut encore être envisagé d'autres liquides, tels que : une solution aqueuse, de l'alcool, de l'éther, de l'huile ou tout mélange de ces liquides. L'eau est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de réutiliser une source de vapeur existante issue d'une production, par exemple au sein d'une centrale électrique.Like the embodiments described above, the third actuator can be driven by the piston 5, by the first actuator 4 or by the second actuator. The steam used in such an engine can be derived from any liquid. It can be water. Depending on the applications, other liquids may be envisaged, such as: an aqueous solution, alcohol, ether, oil or any mixture of these liquids. Water is particularly advantageous in that it makes it possible to reuse an existing source of steam resulting from a production, for example within a power station.

Le moteur tel que décrit permet de produire, en sortie, un mouvement alternatif au niveau du piston 5. Ce mouvement peut être utilisé pour toute application de force, de mobilité ou encore de production d'électricité. Selon un mode de réalisation le moteur, via son piston 5, est couplé à une génératrice de manière à produire de l'électricité à partir de l'énergie mécanique disponible sur le piston 5. Une telle génératrice peut être une génératrice alternative et exploiter directement le mouvement alternatif du piston 5 ou encore être une génératrice rotative, entrainée alors par un dispositif bielle-manivelle couplé au piston 5.The engine as described makes it possible to produce, at the outlet, an reciprocating movement at the level of the piston 5. This movement can be used for any application of force, mobility or even power generation. According to one embodiment, the engine, via its piston 5, is coupled to a generator so as to produce electricity from the mechanical energy available on the piston 5. Such a generator may be an alternative generator and operate directly the reciprocating movement of the piston 5 or alternatively being a rotary generator, then driven by a connecting rod-crank device coupled to the piston 5.

Une utilisation particulièrement avantageuse pour un tel moteur est au sein d'une centrale électrique. Une centrale électrique thermique quel que soit son carburant (charbon, nucléaire, ...) produit de la vapeur. Cette vapeur peut être directement utilisée par un moteur selon l'invention. Lorsque cette vapeur est utilisée par une autre machine à vapeur, la vapeur résiduelle peut encore être exploitée par un moteur selon l'invention. Selon cette utilisation, le moteur est disposé à l'échappement d'une machine à vapeur de centrale électrique, la vapeur issue de la machine à vapeur formant la source de vapeur 7. Bien qu'il soit décrit dans la présente un mode de réalisation préféré de l'invention, il doit être bien compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode, et que des variations peuvent être apportées à l'intérieur de la portée des revendications suivantes.A particularly advantageous use for such an engine is within a power plant. A thermal power plant regardless of its fuel (coal, nuclear, ...) produces steam. This steam can be directly used by an engine according to the invention. When this steam is used by another steam engine, the residual steam can still be exploited by an engine according to the invention. According to this use, the engine is disposed at the exhaust of a power plant steam engine, the steam from the steam engine forming the source of steam 7. Although it is described herein an embodiment In the preferred embodiment of the invention, it should be understood that the invention is not limited to this mode, and that variations may be made within the scope of the following claims.

Claims

REVENDICATIONS1. Engine characterized in that it comprises: - an enclosure capable of receiving steam, comprising an intake chamber (15) and a cooling chamber (16), - a cold source (14) able to cool the chamber cooling element (16); - a movable element (6) disposed inside the enclosure, separating the inlet chamber (15) and the cooling chamber (16), and movable between a first position (17); ) and a second position (18), - a first actuator (4) able to move the movable element (6) from the first position (17) to the second position (18) and vice versa, - a source of steam (7). ) connected to the inlet chamber (15) via an inlet valve (10), - the inlet valve (10) being adapted to selectively allow a vapor inlet into the inlet chamber (15), - a transfer valve (2) disposed between the inlet chamber (15) and the cooling chamber (16) so as to allow a transfer of v fumes from the inlet chamber (15) to the cooling chamber (16), - an exhaust valve (3) arranged between the cooling chamber (16) and the outside so as to allow residual steam to escape and condensate, - at least one cylinder (12) comprising at least one piston (5), a chamber of said cylinder (12) being fluidly connected to the cooling chamber (16), - a second actuator adapted to control the valve of admission (10), open when the movable member (6) is moved from the second position (18) to the first position (17), and otherwise closed, the transfer valve (2) being configured to be open when the movable member (6) is moved from the first position (17) to the second position (18) and closed when the movable member (6) is moved from the second position (18) to the first position ( 17), and the exhaust valve (3) being configured so as to be be opened when the movable member (6) is moved from the second position (18) to the first position (17) and closed when the movable member (6) is moved from the first position (17) to the second position (18).

2. Motor according to any one of the preceding claims, wherein the cold source (14) is dimensioned, relative to the surface of the cooling chamber (16), in order to be able to cause condensation of all the steam. contained in the cooling chamber (16).

3. Motor according to any one of the preceding claims, wherein the transfer valve (2) comprises a return element, in order to open automatically in the presence of pressure and to close in the absence of pressure, said element of recall being tared at a force greater than the force exerted by the steam pressure from the steam source (7), so that the transfer valve (2) remains closed during admission.

4. Motor according to any one of claims 1 to 2, further comprising a third actuator adapted to control the transfer valve (2) selectively open or closed.

5. Motor according to any one of the preceding claims, wherein the transfer valve (2) is integrated with the movable member (6).

6. Motor according to any one of the preceding claims, configured so that the movable element (6) interposes between the cold source (14) and the steam in the first position (17) and allows the contact between the steam and the cold source (14) in the second position (18).

7. Motor according to any one of the preceding claims, wherein the cooling chamber (16) comprises a cold wall (1) cooled by the cold source (14), and wherein the movable element (6) comprises a wall (8). ) of complementary shape of the shape of the cold wall (1), able to cover at least a portion of the cold wall (1) in the first position (17) and to discover at least a portion of the cold wall (1) in the second position (18).

8. Motor according to the preceding claim, wherein the cold wall (1) of the cooling chamber (16) and the wall (8) of the movable member (6) 5 have conical shapes of axis substantially parallel to the displacement. of the movable element (6).

9. Motor according to the preceding claim, wherein the movable element (6) has a hollow interior volume empty or filled with a light material and resistant to deformation, and is produced, particularly the wall (8), a material thermal insulation, and wherein the cold wall (1) is made of a thermally conductive material, such as copper or graphite.

An engine according to any one of the preceding claims, wherein the inlet chamber (16) has a cylindrical inner shape complementary to an outer shape of the movable member (6), both of substantially parallel axis. moving the movable member (6), so that the movable member (6) maintains, during its movement, a sealed contact with the inlet chamber (16). 20

11. Motor according to any one of the preceding claims, wherein the first actuator (4) and / or the second actuator and / or the third actuator is / are driven (s) directly or indirectly by the piston (5). 25

12. Motor according to any one of the preceding claims, further comprising a generatrix coupled to the piston (5), so as to produce electricity from the mechanical energy available on the piston (5). 30