IT201600080087A1 - VOLUMETRIC EXPANDER, SYSTEM WITH CLOSED CYCLE USED AS THE EXPANDER, PROCEDURE FOR STARTING THE VOLUMETRIC EXPANDER AND PROCEDURE FOR THE CONVERSION OF THERMAL ENERGY IN ELECTRICAL ENERGY BY MEANS OF THIS SYSTEM - Google Patents

VOLUMETRIC EXPANDER, SYSTEM WITH CLOSED CYCLE USED AS THE EXPANDER, PROCEDURE FOR STARTING THE VOLUMETRIC EXPANDER AND PROCEDURE FOR THE CONVERSION OF THERMAL ENERGY IN ELECTRICAL ENERGY BY MEANS OF THIS SYSTEM

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IT201600080087A1
IT201600080087A1 IT102016000080087A IT201600080087A IT201600080087A1 IT 201600080087 A1 IT201600080087 A1 IT 201600080087A1 IT 102016000080087 A IT102016000080087 A IT 102016000080087A IT 201600080087 A IT201600080087 A IT 201600080087A IT 201600080087 A1 IT201600080087 A1 IT 201600080087A1
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IT
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casing
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expander
fluid communication
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Application number
IT102016000080087A
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Gino Zampieri
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    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B29/00Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups
    • F01B29/08Reciprocating-piston machines or engines not otherwise provided for
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    • F01B29/12Steam engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
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    • F01B17/02Engines
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating

Description

ESPANSORE VOLUMETRICO, IMPIANTO A CICLO CHIUSO UTILIZZANTE DETTO ESPANSORE, PROCEDIMENTO DI AVVIAMENTO DI DETTO ESPANSORE VOLUMETRICO E PROCEDIMENTO DI CONVERSIONE DI ENERGIA TERMICA IN ENERGIA ELETTRICA MEDIANTE DETTO IMPIANTO” VOLUMETRIC EXPANDER, CLOSED-CYCLE SYSTEM USING SAID EXPANDER, START-UP PROCEDURE OF SAID VOLUMETRIC EXPANDER AND PROCESS OF CONVERSION OF THERMAL ENERGY INTO ELECTRIC ENERGY THROUGH SAID SYSTEM "

CAMPO DEL TROVATO FIELD OF THE TROVATO

La presente invenzione ha per oggetto un espansore volumetrico ed un impianto a ciclo chiuso, ad esempio a ciclo Rankine, utilizzante detto espansore per la generazione di energia elettrica e/o meccanica mediante il recupero e la conversione di calore; la presente invenzione ha inoltre per oggetto un procedimento di avviamento dell’espansore volumetrico ed un procedimento di conversione di energia termica in energia elettrica mediante detto impianto. The present invention relates to a volumetric expander and a closed cycle plant, for example a Rankine cycle, using said expander for the generation of electrical and / or mechanical energy by means of heat recovery and conversion; the present invention also relates to a process for starting the volumetric expander and a process for converting thermal energy into electrical energy by means of said system.

La presente invenzione può trovare impiego in impianti di biogas/biomasse per il recupero del calore di scarto dal processo di cogenerazione, in impianti geotermici per lo sfruttamento di sorgenti di calore medio/piccole, in impianti industriali per il recupero di cascami termici (conversione degli scarti di calore dei processi industriali), in ambito domestico per la produzione di energia elettrica e lo sfruttamento del calore per uso sanitario. Un ulteriore utilizzo dell’espansore e del relativo impianto può concernere sistemi, sia domestici che industriali, in cui la fonte di calore è fornita da impianti di captazione dell’energia solare. Possono inoltre essere previsti impieghi dell’impianto nel settore automotive ad esempio per il recupero di calore dal motore. The present invention can be used in biogas / biomass plants for the recovery of waste heat from the cogeneration process, in geothermal plants for the exploitation of medium / small heat sources, in industrial plants for the recovery of thermal waste (conversion of waste heat from industrial processes), in the home for the production of electricity and the exploitation of heat for sanitary use. Further use of the expander and the related system may concern both domestic and industrial systems, in which the heat source is provided by solar energy collection systems. The plant may also be used in the automotive sector, for example for the recovery of heat from the engine.

STATO DELL’ARTE STATE OF THE ART

Sono noti sistemi a ciclo Rankine che impiegano un espansore volumetrico per il recupero dell'energia termica e la successiva produzione di energia elettrica. Rankine cycle systems are known which use a volumetric expander for the recovery of thermal energy and the subsequent production of electrical energy.

Una forma di realizzazione di tali sistemi prevede l'impiego di una o più turbine come camera di espansione. Tale soluzione tuttavia presenta alcuni vincoli ed inconvenienti, ben conosciuti all'esperto del settore, e che sono: An embodiment of such systems provides for the use of one or more turbines as an expansion chamber. However, this solution has some constraints and drawbacks, well known to the skilled in the art, and which are:

- elevato costo della turbina e degli organi di controllo connessi; - high cost of the turbine and of the connected control organs;

- necessità di frequente manutenzione con conseguenti oneri di vario tipo; - need for frequent maintenance with consequent charges of various types;

- massimo rendimento che si ottiene solo ad una ben precisa portata del fluido in espansione e con una definita velocità di rotazione; in particolare questo è forse il maggiore limite dei sistemi a turbina in quanto se la velocità di rotazione subisce anche una lieve variazione rispetto al valore ottimale, il rendimento della turbina decade in modo drastico. - maximum efficiency which is obtained only at a very precise flow rate of the expanding fluid and with a defined rotation speed; in particular this is perhaps the greatest limitation of turbine systems since if the rotation speed undergoes even a slight variation with respect to the optimal value, the efficiency of the turbine declines drastically.

È da rilevare inoltre che le sorgenti di calore generalmente disponibili presentano una medio/bassa temperatura. La conversione in energia elettrica del calore fornito da tali sorgenti risulta, tramite l’impego di turbine, eccessivamente costosa in relazione all'energia prodotta: le turbine risultano poco adatte per lo sfruttamento di sorgenti termiche a medio/bassa temperatura le quali inoltre presentano generalmente un’erogazione calorica ampiamente variabile, condizione che rende ancora più sconveniente l’impego di turbine per la conversione di energia termica (come sopra descritto le turbine consentono di ottenere il massimo rendimento ad una ben precisa portata del fluido in espansione). It should also be noted that generally available heat sources have a medium / low temperature. The conversion of the heat supplied by these sources into electrical energy is, through the use of turbines, excessively expensive in relation to the energy produced: the turbines are not very suitable for the exploitation of medium / low temperature thermal sources which also generally have a widely variable heat output, a condition that makes the use of turbines for the conversion of thermal energy even more inconvenient (as described above, turbines allow maximum efficiency to be obtained at a very precise flow rate of the expanding fluid).

A causa della scarsa capacità di sfruttamento delle sorgenti a medio/bassa temperatura queste ultime vengono utilizzate in modo limitato solo per impieghi professionali mentre non trovano utilizzazione nelTambiente domestico. Ad oggi infatti la maggior parte delle sorgenti a medio/bassa temperatura viene dispersa nelTambiente e quindi sprecata. Le sorgenti di calore più comuni, ed a cui qui ci si riferisce, sono disponibili sia come derivato dell'attività umana sia in natura, come ad esempio il calore contenuto nei prodotti industriali di scarto o il calore contenuto nelle biomasse se queste ultime vengono combuste. Due to the low capacity of exploitation of medium / low temperature sources, the latter are used in a limited way only for professional uses while they are not used in the domestic environment. In fact, today most of the medium / low temperature sources are dispersed in the environment and therefore wasted. The most common heat sources, referred to here, are available both as a derivative of human activity and in nature, such as the heat contained in industrial waste products or the heat contained in biomass if the latter are burned. .

Per superare gli inconvenienti sopra descritti è noto utilizzare degli espansori volumetrici, alternativi o rotativi, in grado di operare con portate di fluido relativamente modeste senza eccessiva riduzione di potenza e rendimento. Gli espansori volumetrici, operando a potenze termiche inferiori, lavorano a numero di giri (cicli) notevolmente inferiore rispetto alle velocità di rotazione delle turbine il che annulla il rischio di danneggiamento delle parti mobili nel caso in cui vi fosse il passaggio di liquido (gocce dovuta ad una non corretta vaporizzazione del fluido di lavoro) in camera di espansione. Gli espansori volumetrici presentano inoltre una complessità strutturale inferiore rispetto a quella delle turbine con conseguente riduzione dei costi. Oltre alla ridotta complessità, gli espansori volumetrici risultano più compatti delle turbine il che ne facilita la realizzazione, l'assemblaggio e la messa in opera. To overcome the drawbacks described above, it is known to use volumetric expanders, alternative or rotary, capable of operating with relatively modest flow rates of fluid without excessive reduction in power and efficiency. The volumetric expanders, operating at lower thermal powers, work at a number of revolutions (cycles) considerably lower than the rotation speed of the turbines, which eliminates the risk of damage to the moving parts in the event that there was the passage of liquid (drops due to to incorrect vaporization of the working fluid) in the expansion chamber. The volumetric expanders also have a lower structural complexity than that of turbines with a consequent reduction in costs. In addition to their reduced complexity, volumetric expanders are more compact than turbines, which facilitates their construction, assembly and installation.

Esempi di espansori volumetrici utilizzati per la conversione di energia termica in energia elettrica - facendo uso di fonti di calore a bassa temperatura - vengono descritti nelle domande di brevetto US2012/0267898A1 e W02014141072. Examples of volumetric expanders used for the conversion of thermal energy into electrical energy - making use of low temperature heat sources - are described in patent applications US2012 / 0267898A1 and W02014141072.

Nonostante gli espansori volumetrici alternativi noti risultino migliorativi rispetto alle turbine in condizioni di sorgenti di calore a medio/bassa temperatura, il Richiedete ritiene che tali espansori volumetrici noti risultino ulteriormente migliorabili sotto diversi aspetti. Although known alternative volumetric expanders are better than turbines in conditions of medium / low temperature heat sources, the Applicant believes that such known volumetric expanders can be further improved under various aspects.

Gli espansori volumetrici noti - in particolare gli espansori atti ad operare secondo un ciclo Rankine - vengono in generale impiegati in modo discontinuo: gli impianti sui quali operano tali espansori subiscono continui arresti ed avviamenti. Durante una condizione di inattività dell’espansore, il fluido di lavoro presente nello stesso condensa (particolarmente in ambienti dove regni una bassa temperatura esterna) formando quindi condensati liquidi. Il fluido di lavoro condensato impedisce ravviamento dell’espansore rendendo così impossibile la ripartenza dall’intero impianto a meno di eliminare previamente detti condensati liquidi. Per ovviare a questo inconveniente, sono state previste in passato vere e proprie procedure di manutenzione straordinaria che costringevano il personale addetto al riscaldamento estemporaneo dell’espansore mediante resistenze elettriche poste all’esterno di quest’ultimo o mediante sistemi rudimentali quali il riscaldamento con fiamma del corpo dell’espansore. L’impiego di resistenze o di altri sistemi estemporanei richiede tuttavia tempi operativi estremamente lunghi nonché un elevato consumo di energia che incide negativamente sui rendimenti complessivi deirimpianto. Known volumetric expanders - in particular expanders adapted to operate according to a Rankine cycle - are generally used discontinuously: the systems on which these expanders operate undergo continuous stops and starts. During a condition of inactivity of the expander, the working fluid present in the same condenses (particularly in environments where there is a low external temperature) thus forming liquid condensates. The condensed working fluid prevents the expander from restarting, thus making it impossible to restart from the entire system unless previously eliminating said liquid condensates. To obviate this inconvenience, in the past real extraordinary maintenance procedures were envisaged which forced the personnel in charge of the extemporaneous heating of the expander by means of electric resistances placed outside the latter or by means of rudimentary systems such as the heating with flame of the expander body. However, the use of resistors or other extemporaneous systems requires extremely long operating times as well as a high energy consumption which negatively affects the overall performance of the system.

In alternativa, il personale era chiamato ad eseguire lo spurgo del liquido indesideratamente presente all’interno dell’espansore. Anche tale procedura di manutenzione - oltre a necessitare di personale addetto specializzato - richiede tempi operativi molto lunghi che gravano pesantemente sui tempi di inattività dell’impianto. Alternatively, the staff was called upon to purge the unwanted liquid present inside the expander. Even this maintenance procedure - in addition to requiring specialized personnel - requires very long operating times that weigh heavily on the downtime of the system.

SCOPO DEL TROVATO PURPOSE OF THE FOUND

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere sostanzialmente almeno uno degli inconvenienti e/o limitazioni delle precedenti soluzioni. The aim of the present invention is therefore to substantially solve at least one of the drawbacks and / or limitations of the previous solutions.

Un primo obiettivo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico ed un relativo impianto ad elevata efficienza, in particolare che consentano di ottenere elevati rendimenti anche attraverso la conversione di energia termica variabile a medio/bassa temperatura. È inoltre scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico ed un relativo impianto, ad esempio a ciclo Rankine, adattabili alle diverse condizioni di lavoro in modo tale da poter sfruttare efficacemente le sorgenti di calore a disposizione ed erogare il massimo della potenza con ottimi rendimenti. A first objective of the present invention is to provide a volumetric expander and a relative high efficiency plant, in particular which allow to obtain high yields also through the conversion of variable thermal energy at medium / low temperature. It is also an object of the present invention to provide a volumetric expander and a relative plant, for example with a Rankine cycle, adaptable to the different working conditions in such a way as to be able to effectively exploit the available heat sources and deliver maximum power. with excellent returns.

È poi scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico ed un relativo impianto, ad esempio a ciclo Rankine, di semplice e compatta realizzazione atti a consentire la facile messa in opera e conseguentemente che presentino costi di produzione, manutenzione ed assemblaggio estremamente ridotti. The object of the present invention is also to provide a volumetric expander and a relative plant, for example with a Rankine cycle, of simple and compact construction capable of allowing easy installation and consequently having extremely high production, maintenance and assembly costs. reduced.

E’ inoltre obiettivo dell’invenzione quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico facilmente e rapidamente installabile su di un impianto per la conversione di energia termica in energia elettrica; in particolare è scopo della presente quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico che possa essere rapidamente smontato e/o rimosso (ad esempio in caso di installazione, sostituzione o riparazione) in modo che gli eventuali tempi di inattività dell’impianto possano essere ridotti al minimo. It is also the aim of the invention to provide a volumetric expander that can be easily and quickly installed on a system for the conversion of thermal energy into electrical energy; in particular, the purpose of this document is to provide a volumetric expander that can be quickly disassembled and / or removed (for example in the case of installation, replacement or repair) so that any downtime of the system can be reduced to minimum.

È inoltre scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico presentante una struttura in grado di garantire un rapido e efficace avviamento dello stesso; in particolare, è scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico che non richieda consumo di energia elettrica o di energia proveniente da sorgenti esterne per l’avviamento dello stesso. It is also an object of the present invention to provide a volumetric expander having a structure capable of guaranteeing a rapid and effective start-up of the same; in particular, the purpose of the present invention is to provide a volumetric expander that does not require the consumption of electricity or energy from external sources for starting the same.

In particolare, è obiettivo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un espansore volumetrico ed un relativo impianto, ad esempio a ciclo Rankine, i quali risultino attuabili senza la necessità di complesse modifiche ai sistemi convenzionali di conversione dell’energia termica in elettrica. Un ulteriore obiettivo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un procedimento capace di sfruttare efficacemente l’espansore e l’impianto sopra menzionati; in particolare, è obiettivo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un procedimento di conversione di energia termica in energia elettrica facilmente attuabile e tramite il quale sia possibile ottenere ottimi rendimenti di conversione dell’energia. In particular, the aim of the present invention is to provide a volumetric expander and a related plant, for example a Rankine cycle, which can be implemented without the need for complex modifications to conventional systems for converting thermal energy into electricity. A further objective of the present invention is to provide a process capable of effectively exploiting the expander and the plant mentioned above; in particular, the aim of the present invention is to provide a process for converting thermal energy into electrical energy that is easily implemented and through which it is possible to obtain excellent energy conversion yields.

Questi scopi ed altri ancora, che appariranno maggiormente dalla seguente descrizione, sono sostanzialmente raggiunti da un espansore volumetrico, un impianto a ciclo chiuso ed un procedimento di conversione di energia termina in energia elettrica in accordo con quanto espresso in una o più delle unite rivendicazioni e/o dei seguenti aspetti, presi da soli o in una qualsiasi combinazione tra loro o in combinazione con una qualsiasi delle unite rivendicazioni e/o in combinazione con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti o caratteristiche di seguito descritti. These objects and others, which will become more apparent from the following description, are substantially achieved by a volumetric expander, a closed-cycle plant and a process for converting energy to electrical energy in accordance with what is expressed in one or more of the appended claims and / or the following aspects, taken alone or in any combination with each other or in combination with any of the appended claims and / or in combination with any of the further aspects or features described below.

SOMMARIO SUMMARY

Aspetti del trovato sono qui di seguito descritti. In un 1° aspetto è previsto un espansore volumetrico (4) per un impianto a ciclo chiuso, in particolare a ciclo Rankine, detto espansore volumetrico (4) comprendendo: Aspects of the invention are described below. In a 1st aspect a volumetric expander (4) is provided for a closed cycle plant, in particular a Rankine cycle, said volumetric expander (4) comprising:

> almeno un involucro (50) presentante almeno un ingresso generale (51) configurato per consentire l'immissione di un fluido di lavoro all'interno dell'involucro (50) ed almeno un’uscita generale (52) configurata per consentire l’espulsione del fluido di lavoro da detto involucro (50), > at least one enclosure (50) having at least one general inlet (51) configured to allow the introduction of a working fluid inside the enclosure (50) and at least one general outlet (52) configured to allow expulsion of the working fluid from said casing (50),

> almeno un pistone (6) operante internamente all’involucro ed atto a definire una camera di espansione (7) a volume variabile, > at least one piston (6) operating inside the casing and able to define an expansion chamber (7) with variable volume,

> un albero principale (11) cinematicamente collegato al pistone (6) e configurato per muoversi di moto rotatorio attorno ad un asse principale (X), detto albero principale (11) essendo alloggiato almeno in parte all’interno dell’involucro (50), > almeno una valvola (10) configurata per aprire e chiudere selettivamente un ingresso ed un’uscita (8, 9) alla camera di espansione (7) consentendo almeno: o una condizione di immissione del fluido di lavoro nella camera di espansione (7), > a main shaft (11) kinematically connected to the piston (6) and configured to rotate around a main axis (X), said main shaft (11) being housed at least partially inside the casing (50) ,> at least one valve (10) configured to selectively open and close an inlet and an outlet (8, 9) to the expansion chamber (7) allowing at least: o a condition for the introduction of the working fluid into the expansion chamber (7 ),

o una condizione di espansione del fluido di lavoro nella camera di espansione (7), ed or an expansion condition of the working fluid in the expansion chamber (7), ed

o una condizione di scarico del fluido di lavoro da detta camera di espansione (7) or a condition of discharge of the working fluid from said expansion chamber (7)

in cui Tinvolucro (50) definisce al proprio interno una camera di scarico in comunicazione di fluido con l'uscita generale (52), la camera di scarico essendo inoltre configurata per essere posta in comunicazione di fluido con l’uscita (9) della camera di espansione (7) durante la condizione di scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione (7) medesima. wherein the casing (50) defines internally a discharge chamber in fluid communication with the general outlet (52), the discharge chamber being further configured to be placed in fluid communication with the outlet (9) of the chamber expansion (7) during the condition of discharge of the working fluid from the expansion chamber (7) itself.

In un 2° aspetto in accordo con il 1 ° aspetto in cui l’involucro (50) definisce al proprio interno una camera di scarico in comunicazione di fluido diretta con l’uscita generale (52). In a 2nd aspect in accordance with the 1st aspect in which the casing (50) internally defines a discharge chamber in direct fluid communication with the general outlet (52).

In un 3° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la camera di scarico è configurata per essere posta in comunicazione di fluido diretta con l’uscita (9) della camera di espansione (7) durante la condizione di scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione (7) medesima. In a 3rd aspect in accordance with any of the preceding aspects the discharge chamber is configured to be placed in direct fluid communication with the outlet (9) of the expansion chamber (7) during the working fluid discharge condition from the expansion chamber (7) itself.

In un 4° aspetto in accordo uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’espansore comprende un organo di trasmissione (53) connesso - da un lato - alla valvola (10) e - dall’altro lato - all’albero principale (11), detto organo di trasmissione (53) essendo configurato per sincronizzare la condizione di immissione, la condizione di espansione e la condizione di scarico del fluido di lavoro con la rotazione dell’albero principale (11), In a 4th aspect according to any of the preceding aspects, the expander comprises a transmission member (53) connected - on one side - to the valve (10) and - on the other side - to the main shaft (11), called transmission member (53) being configured to synchronize the inlet condition, the expansion condition and the discharge condition of the working fluid with the rotation of the main shaft (11),

ed in cui l’organo di trasmissione (53) è disposto nell’involucro (50) internamente alla camera di scarico del fluido di lavoro. and in which the transmission member (53) is arranged in the casing (50) inside the discharge chamber of the working fluid.

In un 5° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’involucro (50) comprende una parete laterale estendentesi tra una prima ed una seconda porzione d’estremità longitudinale (50a, 50b), detta parete laterale estendendosi in spessore tra una superficie esterna ed una superficie interna dell’involucro, detta superficie interna delimitando una cavità interna dell’involucro (50) definente almeno parte della camera di scarico disposta all’interno dell’involucro (50) medesimo. In a 5th aspect in accordance with any of the preceding aspects, the casing (50) comprises a side wall extending between a first and a second longitudinal end portion (50a, 50b), said side wall extending in thickness between a surface external and an internal surface of the casing, said internal surface delimiting an internal cavity of the casing (50) defining at least part of the discharge chamber arranged inside the casing (50) itself.

In un 6° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’organo di trasmissione (53) è disposto almeno in parte all’interno della cavità interna dell’involucro (50) tra la prima e seconda porzione d’estremità longitudinale (50a, 50b). In a 6th aspect in accordance with the preceding aspect, the transmission member (53) is arranged at least partially inside the internal cavity of the casing (50) between the first and second longitudinal end portion (50a, 50b).

In un 7° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti il volume variabile di ciascuna camera di espansione (7) è delimitato da una rispettiva camicia (5), operante internamente all’involucro (50), e da detto pistone (6), ospitato scorrevolmente in detta camicia, detti ingresso (8) ed uscita (9) essendo posti su detta camicia la quale delimita una sede (22), ad esempio una sede (22) cilindrica. In a 7th aspect in accordance with any of the preceding aspects, the variable volume of each expansion chamber (7) is delimited by a respective jacket (5), operating inside the casing (50), and by said piston (6) , slidably housed in said liner, said inlet (8) and outlet (9) being placed on said liner which defines a seat (22), for example a cylindrical seat (22).

In un 8° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la sede (22) è definita sulla parete laterale dell'involucro (50), il pistone (6) è mobile di moto alternativo e per scorrimento all'interno della sede. In an 8th aspect in accordance with the previous aspect, the seat (22) is defined on the side wall of the casing (50), the piston (6) is movable with reciprocating motion and sliding inside the seat.

In un 9° aspetto in accordo con il 7° o 8° aspetto la sede (22) della camicia (5) si estende lungo lo spessore della parete laterale dell'involucro (50), in particolare a partire dalla superfice interna dell'involucro fino ad una rispettiva valvola (10). In a 9th aspect in accordance with the 7th or 8th aspect, the seat (22) of the jacket (5) extends along the thickness of the side wall of the casing (50), in particular starting from the inner surface of the casing up to a respective valve (10).

In un 10° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’espansore (4) comprende almeno un manovellismo (37) vincolato da un lato al pistone (6) e dall’altro lato vincolato all’albero principale (11), detto manovellismo (37) essendo configurato per portare in rotazione l’albero principale (11) attorno aN’asse (X) a seguito del moto alternativo di scorrimento del pistone (6), in particolare all’interno della rispettiva camera di espansione (7). In a 10th aspect in accordance with any of the preceding aspects, the expander (4) comprises at least one crank mechanism (37) constrained on one side to the piston (6) and on the other hand constrained to the main shaft (11), called crank mechanism (37) being configured to rotate the main shaft (11) around the axis (X) following the reciprocating sliding motion of the piston (6), in particular inside the respective expansion chamber (7) .

In un 11° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti almeno parte dell’albero principale (11) è alloggiato nella camera di scarico dell’involucro (50). In un 12° aspetto in accordo con I’ 10° o 11° aspetto l’intero manovellismo (37) è alloggiato nella camera di scarico dell'involucro (50). In an 11th aspect in accordance with any of the previous aspects, at least part of the main shaft (11) is housed in the housing discharge chamber (50). In a 12th aspect in accordance with the 10th or 11th aspect, the entire crank mechanism (37) is housed in the discharge chamber of the casing (50).

In un 13° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dall’8° al 10° l’albero principale (11) comprende una porzione d’impegno (11 a) distanziata dall’asse di rotazione (X) del medesimo albero principale (11), in cui il manovellismo (37) comprende: In a 13th aspect in accordance with any of the 8th to 10th aspects the main shaft (11) comprises an engaging portion (11 a) spaced from the axis of rotation (X) of the same main shaft ( 11), in which the crank mechanism (37) includes:

> un elemento di base (38) vincolato, in particolare incernierato, alla porzione d’impegno (11 a) dell’albero principale (11), detto elemento di base (38) essendo mobile per rotazione attorno all’asse (X) dell’albero principale (11), > a base element (38) constrained, in particular hinged, to the engagement portion (11 a) of the main shaft (11), said base element (38) being movable by rotation around the axis (X) of the 'main shaft (11),

> un elemento di spinta (39) direttamente connesso - da un lato - all’elemento di base (38) e - dall’altro lato - al pistone (6). > a thrust element (39) directly connected - on one side - to the base element (38) and - on the other side - to the piston (6).

In un 14° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione d’impegno (11a) dell’albero principale (11) comprende un perno, l’elemento di base (38) essendo incenerato a detto perno. In a 14th aspect in accordance with the previous aspect, the engagement portion (11a) of the main shaft (11) includes a pin, the base element (38) being incinerated to said pin.

In un 15° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la valvola (10) comprende: In a 15th aspect in accordance with any of the preceding aspects the valve (10) comprises:

> un corpo valvolare (24) internamente cavo presentante: > an internally hollow valve body (24) presenting:

o una sede di alloggiamento (25), ad esempio avente forma sostanzialmente cilindrica, sviluppantesi all’interno del corpo valvolare, or a housing seat (25), for example having a substantially cylindrical shape, developing inside the valve body,

o almeno un primo ed un secondo passaggio (26, 27) rispettivamente in comunicazione di fluido, in particolare diretta, con l'ingresso (8) e l’uscita (9) della camera di espansione (7), or at least a first and a second passage (26, 27) respectively in fluid communication, in particular direct, with the inlet (8) and the outlet (9) of the expansion chamber (7),

> almeno un corpo di distribuzione (28) impegnato per rotazione all'interno della sede di alloggiamento (25) del corpo valvolare e comprendente: > at least one distribution body (28) engaged for rotation inside the housing seat (25) of the valve body and comprising:

o almeno un canale d’immissione (29) in comunicazione di fluido con l’ingresso generale (51) dell'involucro (50), or at least one inlet channel (29) in fluid communication with the general inlet (51) of the casing (50),

o almeno un canale d’emissione (30) in comunicazione di fluido con la camera di scarico dell'involucro (50) e quindi con l’uscita generale (52) di quest’ultimo, o almeno un primo canale (31) in comunicazione di fluido diretta con il canale d’immissione (29), il primo canale (31) comprendendo almeno un’apertura laterale (31 a) configurata per essere posta in comunicazione di fluido con il primo passaggio (26) del corpo valvolare (24), or at least one emission channel (30) in fluid communication with the discharge chamber of the casing (50) and therefore with the general outlet (52) of the latter, or at least a first channel (31) in communication of fluid directed with the inlet channel (29), the first channel (31) comprising at least one lateral opening (31a) configured to be placed in fluid communication with the first passage (26) of the valve body (24) ,

o almeno un secondo canale (32), distinto e separato dal primo canale (31), in comunicazione di fluido diretta con il canale d’emissione (30), il secondo canale (32) comprendendo almeno una rispettiva apertura laterale (32a) -angolarmente sfalsata rispetto all’apertura laterale (31 a) del primo canale (31) rispetto ad un’asse di rotazione (Z) del corpo di distribuzione - configurata per essere posta in comunicazione di fluido con il secondo passaggio (26) del corpo valvolare (24), or at least a second channel (32), distinct and separated from the first channel (31), in direct fluid communication with the emission channel (30), the second channel (32) comprising at least one respective lateral opening (32a) - angularly offset with respect to the lateral opening (31 a) of the first channel (31) with respect to a rotation axis (Z) of the distribution body - configured to be placed in fluid communication with the second passage (26) of the valve body (24),

il corpo di distribuzione (28), a seguito della rotazione all’interno della sede di alloggiamento (25) attorno al proprio asse (Z), essendo configurato per determinare selettivamente le condizioni d’immissione, espansione e scarico dell’espansore volumetrico (4). the distribution body (28), following the rotation inside the housing seat (25) around its own axis (Z), being configured to selectively determine the conditions of inlet, expansion and discharge of the volumetric expander (4 ).

In un 16° aspetto in accordo con l’aspetto precedente le aperture laterali (31 a, 32a) - rispettivamente del primo e secondo canale (31, 32) del corpo di distribuzione -sono configurate per essere poste in diretta comunicazione di fluido con la camera di espansione (7), in particolare con la sede (22) della camicia (5). In a 16th aspect in accordance with the previous aspect, the lateral openings (31a, 32a) - respectively of the first and second channels (31, 32) of the distribution body - are configured to be placed in direct fluid communication with the expansion chamber (7), in particular with the seat (22) of the jacket (5).

In un 17° aspetto in accordo con il 15° o 16° aspetto l’organo di trasmissione (53) è almeno in parte disposto internamente al corpo valvolare (24) e direttamente impegnato al corpo di distribuzione (28) della valvola (10). In a 17th aspect in accordance with the 15th or 16th aspect, the transmission member (53) is at least partially arranged inside the valve body (24) and directly engaged with the distribution body (28) of the valve (10) .

In un 18° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 15° al 17° l’organo di trasmissione (53) comprende: In an 18th aspect in accordance with any of the aspects from the 15th to the 17th the transmission organ (53) includes:

> almeno una prima ruota dentata (54) calettata sul corpo di distribuzione (28) della valvola (10), > at least one first toothed wheel (54) keyed to the distribution body (28) of the valve (10),

> almeno una seconda ruota dentata (55) calettata sull’albero principale (11), > almeno un organo intermedio (56) - ad esempio una ruota dentata (56) -configurata per collegare nel movimento la prima e la seconda ruota dentata (54, 55). > at least one second toothed wheel (55) keyed onto the main shaft (11),> at least one intermediate member (56) - for example a toothed wheel (56) - configured to connect the first and second toothed wheels (54) in motion , 55).

In un 19° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’espansore comprende una pluralità di pistoni (6) operanti all'interno dell'involucro. In a 19th aspect in accordance with any of the preceding aspects, the expander comprises a plurality of pistons (6) operating inside the casing.

In un 20° aspetto in accordo con l’aspetto precedente ciascun pistone (6) è ospitato in una rispettiva camicia (5) definita internamente all'involucro (50). In a 20th aspect in accordance with the previous aspect each piston (6) is housed in a respective jacket (5) defined internally to the casing (50).

In un 21° aspetto in accordo con il 19° o 20° aspetto i pistoni (6) sono angolarmente sfalsati tra loro rispetto aN’asse di rotazione (X) dell’albero principale (11), in particolare a definire un espansore radiale o anche detto espansore stellare. In a 21st aspect in accordance with the 19th or 20th aspect the pistons (6) are angularly offset from each other with respect to the axis of rotation (X) of the main shaft (11), in particular to define a radial expander or also called stellar expander.

In un 22° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 19° al 21° l’espansore volumetrico (4) comprende un numero di pistoni (6) uguale o superiore a 3, in particolare in numero uguale o compreso tra 3 e 12, ancora più in particolare tra 3 e 9. In a 22 ° aspect in accordance with any of the aspects from the 19th to the 21st the volumetric expander (4) comprises a number of pistons (6) equal to or greater than 3, in particular in a number equal to or between 3 and 12 , even more particularly between 3 and 9.

In un 23° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l’espansore (4) comprende una valvola (10) per ciascuna camera di espansione (7) di ciascun pistone (6). In a 23rd aspect in accordance with any of the previous aspects, the expander (4) comprises a valve (10) for each expansion chamber (7) of each piston (6).

In un 24° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 19° al 23° il manovellismo (37) comprende un elemento di spinta (39) per ciascun pistone (6), ciascun elemento di spinta (39) è vincolato ad un singolo elemento di base (38). In un 25° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 15° al 24° l’organo di trasmissione (53) - per ciascun pistone (6) - comprende: In a 24th aspect in accordance with any of the 19th to 23rd aspects the crank mechanism (37) comprises a thrust element (39) for each piston (6), each thrust element (39) is constrained to a single base element (38). In a 25th aspect in accordance with any of the aspects from the 15th to the 24th the transmission organ (53) - for each piston (6) - includes:

> almeno una prima ruota dentata (54) calettata sul corpo di distribuzione (28) della valvola (10), > at least one first toothed wheel (54) keyed to the distribution body (28) of the valve (10),

> almeno una seconda ruota dentata (55) calettata sull’albero principale (11), > almeno un organo intermedio (56) - ad esempio una ruota dentata (56) -configurata per collegare la prima e la seconda ruota dentata (54, 55), detto organo di trasmissione (53) essendo configurato per: > at least one second sprocket (55) keyed onto the main shaft (11),> at least one intermediate member (56) - for example a sprocket (56) - configured to connect the first and second sprockets (54, 55 ), said transmission member (53) being configured for:

o sincronizzare - per ciascun pistone (6) - almeno la condizione di immissione e la condizione di scarico del fluido di lavoro rispetto alla camera di espansione (7) con la rotazione dell’albero principale (11), o synchronize - for each piston (6) - at least the inlet condition and the discharge condition of the working fluid with respect to the expansion chamber (7) with the rotation of the main shaft (11),

o sincronizzare almeno la condizione di immissione e la condizione di scarico del fluido di lavoro delle varie camere di espansione (7) in modo tale che la condizione di immissione, o rispettivamente la condizione di scarico, di una camera di espansione (7) risulti temporalmente sfalsata rispetto ad una condizione di immissione, o rispettivamente ad una condizione di scarico, di un’altra camera di espansione (7). or synchronize at least the inlet condition and the discharge condition of the working fluid of the various expansion chambers (7) in such a way that the inlet condition, or respectively the discharge condition, of an expansion chamber (7) is temporally offset with respect to an inlet condition, or respectively to an unloading condition, of another expansion chamber (7).

In un 26° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 5° al 25° l’involucro (50) comprende: In a 26th aspect in accordance with any of the 5th to 25th aspects, the envelope (50) includes:

> in corrispondenza della prima porzione d’estremità longitudinale (50a), un elemento di chiusura frontale (57), > in correspondence with the first portion of the longitudinal end (50a), a front closure element (57),

> in corrispondenza della seconda porzione d’estremità longitudinale (50b), un elemento di chiusura posteriore (58), > in correspondence with the second portion of the longitudinal end (50b), a rear closing element (58),

la superficie interna della parete laterale dell’involucro (50), unitamente a detti elementi di chiusura frontale e posteriore, delimitando la cavità interna dell’involucro (50) medesimo. the internal surface of the side wall of the casing (50), together with said front and rear closure elements, delimiting the internal cavity of the casing (50) itself.

In un 21° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’elemento frontale (57) è impegnato al resto dell’involucro (50) dell’espansore in modo removibile. In a 21st aspect in accordance with the previous aspect, the front element (57) is engaged to the rest of the shell (50) of the expander in a removable way.

In un 28° aspetto in accordo con il 26° o 21° aspetto l’elemento posteriore (58) è impegnato al resto dell’involucro (50) dell’espansore (4) in modo removibile. In a 28th aspect in accordance with the 26th or 21st aspect, the rear element (58) is engaged to the rest of the shell (50) of the expander (4) in a removable way.

In un 29° aspetto in accordo con l’ingresso generale (51) è definito sull’elemento frontale (57) o sull’elemento posteriore (58), ed in cui l’uscita generale (52) è definita sull’elemento frontale (57) o sull’elemento posteriore (58). In a 29th aspect in accordance with the general inlet (51) it is defined on the front element (57) or on the rear element (58), and in which the general outlet (52) is defined on the front element ( 57) or on the rear element (58).

In un 30° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 26° al 29° l’ingresso generale (51) e l’uscita generale (52) sono entrambi definiti sull’elemento frontale (57) o sull’elemento posteriore (58). In a 30th aspect in accordance with any of the 26th to 29th aspects the general inlet (51) and general outlet (52) are both defined on the front element (57) or on the rear element (58 ).

In un 31° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 15° al 30° in cui: > l’ingresso generale (51) è in comunicazione di fluido, in particolare diretta, esclusivamente con il canale d’immissione (29) della valvola (opzionalmente di ciascuna valvola), l’ingresso generale (51 ) non comunicando direttamente né con la camera di scarico né con l’uscita generale (52), ed In a 31st aspect in accordance with any of the 15th to 30th aspects in which:> the general inlet (51) is in fluid communication, in particular direct, exclusively with the inlet channel (29) of the valve (optionally of each valve), the general inlet (51) communicating directly neither with the exhaust chamber nor with the general outlet (52), and

> in cui l’uscita generale (52) comunica, in particolare direttamente, con la camera di scarico la quale è in comunicazione di fluido diretta con il canale di emissione (30) della valvola (10). > in which the general outlet (52) communicates, in particular directly, with the discharge chamber which is in direct fluid communication with the emission channel (30) of the valve (10).

In un 32° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l'involucro (50) comprende almeno un ingresso ausiliario (59) il quale risulta esclusivamente in comunicazione di fluido, in particolare diretta, con la camera di scarico e quindi, attraverso quest’ultima, con l'uscita generale (52), l’ingresso ausiliario (59) essendo configurato per consentire l’immissione di fluido di lavoro, in particolare direttamente, all’interno dell'involucro (50). In a 32 ° aspect in accordance with any of the preceding aspects, the casing (50) comprises at least one auxiliary inlet (59) which results exclusively in fluid communication, in particular direct, with the discharge chamber and therefore, through this the latter, with the general outlet (52), the auxiliary inlet (59) being configured to allow the introduction of working fluid, in particular directly, into the enclosure (50).

In un 33° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’ingresso ausiliario (59) non essendo in comunicazione di fluido, in particolare diretta, con l’ingresso generale (51). In a 33rd aspect in accordance with the previous aspect, the auxiliary input (59) is not in fluid communication, in particular direct, with the general input (51).

In un 34° aspetto in accordo con il 32° o 33° aspetto l’ingresso ausiliario (59) essendo configurato per consentire la diretta immissione e la successiva circolazione di fluido di lavoro allo stato gassoso nella camera di scarico interna all'involucro (50). In a 34th aspect in accordance with the 32nd or 33rd aspect the auxiliary inlet (59) being configured to allow the direct introduction and subsequent circulation of working fluid in the gaseous state in the discharge chamber inside the enclosure (50 ).

In un 35° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 32° al 34° l’ingresso ausiliario (59) è definito sull’elemento frontale (57) o sull’elemento posteriore (58) dell'involucro (50). In a 35 ° aspect in accordance with any of the aspects from 32 ° to 34 ° the auxiliary input (59) is defined on the front element (57) or on the rear element (58) of the casing (50).

In un 36° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 32° al 35° l’ingresso generale (51), l’uscita generale (52) e l’ingresso ausiliario (59) sono definiti sull’elemento frontale (57). In a 36th aspect in accordance with any of the 32nd to 35th aspects the general input (51), the general output (52) and the auxiliary input (59) are defined on the front element (57) .

In un 37° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 32° al 36° l’ingresso generare (51) e l’ingresso ausiliario (59) sono disposti entrambi sull’elemento di chiusura frontale (57) oppure entrambi sull’elemento di chiusura posteriore (58) dell'involucro (50). In a 37th aspect in accordance with any of the 32nd to 36th aspects the generate input (51) and the auxiliary input (59) are both arranged on the front closing element (57) or both on the element rear closure (58) of the casing (50).

In un 38° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 5° al 37° l'involucro (50) comprende un corpo tubolare cavo presentante un’apertura passante estendentesi tra la prima e la seconda porzione d’estremità longitudinale (50a, 50b) e delimitata almeno in parte dalla superficie interna, in corrispondenza della prima e seconda porzione d’estremità (50a, 50b) l’involucro (50) presenta rispettivamente un primo ed un secondo accesso. In a 38th aspect in accordance with any one of the 5th to 37th aspects the casing (50) comprises a hollow tubular body having a through opening extending between the first and the second longitudinal end portion (50a, 50b ) and delimited at least in part by the internal surface, at the first and second end portions (50a, 50b) the casing (50) has a first and a second access respectively.

In un 39° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’elemento di chiusura frontale (57) è impegnato in corrispondenza del primo accesso ed essendo configurato per definire, in cooperazione con la superficie interna dell’involucro (50) stesso, una chiusura a tenuta di fluido. In a 39 ° aspect in accordance with the previous aspect, the front closure element (57) is engaged in correspondence with the first access and being configured to define, in cooperation with the inner surface of the enclosure (50) itself, a closure fluid tight.

In un 40° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti l'involucro (50) comprende almeno un primo ed un secondo condotto di collegamento passante (60, 61) estendentesi a partire dalla superficie interna dell'involucro (50) fino ad una rispettiva valvola (10), la valvola (10) essendo in comunicazione di fluido con il primo e secondo condotto di collegamento passante (60, 61), in cui il primo condotto di collegamento passante (60) è in comunicazione di fluido diretta con l’ingresso generale (51), il primo condotto di collegamento (60) non comunica direttamente con la camera di scarico e con l’uscita generale (52), in cui il secondo condotto di collegamento passante (61) è in comunicazione di fluido diretta con la camera di scarico, opzionalmente in cui il primo ed il secondo condotto passante (60, 61) non sono in comunicazione di fluido diretta tra loro. In a 40th aspect in accordance with any of the preceding aspects, the casing (50) comprises at least a first and a second through connection duct (60, 61) extending from the inner surface of the casing (50) up to a respective valve (10), the valve (10) being in fluid communication with the first and second through-connecting conduits (60, 61), wherein the first through-connecting conduit (60) is in direct fluid communication with the 'general inlet (51), the first connection duct (60) does not communicate directly with the exhaust chamber and with the general outlet (52), in which the second through connection duct (61) is in direct fluid communication with the discharge chamber, optionally in which the first and second through ducts (60, 61) are not in direct fluid communication with each other.

In un 41 ° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 26° al 40° l’elemento di chiusura frontale (57) comprende: In a 41st aspect in accordance with any of the aspects from the 26th to the 40th, the front closure element (57) includes:

- una porzione di appoggio (62) attestata ad una parete frontale (50c) dell’involucro (50), detta porzione di appoggio (62) essendo configurata per coprire interamente il primo accesso dell’involucro (50), - a support portion (62) abutting a front wall (50c) of the envelope (50), said support portion (62) being configured to completely cover the first access of the envelope (50),

- una porzione d’innesto (63) emergente dalla porzione di appoggio (62) internamente alla cavità dell’involucro (50) e delimitata da una superficie esterna controsagomata alla superficie interna dell’involucro (50). - a graft portion (63) emerging from the support portion (62) inside the envelope cavity (50) and bounded by an external surface counter-shaped to the internal surface of the envelope (50).

In un 42° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’ingresso generale (51) -definito sull’elemento di chiusura frontale (57) - comprende: In a 42 ° aspect in accordance with the aspect preceding the general entrance (51) - defined on the front closing element (57) - it includes:

- una porzione di attacco (51 a) definente una cavità cieca attraversante in spessore la porzione di appoggio (62) ed almeno parte della porzione d’innesto (63) dell’elemento di chiusura frontale (57), - an attachment portion (51 a) defining a blind cavity through the thickness of the support portion (62) and at least part of the graft portion (63) of the front closure element (57),

- almeno un canale di distribuzione (51 b) in comunicazione di fluido con la porzione di attacco (51 a) ed emergente trasversalmente da quest’ultima fino alla superficie esterna della porzione d’innesto (63). - at least one distribution channel (51 b) in fluid communication with the attachment portion (51 a) and emerging transversely from the latter up to the external surface of the coupling portion (63).

In un 43° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il canale di distribuzione (51 b) è in comunicazione di fluido con il primo condotto passante (60) dell’involucro (50). In un 44° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 40° al 43° il canale d’immissione (29) della valvola (10) è in comunicazione di fluido, in particolare diretta, con il primo condotto di collegamento passante (60) dell’involucro (50), il canale d’emissione (30) della valvola (10) essendo in comunicazione di fluido, in particolare diretta, con il secondo condotto di collegamento passante (61) dell’involucro (50). In a 43 ° aspect in accordance with the previous aspect, the distribution channel (51 b) is in fluid communication with the first through duct (60) of the envelope (50). In a 44 ° aspect in accordance with any one of the 40 ° to 43 ° aspects the inlet channel (29) of the valve (10) is in fluid communication, in particular direct, with the first through connection duct (60 ) of the casing (50), the emission channel (30) of the valve (10) being in fluid communication, in particular direct, with the second through connection duct (61) of the casing (50).

In un 45° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 26° al 44° l’elemento di chiusura posteriore (58) comprende: In a 45 ° aspect in accordance with any of the aspects from 26 ° to 44 ° the rear closing element (58) includes:

> una porzione di appoggio (68) attestata ad una parete frontale (50d) dell’involucro (50), detta porzione di appoggio (68) essendo configurata per coprire interamente il secondo accesso dell’involucro (50), > a support portion (68) abutting a front wall (50d) of the envelope (50), said support portion (68) being configured to completely cover the second access of the envelope (50),

> almeno una sede passante la porzione di appoggio (68) e configurata per consentire il passaggio dell’albero principale (11) il quale è disposto in parte all’interno ed in parte all’esterno dell’involucro (50). > at least one seat passing through the support portion (68) and configured to allow the passage of the main shaft (11) which is arranged partly inside and partly outside the casing (50).

In un 46° aspetto è previsto un impianto (1) a ciclo chiuso, in particolare a ciclo Rankine, per la conversione di energia termica in energia elettrica comprendente: > un circuito chiuso (2) all’interno del quale circola almeno un fluido di lavoro in accordo con un prefissato verso di circolazione, In a 46th aspect, a closed cycle plant (1) is provided, in particular a Rankine cycle, for the conversion of thermal energy into electrical energy comprising:> a closed circuit (2) inside which at least one fluid circulates work in accordance with a predetermined direction of circulation,

> almeno un espansore volumetrico (4) in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti attivo sul circuito chiuso (2) e configurato per ricevere in ingresso fluido di lavoro allo stato gassoso, > at least one volumetric expander (4) in accordance with any of the preceding aspects active on the closed circuit (2) and configured to receive working fluid in the gaseous state at the inlet,

> almeno un generatore di energia elettrica (12) connesso all’albero principale (11) dell’espansore volumetrico (4), detto generatore (12) essendo configurato per generare energia elettrica a seguito della rotazione dell’albero principale (11 ). In un 47° aspetto in accordo con l’aspetto precedente rimpianto (1) comprende: > almeno una pompa (13) impegnata sul circuito chiuso (2) e predisposta per imporre al fluido di lavoro detto prefissato verso di circolazione, > at least one electricity generator (12) connected to the main shaft (11) of the volumetric expander (4), said generator (12) being configured to generate electricity following the rotation of the main shaft (11). In a 47th aspect in accordance with the previous aspect regretted (1) it includes:> at least one pump (13) engaged on the closed circuit (2) and predisposed to impose on the working fluid said predetermined direction of circulation,

> almeno un primo scambiatore di calore (3) attivo sul circuito chiuso (2) e posto a valle della pompa (13) rispetto al verso di circolazione del fluido di lavoro, detto primo scambiatore di calore (3) essendo predisposto per ricevere in ingresso il fluido di lavoro ed essendo configurato per ricevere calore da una sorgente calda (H) e consentire il riscaldamento del fluido di lavoro fino a determinarne il passaggio dello stesso dallo stato liquido a quello gassoso, > at least one first heat exchanger (3) active on the closed circuit (2) and located downstream of the pump (13) with respect to the direction of circulation of the working fluid, said first heat exchanger (3) being arranged to receive the working fluid and being configured to receive heat from a hot source (H) and allow the working fluid to heat up to determine its passage from the liquid to the gaseous state,

l’espansore volumetrico (4) essendo collegato a valle del primo scambiatore di calore (3), rispetto al verso di circolazione del fluido di lavoro all'interno del circuito chiuso (2), ed essendo configurato per ricevere in ingresso fluido di lavoro allo stato gassoso generato nel primo scambiatore (3). the volumetric expander (4) being connected downstream of the first heat exchanger (3), with respect to the direction of circulation of the working fluid inside the closed circuit (2), and being configured to receive the working fluid at the inlet gaseous state generated in the first exchanger (3).

In un 48° aspetto in accordo con il 46° o 47° aspetto rimpianto comprende almeno un secondo scambiatore di calore (16) attivo sul circuito chiuso (2) ed interposto tra l’espansore (4) e la pompa (13), detto secondo scambiatore di calore (16) essendo atto a ricevere in passaggio il fluido di lavoro in uscita da detto espansore (4), detto secondo scambiatore di calore (16) essendo configurato per comunicare con una sorgente fredda (C) e consentire la condensazione del fluido di lavoro fino a definirne il completo passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido. In a 48th aspect in accordance with the regressed 46th or 47th aspect, it comprises at least a second heat exchanger (16) active on the closed circuit (2) and interposed between the expander (4) and the pump (13), called second heat exchanger (16) being able to receive in passage the working fluid leaving said expander (4), said second heat exchanger (16) being configured to communicate with a cold source (C) and allow the condensation of the working fluid to define its complete transition from the gaseous state to the liquid state.

In un 49° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’impianto (1) comprende almeno un serbatoio di raccolta (17) attivo sul circuito chiuso (2) ed interposto tra la pompa (13) e il secondo scambiatore (16), detto serbatoio di raccolta (17) essendo configurato per contenere il fluido di lavoro allo stato liquido in uscita da detto secondo scambiatore (16), la pompa (13) essendo connessa al serbatoio di raccolta (17) ed essendo atta ad inviare il fluido di lavoro allo stato liquido in direzione del primo scambiatore di calore (3). In a 49th aspect in accordance with the previous aspect, the plant (1) comprises at least one collection tank (17) active on the closed circuit (2) and interposed between the pump (13) and the second exchanger (16), said collection tank (17) being configured to contain the working fluid in the liquid state leaving said second exchanger (16), the pump (13) being connected to the collecting tank (17) and being able to send the work in the liquid state in the direction of the first heat exchanger (3).

In un 50° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 46° al 49° rimpianto comprende almeno un terzo scambiatore di calore (18) operativamente attivo sul circuito (2) a monte del primo scambiatore di calore (3) ed atto a ricevere in passaggio detto fluido di lavoro, detto terzo scambiatore di calore (18) essendo inoltre configurato per ricevere calore da una sorgente calda (H) e consentire il preriscaldamento del fluido di lavoro prima che quest’ultimo vengo immesso nel primo scambiatore di calore. In a 50th aspect in accordance with any one of the aspects from the 46th to the 49th regret it comprises at least a third heat exchanger (18) operatively active on the circuit (2) upstream of the first heat exchanger (3) and able to receive in passage said working fluid, said third heat exchanger (18) being furthermore configured to receive heat from a hot source (H) and to allow preheating of the working fluid before the latter is introduced into the first heat exchanger.

In un 51° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il terzo scambiatore di calore (18) è configurato per preriscaldare il fluido di lavoro fino ad una condizione di liquido saturo. In a 51st aspect in accordance with the previous aspect, the third heat exchanger (18) is configured to preheat the working fluid up to a saturated liquid condition.

In un 52° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 46° al 51° il primo scambiatore di calore (3) è atto a ricevere il fluido di lavoro in condizione di liquido saturo e fornire in uscita fluido di lavoro in condizione di vapore saturo. In a 52 ° aspect in accordance with any one of the aspects from 46 ° to 51 ° the first heat exchanger (3) is adapted to receive the working fluid in the condition of saturated liquid and to supply the working fluid in the vapor condition. saturated.

In un 53° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 50° al 52° il primo e terzo scambiatore di calore (3, 18) sono disposti subito consecutivamente l’uno rispetto all’altro secondo un verso di circolazione del fluido di lavoro, detto primo e terzo scambiatore di calore (3, 18) essendo configurati per ricevere calore dalla medesima sorgente calda (H). In a 53 ° aspect in accordance with any of the aspects from 50 ° to 52 ° the first and third heat exchangers (3, 18) are immediately consecutively arranged with respect to each other according to a direction of circulation of the working fluid , said first and third heat exchanger (3, 18) being configured to receive heat from the same hot source (H).

In un 54° aspetto in accordo con l’aspetto precedente rimpianto (1) comprende un circuito di riscaldamento (19) sviluppantesi tra un ingresso (20) ed un’uscita (21) ed all’interno del quale è atto a circolare almeno un fluido di riscaldamento proveniente da detta sorgente calda (H), detto primo e terzo scambiatore di calore (3, 18) essendo operativamente attivi sul circuito di riscaldamento (19) ed interposti tra l’ingresso (20) e l’uscita (21) di detto circuito di riscaldamento (19), il fluido di riscaldamento, circolante dall’ingresso (20) in direzione dell’uscita (21), attraversando consecutivamente il primo ed il terzo scambiatore di calore (3, 18). In un 55° aspetto è previsto un procedimento per la conversione di energia termica in energia elettrica comprendente le seguenti fasi: In a 54 ° aspect in accordance with the previous aspect regretted (1) it comprises a heating circuit (19) developing between an inlet (20) and an outlet (21) and inside which at least one heating fluid coming from said hot source (H), said first and third heat exchanger (3, 18) being operationally active on the heating circuit (19) and interposed between the inlet (20) and the outlet (21) of said heating circuit (19), the heating fluid, circulating from the inlet (20) in the direction of the outlet (21), passing consecutively through the first and third heat exchanger (3, 18). In a 55th aspect a process is provided for the conversion of thermal energy into electrical energy comprising the following steps:

> predisporre un impianto (1) secondo uno qualsiasi degli aspetti dal 46° al 54°; > far ricircolare il fluido di lavoro all’ interno del circuito (2); > prepare a system (1) according to any of the aspects from the 46th to the 54th; > recirculate the working fluid inside the circuit (2);

> riscaldare, tramite il primo scambiatore di calore (3), il fluido di lavoro in passaggio da quest’ultimo fino a quando tale fluido è portato a evaporazione ed è in una condizione di vapore saturo; > heat, through the first heat exchanger (3), the working fluid in passage from the latter until this fluid is evaporated and is in a saturated steam condition;

> espandere il fluido di lavoro all'interno dell’espansore volumetrico (4) al fine di movimentare ciascun pistone (6) con conseguente rotazione dell’albero principale (11) e produzione di energia elettrica da parte del generatore (12), > condensare il fluido di lavoro in uscita dall’espansore volumetrico (4), > expand the working fluid inside the volumetric expander (4) in order to move each piston (6) with consequent rotation of the main shaft (11) and production of electricity by the generator (12),> condense the working fluid leaving the volumetric expander (4),

> inviare, il fluido di lavoro condensato, al primo scambiatore di calore (3), il processo comprendendo almeno una fase di emissione del fluido di lavoro, in uscita da ciascuna camera di espansione, nella camera di scarico interna all'involucro, in modo tale che detto fluido di lavoro investa almeno parte deN’organo di trasmissione (53) disposto all'interno dell'involucro stesso (50) dell’espansore volumetrico (4). > sending the condensed working fluid to the first heat exchanger (3), the process comprising at least one phase of emission of the working fluid, leaving each expansion chamber, into the discharge chamber inside the casing, so such that said working fluid invests at least part of the transmission member (53) arranged inside the casing (50) of the volumetric expander (4).

In un 56° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la fase riscaldamento del fluido di lavoro, per mezzo del primo scambiatore di calore (3), porta il fluido di lavoro ad una temperatura inferiore a 150° C, in particolare inferiore a 90° C, ancora più in particolare compresa tra 25° C e 85° C, ed in cui la fase di invio del fluido , per mezzo della pompa (13), impone un salto di pressione al fluido di lavoro compreso tra 4 bar e 30 bar, in particolare tra 4 bar e 25 bar, ancora più in particolare tra 7 bar e 25 bar. In a 56 ° aspect in accordance with the previous aspect, the heating phase of the working fluid, by means of the first heat exchanger (3), brings the working fluid to a temperature below 150 ° C, in particular below 90 ° C, even more particularly between 25 ° C and 85 ° C, and in which the phase of sending the fluid, by means of the pump (13), imposes a pressure jump to the working fluid between 4 bar and 30 bars, in particular between 4 bars and 25 bars, even more particularly between 7 bars and 25 bars.

In un 57° aspetto in accordo con il 56° o 57° aspetto la fase di riscaldamento del fluido di lavoro comprende un sotto-fase di preriscaldamento del fluido di lavoro tramite il terzo scambiatore di calore (18) prima che quest’ultimo venga immesso nel primo scambiatore di calore (3), la fase di preriscaldamento portando il fluido di lavoro ad una temperatura compresa tra 20 °C e 100 °C, in particolare tra 20 °C e 80 °C, la fase di riscaldamento consentendo di mantenere quest’ultimo in una condizione di liquido saturo. In a 57th aspect in accordance with the 56th or 57th aspect the heating phase of the working fluid comprises a sub-phase of preheating the working fluid by means of the third heat exchanger (18) before the latter is introduced in the first heat exchanger (3), the preheating phase bringing the working fluid to a temperature between 20 ° C and 100 ° C, in particular between 20 ° C and 80 ° C, the heating phase allowing to maintain this 'last in a condition of saturated liquid.

In un 58° aspetto è previsto un procedimento di avviamento di un espansore volumetrico (4) in accordo uno qualsiasi degli aspetti dal 1° al 45°, detto procedimento comprendo almeno le seguenti fasi: In a 58th aspect a start-up process of a volumetric expander (4) is provided in accordance with any one of the aspects from the 1st to the 45th, said process comprises at least the following steps:

> immettere fluido di lavoro allo stato gassoso nella camera di scarico dell'involucro (50) attraverso l’ulteriore ingresso (59) in modo da riscaldare almeno in parte l’involucro (50) e la valvola (10), > introduce working fluid in a gaseous state into the discharge chamber of the casing (50) through the additional inlet (59) in order to at least partially heat the casing (50) and the valve (10),

> opzionalmente riscaldare, tramite il fluido di lavoro allo stato gassoso immesso tramite l’ulteriore ingresso (59), eventuale fluido di lavoro allo stato liquido presente nell’involucro (50) in modo tale da consentire, per almeno parte di detto fluido di lavoro allo stato liquido, il passaggio di stato da liquido a gassoso, > terminare la fase di immissione del fluido di lavoro allo stato gassoso tramite l’ulteriore ingresso (59) e procedere con l’immissione di fluido di lavoro allo stato gassoso attraverso l’ingresso generale (51) in modo tale da determinare una condizione di avviamento dell’espansore volumetrico (4). > optionally, by means of the working fluid in the gaseous state introduced through the further inlet (59), any working fluid in the liquid state present in the casing (50) in such a way as to allow, for at least part of said working fluid in the liquid state, the transition from liquid to gaseous,> terminate the phase of inlet of the working fluid in the gaseous state through the further inlet (59) and proceed with the inlet of the working fluid in the gaseous state through the general input (51) in such a way as to determine a starting condition of the volumetric expander (4).

In un 59° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la fase di immissione del fluido di lavoro allo stato gassoso tramite l’ulteriore ingresso (59) riscalda almeno in parte l’organo di trasmissione (53), il pistone (6), la camera di espansione, la valvola (10) ed il manovellismo (37). In a 59 ° aspect in accordance with the previous aspect, the step of introducing the working fluid in the gaseous state through the further inlet (59) heats at least in part the transmission member (53), the piston (6), the expansion chamber, the valve (10) and the crank mechanism (37).

In un 60° aspetto in accordo con il 58° o 59° aspetto il fluido di lavoro allo stato gassoso immesso nella camera di scarico tramite l’ulteriore ingresso (59) presenta una temperatura inferiore a 150 °C, in particolare compresa tra 25 °C e 100 °C. In un 61 ° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 58° al 60° il fluido di lavoro allo stato gassoso viene immesso in pressione nella camera di scarico tramite l’ulteriore ingresso (59) ad una pressione compreso tra 4 bar e 30 bar, in particolare tra 4 bar e 25 bar, ancora più in particolare tra 7 bar e 25 bar. In a 60 ° aspect in accordance with the 58 ° or 59 ° aspect, the working fluid in the gaseous state introduced into the discharge chamber through the further inlet (59) has a temperature below 150 ° C, in particular between 25 ° C and 100 ° C. In a 61 ° aspect in accordance with any of the aspects from 58 ° to 60 ° the working fluid in the gaseous state is introduced under pressure into the discharge chamber through the further inlet (59) at a pressure between 4 bar and 30 bars, in particular between 4 bars and 25 bars, even more particularly between 7 bars and 25 bars.

In un 62° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 58° al 61° il fluido di lavoro comprende almeno un fluido di tipo organico, opzionalmente il fluido organico del fluido di lavoro è presente in una percentuale compresa tra il 90% ed il 99%, in particolare tra l’95% ed il 99%, ancora più in particolare intorno al 98%. In a 62 ° aspect in accordance with any of the aspects from 58 ° to 61 ° the working fluid comprises at least one fluid of an organic type, optionally the organic fluid of the working fluid is present in a percentage comprised between 90% and 99%, in particular between 95% and 99%, even more particularly around 98%.

In un 63° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il fluido organico comprende almeno uno selezionato nel gruppo dei seguenti fluidi: R134A, 245FA, R1234FY, R1234FZ. In a 63rd aspect in accordance with the previous aspect, the organic fluid includes at least one selected from the group of the following fluids: R134A, 245FA, R1234FY, R1234FZ.

In un 64° aspetto in accordo con il 62° o 63° aspetto il fluido organico comprende uno o più idrocarburi, preferibilmente idrocarburi alogenati, ancor più preferibilmente idrocarburi fluorurati, detto fluido di lavoro presentando: In a 64th aspect in accordance with the 62nd or 63rd aspect, the organic fluid comprises one or more hydrocarbons, preferably halogenated hydrocarbons, even more preferably fluorinated hydrocarbons, said working fluid having:

> temperatura di fusione compresa tra -110 °C e - 95 °C a pressione atmosferica; > temperatura di ebollizione compresa tra -30 °C e -20 °C a pressione atmosferica; > densità compresa tra 1.15 g/cm<3>e 1.25 g/cm<3>ad una temperatura di 25° C; > melting temperature between -110 ° C and - 95 ° C at atmospheric pressure; > boiling temperature between -30 ° C and -20 ° C at atmospheric pressure; > density between 1.15 g / cm <3> and 1.25 g / cm <3> at a temperature of 25 ° C;

> pressione di vapore compresa tra 600000 Pa e 700000 Pa ad una temperatura di 25°C. > vapor pressure between 600000 Pa and 700000 Pa at a temperature of 25 ° C.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Alcune forme realizzative ed alcuni aspetti del trovato saranno qui di seguito descritti con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo in cui: Some embodiments and some aspects of the invention will be described hereinafter with reference to the accompanying drawings, provided for indicative purposes only and therefore not limitative in which:

> La figura 1 è uno schema di principio di un impianto a ciclo chiuso in una prima forma di realizzazione in accordo con la presente invenzione; Figure 1 is a basic diagram of a closed-loop plant in a first embodiment in accordance with the present invention;

> La figura 2 è uno schema di principio di un impianto a ciclo chiuso in una seconda forma di realizzazione in accordo con la presente invenzione; > Figure 2 is a basic diagram of a closed-loop plant in a second embodiment in accordance with the present invention;

> La figura 3 è una vista prospettica di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 3 is a perspective view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 4 è una vista prospettica di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione associato ad un generatore elettrico; Figure 4 is a perspective view of a volumetric expander according to the present invention associated with an electric generator;

> La figura 5 è una vista in esploso di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 5 is an exploded view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 5A è una vista schematica in esploso di una parte dell’espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; > Figure 5A is an exploded schematic view of a part of the volumetric expander in accordance with the present invention;

> La figura 5B è una vista schematica frontale di una parte dell’espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; > Figure 5B is a schematic front view of a part of the volumetric expander in accordance with the present invention;

> La figura 6 è una ulteriore vista in esploso di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 6 is a further exploded view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 7 è una vista laterale di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 7 is a side view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 8 è una vista in sezione, secondo la traccia VIII-VIII, dell’espansore volumetrico di figura 7; > Figure 8 is a sectional view, along the trace VIII-VIII, of the volumetric expander of figure 7;

> La figura 9 è una vista prospettica di un elemento di chiusura di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 9 is a perspective view of a closure element of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 10 è una vista in sezione longitudinale di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 10 is a longitudinal sectional view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 11 è una vista in sezione longitudinale di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione in cui è schematizzata una condizione di immissione di fluido all'interno dell’espansore; > Figure 11 is a longitudinal sectional view of a volumetric expander in accordance with the present invention in which a condition of fluid entry into the expander is schematised;

> La figura 12 è una vista in sezione longitudinale di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione in cui è schematizzata una condizione di emissione di fluido dall’espansore; > Figure 12 is a longitudinal sectional view of a volumetric expander in accordance with the present invention in which a condition of fluid emission from the expander is schematised;

> La figura 12A è una vista di dettaglio di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 12A is a detail view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 13 è una vista in sezione trasversale di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione; Figure 13 is a cross-sectional view of a volumetric expander according to the present invention;

> La figura 14 è una vista in esploso di una valvola di un espansore volumetrico in accordo con la presente invenzione. Figure 14 is an exploded view of a valve of a volumetric expander according to the present invention.

DEFINIZIONI E CONVENZIONI DEFINITIONS AND CONVENTIONS

Si noti che nella presente descrizione dettagliata corrispondenti parti illustrate nelle varie figure sono indicate con gli stessi riferimenti numerici. It should be noted that in the present detailed description corresponding parts illustrated in the various figures are indicated with the same numerical references.

Le figure potrebbero illustrare l'oggetto dell'invenzione tramite rappresentazioni non in scala; pertanto, parti e componenti illustrati nelle figure relativi all’oggetto dell’invenzione potrebbero riguardare esclusivamente rappresentazioni schematiche. The figures could illustrate the object of the invention by means of non-scale representations; therefore, parts and components illustrated in the figures relating to the object of the invention could only concern schematic representations.

Nella descrizione che segue e nelle rivendicazioni i termini a monte ed a valle fanno riferimento ad un senso di circolazione di un fluido di lavoro all’interno di un circuito chiuso. In the following description and in the claims the terms upstream and downstream refer to a sense of circulation of a working fluid within a closed circuit.

Con il termine comunicazione di fluido diretta tra due elementi è intesa una comunicazione continua del flusso di fluido di lavoro tra detti elementi senza che lo stesso flusso possa subire interruzioni da parte di uno o più elementi di intercettazione del fluido. Tra due elementi in comunicazione di fluido diretta non è previsto - in interposizione tra questi ultimi elementi - alcun dispositivo di intercettazione di fluido che possa in qualche modo interrompere il flusso di fluido tra detti due elementi. The term direct fluid communication between two elements means a continuous communication of the working fluid flow between said elements without the same flow being interrupted by one or more fluid interception elements. Between two elements in direct fluid communication, no fluid interception device is provided - in interposition between these latter elements - which could somehow interrupt the flow of fluid between said two elements.

Con il termine fluido di lavoro è inteso un fluido di tipo organico (fluido ORC). Preferibilmente, il fluido di lavoro comprende una quantità di fluido organico compresa tra il 90% ed il 99%, in particolare tra il 95% ed il 99%, ancora più in particolare intorno al 98%. Il fluido di tipo organico è miscelato con almeno un olio configurato per consentire la lubrificazione di elementi mobili interni all’espansore volumetrico. Ad esempio, i fluidi organici impiegati possono comprendere almeno uno selezionato nel gruppo dei seguenti fluidi: R134A, 245FA, R1234FY, R1234FZ. The term working fluid refers to an organic type fluid (ORC fluid). Preferably, the working fluid comprises an amount of organic fluid comprised between 90% and 99%, in particular between 95% and 99%, even more particularly around 98%. The organic fluid is mixed with at least one oil configured to allow the lubrication of moving elements inside the volumetric expander. For example, the organic fluids used can comprise at least one selected from the group of the following fluids: R134A, 245FA, R1234FY, R1234FZ.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

Forma di realizzazione generale di un impianto a ciclo chiuso per la produzione di energia elettrica. General embodiment of a closed-cycle plant for the production of electricity.

Con 1 è stato complessivamente indicato un impianto a ciclo chiuso, in particolare a ciclo Rankine, per la conversione di energia termica in energia elettrica. L’impianto 1 trova applicazione ad esempio in impianti di biogas/biomasse per il recupero del calore di scarto del processo di cogenerazione, in impianti geotermici per lo sfruttamento di sorgenti di calore medio/piccole, in impianti industriali per il recupero di cascami termici (conversione degli scarti di calore dei processi industriali), in ambito domestico per la produzione di energia elettrica e lo sfruttamento del calore per uso sanitario. Un ulteriore utilizzo dell’impianto 1 può concernere sistemi, sia domestici che industriali, in cui la fonte di calore è fornita da sistemi di captazione dell’energia solare. Possono inoltre essere previsti impieghi dell’impianto nel settore automotive ad esempio per il recupero di calore dal motore. With 1, a closed cycle plant, in particular a Rankine cycle, for the conversion of thermal energy into electrical energy has been indicated. Plant 1 is used, for example, in biogas / biomass plants for the recovery of waste heat from the cogeneration process, in geothermal plants for the exploitation of medium / small heat sources, in industrial plants for the recovery of thermal waste ( conversion of heat waste from industrial processes), in the domestic environment for the production of electricity and the exploitation of heat for sanitary use. A further use of plant 1 may concern both domestic and industrial systems, in which the heat source is provided by solar energy capture systems. The plant may also be used in the automotive sector, for example for the recovery of heat from the engine.

Come visibile dalla figura 1 , l'impianto 1 comprende un circuito chiuso 2 all’interno del quale circola un fluido di lavoro. As shown in Figure 1, the plant 1 includes a closed circuit 2 inside which a working fluid circulates.

Come visibile ad esempio dalle schematizzazioni delle figure 1 e 2, l'impianto 1 comprende almeno una pompa 13 impegnata sul circuito 2 e predisposta per imporre al fluido di lavoro un prefissato verso di circolazione. In una forma preferenziale ma non limitativa dell’impianto 1, la pompa 13 comprende una pompa ad ingranaggi. As can be seen for example from the schematizations of Figures 1 and 2, the plant 1 comprises at least one pump 13 engaged on the circuit 2 and arranged to impose a predetermined direction of circulation on the working fluid. In a preferential but not limiting form of the plant 1, the pump 13 comprises a gear pump.

Il fluido di lavoro in entrata alla pompa 13 si trova allo stato liquido ad una prefissata pressione corrispondente ad una pressione di minima del circuito. La pompa 13 è configurata per imporre al fluido di lavoro un prefissato salto di pressione e portarlo ad una pressione di massima del circuito 2. Il salto di pressione imposto dalla pompa 13 dipende dal dimensionamento di quest’ultima ed è superiore a 5 bar, in particolare compreso tra 5 bar e 25 bar, ancora più in particolare tra 5 bar e 20 bar. Grazie al salto di pressione imposto dalla pompa 13, il fluido di lavoro circola nel circuito 2 ed in particolare in uscita da quest’ultima raggiunge un primo scambiatore di calore o evaporizzatore 3 attivo sul circuito 2. Di fatto, il fluido di lavoro allo stato liquido in invio dalla pompa 13, viene immesso all'interno dell’evaporizzatore 3 il quale è configurato per riscaldare detto fluido fino a definirne il passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso. The working fluid entering the pump 13 is in the liquid state at a predetermined pressure corresponding to a minimum pressure of the circuit. The pump 13 is configured to impose a predetermined pressure jump on the working fluid and bring it to a maximum pressure of the circuit 2. The pressure jump imposed by the pump 13 depends on the sizing of the latter and is higher than 5 bar, in particularly between 5 bar and 25 bar, even more particularly between 5 bar and 20 bar. Thanks to the pressure jump imposed by the pump 13, the working fluid circulates in the circuit 2 and in particular at its outlet reaches a first heat exchanger or evaporator 3 active on the circuit 2. In fact, the working fluid in the state liquid sent by the pump 13, is introduced into the evaporator 3 which is configured to heat said fluid until it defines its transition from the liquid to the gaseous state.

Più in dettaglio, l'evaporizzatore 3 è predisposto a ricevere in passaggio il fluido di lavoro ed inoltre ricevere calore da una sorgente calda H atta a consentire il riscaldamento di detto fluido fino al passaggio di stato: in uscita daN’evaporizzatore 3 il fluido di lavoro è in una condizione di vapore saturo. Sotto il profilo strutturale, l'evaporizzatore 3 può ad esempio comprendere uno scambiatore di calore atto a sfruttare, come sorgente calda H, un ulteriore fluido di lavoro in arrivo da un differente impianto industriale. Alternativamente, l’evaporizzatore 3 può comprendere una caldaia atta a consentire il passaggio di stato del fluido di lavoro per mezzo di una sorgente calda H ottenuta per combustione. More in detail, the evaporator 3 is arranged to receive the working fluid in passage and also to receive heat from a hot source H adapted to allow the heating of said fluid up to the transition of state: at the outlet from the evaporator 3 the work is in a saturated steam condition. From a structural point of view, the evaporator 3 can for example comprise a heat exchanger adapted to exploit, as a hot source H, a further working fluid arriving from a different industrial plant. Alternatively, the evaporator 3 can comprise a boiler designed to allow the transition of state of the working fluid by means of a hot source H obtained by combustion.

Proseguendo sempre lungo il verso di circolazione del fluido di lavoro, è possibile osservare che, il fluido di lavoro allo stato gassoso in uscita dal primo scambiatore di calore 3, entra in un espansore volumetrico 4 configurato per trasformare l’energia termica del fluido di lavoro in energia meccanica. Continuing along the direction of circulation of the working fluid, it is possible to observe that the working fluid in the gaseous state leaving the first heat exchanger 3 enters a volumetric expander 4 configured to transform the thermal energy of the working fluid in mechanical energy.

L’espansore volumetrico 4 comprende almeno un pistone 6 atto a definire in cooperazione una camera di espansione 7 a volume variabile (si veda ad esempio la figura 10). Come meglio verrà descritto in seguito, l’espansore volumetrico 4 comprende inoltre un manovellismo 37 connesso da un lato al pistone 6 e dall’altro è associato ad un albero principale 11 configurato per muoversi di moto rotatorio attorno ad un asse X (si veda la figura 10). The volumetric expander 4 comprises at least one piston 6 designed to cooperatively define an expansion chamber 7 with variable volume (see for example Figure 10). As will be better described below, the volumetric expander 4 also comprises a crank mechanism 37 connected on one side to the piston 6 and on the other hand is associated with a main shaft 11 configured to rotate around an X axis (see figure 10).

L’espansore 4 presenta inoltre un ingresso 8 ed un’uscita 9 rispettivamente atti a consentire l'immissione e lo scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione 7 (figura 10). In particolare, l’espansore volumetrico 4 comprende almeno una valvola 10 configurata per consentire selettivamente l'immissione e lo scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione 7 attraverso l’ingresso 8 e l'uscita 9 e generare la movimentazione del pistone 6: in tal modo è possibile far ruotare l’albero principale 11 attorno all’asse (figura 10). L’espansore volumetrico 4 verrà descritto nel dettaglio in seguito. The expander 4 also has an inlet 8 and an outlet 9 respectively adapted to allow the entry and discharge of the working fluid from the expansion chamber 7 (Figure 10). In particular, the volumetric expander 4 comprises at least one valve 10 configured to selectively allow the entry and discharge of the working fluid from the expansion chamber 7 through the inlet 8 and the outlet 9 and generate the movement of the piston 6: in this way it is possible to rotate the main shaft 11 around the axis (Figure 10). The volumetric expander 4 will be described in detail below.

Come visibile ad esempio dalle figure 1 e 2, l'impianto 1 comprende inoltre almeno un generatore di energia elettrica 12 connesso all’albero principale 11 il quale è atto a trasformare la rotazione di quest’ultimo in energia elettrica. In particolare, il generatore 12 può comprendere almeno un rotore collegato all’albero principale 11 il quale è mobile per rotazione rispetto ad uno statore. La movimentazione relativa tra rotore e statore consente lo sviluppo di una prefissata quantità di energia elettrica. As can be seen for example from Figures 1 and 2, the plant 1 also includes at least one electricity generator 12 connected to the main shaft 11 which is able to transform the rotation of the latter into electricity. In particular, the generator 12 can comprise at least one rotor connected to the main shaft 11 which is movable by rotation with respect to a stator. The relative movement between rotor and stator allows the development of a predetermined quantity of electrical energy.

Proseguendo ancora lungo il verso di percorrenza del fluido di lavoro è possibile osservare che l'impianto 1 comprende inoltre almeno un secondo scambiatore di calore o condensatore 16 attivo sul circuito 2. Il condensatore 16, come visibile ad esempio in figura 1, è interposto tra l’espansore 4 e la pompa 13; il secondo scambiatore di calore 16 è predisposto per ricevere in passaggio il fluido di lavoro in uscita dall’espansore 4 e consentirne il passaggio dallo stato gassoso a quello liquido. Più in dettaglio, il condensatore 16 è configurato per ricevere in passaggio il fluido di lavoro e comunicare inoltre con una sorgente fredda C la quale è atta a sottrarre calore al fluido attraversante detto secondo scambiatore di calore 16. Il fluido di lavoro in uscita dal condensatore 16 si reimmette nella pompa 13: il circuito così definito rappresenta un ciclo chiuso, in particolare un ciclo Rankine. Continuing along the direction of travel of the working fluid it is possible to observe that the plant 1 also comprises at least a second heat exchanger or condenser 16 active on the circuit 2. The condenser 16, as visible for example in Figure 1, is interposed between the expander 4 and the pump 13; the second heat exchanger 16 is designed to receive the working fluid coming out of the expander 4 in transit and allow it to pass from the gaseous to the liquid state. More in detail, the condenser 16 is configured to receive the working fluid in passage and also communicate with a cold source C which is adapted to remove heat from the fluid passing through said second heat exchanger 16. The working fluid leaving the condenser 16 is fed back into pump 13: the circuit thus defined represents a closed cycle, in particular a Rankine cycle.

Forma di realizzazione preferenziale di un impianto a ciclo chiuso per la produzione di energia elettrica. Preferred embodiment of a closed-cycle plant for the production of electricity.

Una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell’impianto 1 è illustrata in figura 2. Tale impianto 1, in aggiunta alla forma di realizzazione generale, comprende un economizzatore 36 disposto a valle sia della pompa 13 sia dell’espansore volumetrico 4. In maggiore dettaglio, l’economizzatore 36 comprende uno scambiatore di calore predisposto per ricevere il fluido di lavoro in uscita dall’espansore volumetrico 4 ed il fluido di lavoro in uscita dalla pompa 13. L’economizzatore 36 consente di fatto un preriscaldamento del fluido di lavoro in uscita dalla pompa 13 grazie al recupero di calore del fluido di lavoro in uscita dall’espansore volumetrico 4. A preferential but not limiting embodiment of the plant 1 is illustrated in Figure 2. Said plant 1, in addition to the general embodiment, comprises an economizer 36 arranged downstream of both the pump 13 and the volumetric expander 4. In greater detail, the economizer 36 comprises a heat exchanger arranged to receive the working fluid leaving the volumetric expander 4 and the working fluid leaving the pump 13. The economizer 36 actually allows preheating of the working fluid in output from pump 13 thanks to the heat recovery of the working fluid leaving the volumetric expander 4.

Come visibile sempre dalla figura 2, rimpianto 1 comprende inoltre un terzo scambiatore di calore o preriscaldatore 18 attivo sul circuito 2 a monte del primo scambiatore di calore 3 ed in particolare interposto tra l’economizzatore 36 e l’evaporizzatore 3. Il terzo scambiatore di calore 18 è configurato per ricevere in passaggio il fluido di lavoro in uscita dalla pompa 13 e preriscaldato daN’economizzatore 36. Il terzo scambiatore di calore 18 è inoltre configurato per ricevere calore da una sorgente calda H e consentire un ulteriore preriscaldamento del fluido di lavoro prima che quest’ultimo vengo immesso nel primo scambiatore di calore 3. Nelle forme di realizzazione illustrate nelle unite figure, il terzo scambiatore di calore 18 consiste, in via non limitativa, in un elemento distinto (a sé stante) daN’economizzatore 36 e dall’evaporizzatore 3. Alternativamente, il preriscaldatore 18 potrebbe essere integrato con l’evaporizzatore 3 a formare sostanzialmente uno scambiatore “all-in-one” (condizione non illustrata nelle unite figure); in quest’ultima condizione descritta, rimpianto 1 può comprendere solamente due scambiatori (scambiatore “all-in-one” ed economizzatore 36) oppure un solo scambiatore (solamente scambiatore “ all-in-one ”) se si rinuncia al recupero di calore tramite l’economizzatore 36. As can also be seen from Figure 2, regression 1 also comprises a third heat exchanger or preheater 18 active on the circuit 2 upstream of the first heat exchanger 3 and in particular interposed between the economizer 36 and the evaporator 3. The third heat exchanger heat 18 is configured to receive in passage the working fluid leaving the pump 13 and preheated by the economizer 36. The third heat exchanger 18 is also configured to receive heat from a hot source H and to allow further preheating of the working fluid before the latter is introduced into the first heat exchanger 3. In the embodiments illustrated in the accompanying figures, the third heat exchanger 18 consists, in a non-limiting way, of a distinct (separate) element from the economizer 36 and from the evaporator 3. Alternatively, the preheater 18 could be integrated with the evaporator 3 to substantially form an "all- in-one ”(condition not illustrated in the accompanying figures); in the latter condition described, regret 1 can include only two exchangers ("all-in-one" exchanger and economizer 36) or only one exchanger (only "all-in-one" exchanger) if heat recovery is renounced by the economizer 36.

Preferibilmente, l’impianto 1 comprende almeno un circuito di riscaldamento 19 in comunicazione di fluido sia con il primo scambiatore di calore 3 sia con il terzo scambiatore di calore 18; il circuito è predisposto per consentire la circolazione di almeno un fluido di riscaldamento proveniente dalla sorgente calda H. Preferably, the plant 1 comprises at least one heating circuit 19 in fluid communication with both the first heat exchanger 3 and the third heat exchanger 18; the circuit is designed to allow the circulation of at least one heating fluid coming from the hot source H.

Il circuito di riscaldamento 19 comprende, in via non limitativa, un circuito idraulico sviluppantesi tra un ingresso 20 ed un’uscita 21. La sorgente calda H può ad esempio comprendere una sorgente di acqua riscaldata atta a circolare dall’ingresso 20 fino a fuoriuscire dal circuito 19 attraverso l’uscita 21. Vantaggiosamente, il verso di circolazione del fluido di riscaldamento della sorgente calda H (nella forma preferenziale acqua riscaldata) è in controcorrente rispetto al verso di percorrenza del fluido di lavoro all'interno del circuito 2. The heating circuit 19 comprises, but is not limited to, a hydraulic circuit developing between an inlet 20 and an outlet 21. The hot source H may, for example, comprise a source of heated water capable of circulating from the inlet 20 until it comes out of the circuit 19 through outlet 21. Advantageously, the direction of circulation of the heating fluid of the hot source H (in the preferential form of heated water) is in countercurrent with respect to the direction of travel of the working fluid inside the circuit 2.

Nella forma di realizzazione di figura 2, l’evaporizzatore 3 è uno scambiatore di calore liquido (acqua riscaldata) e gas (fluido di lavoro allo stato gassoso). Il terzo scambiatore di calore 18, anch’esso attivo sul circuito di riscaldamento 19, sfrutta il calore della medesima sorgente calda H utilizzata per l’evaporizzazione 3 del fluido di lavoro; essendo il fluido di lavoro del circuito 2 in controcorrente con il fluido di riscaldamento (acqua calda) del circuito 19, quest’ultimo fluido presenta una temperatura che va a decrescere durante il passaggio dal revaporizzatore 3 al preriscaldatore 18. Vantaggiosamente nella condizione “all in one”, l’integrazione del preriscaldatore 18 con l’evaporizzatore 3 consente di formare un unico scambiatore di calore il quale permette di ridurre notevolmente le perdite di carico sul lato del circuito di riscaldamento 19. In the embodiment of Figure 2, the evaporator 3 is a liquid (heated water) and gas (working fluid in the gaseous state) heat exchanger. The third heat exchanger 18, also active on the heating circuit 19, uses the heat of the same hot source H used for the evaporation 3 of the working fluid; since the working fluid of the circuit 2 in countercurrent with the heating fluid (hot water) of the circuit 19, the latter fluid has a temperature which decreases during the passage from the revaporizer 3 to the preheater 18. Advantageously in the "all in" condition one ”, the integration of the preheater 18 with the evaporator 3 allows to form a single heat exchanger which allows to considerably reduce the pressure drops on the side of the heating circuit 19.

Il fluido di riscaldamento in entrata al circuito 19 può presentare una temperatura inferiore a 150 °C, in particolare compresa tra 25 °C e 130 °C. La temperatura del fluido di riscaldamento è atta a consentire revaporizzazione del fluido di lavoro. In uscita dall’evaporizzatore 3 il fluido di riscaldamento presenta una temperatura inferiore rispetto alla temperatura dello stesso in entrata da detto evaporizzatore 3: tale abbassamento di temperatura è dovuto alla cessione di calore da parte del fluido di riscaldamento al fluido di lavoro. In particolare, il fluido di riscaldamento in entrata al terzo scambiatore 18 può presentare una temperatura inferiore a 100 °C, in particolare compresa tra 20 °C e 90 °C. The heating fluid entering the circuit 19 can have a temperature lower than 150 ° C, in particular between 25 ° C and 130 ° C. The temperature of the heating fluid is suitable to allow revaporization of the working fluid. At the outlet of the evaporator 3 the heating fluid has a lower temperature than the temperature of the same at the inlet from said evaporator 3: this lowering of temperature is due to the transfer of heat by the heating fluid to the working fluid. In particular, the heating fluid entering the third exchanger 18 can have a temperature lower than 100 ° C, in particular between 20 ° C and 90 ° C.

Il primo ed il terzo scambiatore di calore 3, 18 sono strutturalmente dimensionati in modo tale che il fluido di lavoro in passaggio da questi ultimi venga mantenuto in una condizione di liquido saturo all’interno del terzo scambiatore 18 mentre il passaggio di stato del fluido di lavoro da liquido a gassoso avvenga interamente nel primo scambiatore 3. The first and third heat exchangers 3, 18 are structurally dimensioned in such a way that the working fluid passing by the latter is kept in a saturated liquid condition inside the third heat exchanger 18 while the change of state of the work from liquid to gaseous takes place entirely in the first exchanger 3.

Come visibile dalla figura 2, impianto comprende vantaggiosamente almeno un primo sensore di temperatura 39 attivo sul circuito di riscaldamento 19 ed interposto tra l’ingresso 20 e l’evaporizzatore 3. Il primo sensore di temperatura 39 è configurato per generare un segnale di controllo relativo alla temperatura del fluido caldo in entrata all’evaporizzatore 3. As can be seen from Figure 2, the system advantageously comprises at least a first temperature sensor 39 active on the heating circuit 19 and interposed between the inlet 20 and the evaporator 3. The first temperature sensor 39 is configured to generate a relative control signal at the temperature of the hot fluid entering the evaporator 3.

L’impianto 1 può inoltre comprendere un secondo sensore di temperatura 40 (figura 2) attivo sul circuito di riscaldamento 19 ed interposto tra l’uscita 21 ed il preriscaldatore 18. Il secondo sensore di temperatura 40 è configurato per generare un segnale di controllo relativo alla temperatura del fluido caldo in uscita dal preriscaldatore 18. Come visibile dalla figura 2, rimpianto 1 comprende vantaggiosamente un primo sensore di pressione 34 attivo sul circuito 2 ed interposto tra l’evaporatore 3 e l’espansore volumetrico 4. Il primo sensore di pressione 34 è configurato per generare un segnale di controllo relativo alla pressione del fluido di lavoro in entrata all’espansore volumetrico 4, ovvero alla pressione di massima del circuito 2. The system 1 can also comprise a second temperature sensor 40 (Figure 2) active on the heating circuit 19 and interposed between the output 21 and the preheater 18. The second temperature sensor 40 is configured to generate a relative control signal at the temperature of the hot fluid leaving the preheater 18. As can be seen from Figure 2, the unit 1 advantageously comprises a first pressure sensor 34 active on the circuit 2 and interposed between the evaporator 3 and the volumetric expander 4. The first pressure sensor 34 is configured to generate a control signal relating to the pressure of the working fluid entering the volumetric expander 4, or to the maximum pressure of the circuit 2.

Come visibile sempre da figura 2, rimpianto 1 comprende inoltre un secondo sensore di pressione 35 disposto a monte della pompa 13 e configurato per generare un segnale di controllo relativo alla pressione del fluido di lavoro in entrata a quest’ultima, ovvero relativo alla pressione di minima del circuito. As can also be seen from Figure 2, the unit 1 also comprises a second pressure sensor 35 arranged upstream of the pump 13 and configured to generate a control signal relating to the pressure of the working fluid entering the latter, i.e. relative to the pressure of circuit minimum.

Vantaggiosamente, l’impianto 1 comprende un’unità di controllo 33 la quale è connessa con il primo e secondo sensore di temperatura 39, 40 (si vedano le linee di connessione “h” e “m” in figura 2) e con il primo e secondo sensore di pressione 34, 35 (si vedano le linee di connessione “c” e “d” in figura 2). L’unità di controllo 33 è configurata per ricevere i segnali di controllo dei sensori 39 e 40 e determinare la temperatura della sorgente calda H in entrata ed in uscita rispettivamente dall’evaporizzatore 3 ed il preriscaldatore 18: in tal modo l’unità di controllo 33 è in grado di monitorare la sorgente calda H e conseguentemente il calore fornito agli scambiatori. Come precedentemente accennato, l’unità di controllo 33 è inoltre connessa con il primo e secondo sensore di pressione 34 e 35; detta unità 33 è configurata per ricevere i segnali di controllo dei sensori 34 e 35 per determinare la pressione del fluido di lavoro in entrata ed in uscita rispettivamente dall’espansore volumetrico 4 e la pompa 13, ovvero la pressione di massima e di minima del circuito 2. In tal modo l’unità di controllo 33 può monitorare i valori della pressione del fluido di lavoro nel circuito 2. Advantageously, the plant 1 comprises a control unit 33 which is connected with the first and second temperature sensors 39, 40 (see the connection lines "h" and "m" in figure 2) and with the first and second pressure sensor 34, 35 (see connection lines “c” and “d” in figure 2). The control unit 33 is configured to receive the control signals of the sensors 39 and 40 and determine the temperature of the hot source H entering and leaving the evaporator 3 and the preheater 18 respectively: in this way the control unit 33 is able to monitor the hot source H and consequently the heat supplied to the exchangers. As previously mentioned, the control unit 33 is also connected with the first and second pressure sensors 34 and 35; said unit 33 is configured to receive the control signals of the sensors 34 and 35 to determine the pressure of the working fluid entering and leaving the volumetric expander 4 and the pump 13 respectively, i.e. the maximum and minimum pressure of the circuit 2. In this way the control unit 33 can monitor the pressure values of the working fluid in circuit 2.

Preferibilmente, l’unità di controllo 33 è inoltre configurata per comparare la pressione in entrata all’espansore 4 con un prefissato valore di riferimento, ad esempio riferito ad un valore di pressione minimo richiesto, e determinare una condizione d’intervento o allarme nel caso in cui il valore di pressione misurato risulti inferiore al valore di riferimento. Di fatto, il monitoraggio eseguito dall’unità di controllo serve per impostare/controllare la differenza tra la temperatura di saturazione e la temperatura di lavoro del fluido, ovvero per stabilire se il fluido di lavoro si trova in una condizione di vapore saturo oppure se si trova ancora in passaggio di fase (in passaggio dalla fase liquida a quello gassosa). Vantaggiosamente, rimpianto 1 può essere dotato di un circuito di bypass 41 in comunicazione di fluido con il circuito 2 ed atto a consentire il bypass dell’espansore volumetrico 4. Più in dettaglio, il circuito di bypass 41 è connesso a monte ed a valle dell’espansore 4 e grazie alla presenza di elementi d’intercettazione 42 (elettrovalvole) sia sul circuito 2 sia sul circuito di bypass 41 è possibile gestire il percorso del fluido di lavoro ed eventualmente bypassare l’espansore volumetrico 4. Preferably, the control unit 33 is also configured to compare the pressure entering the expander 4 with a predetermined reference value, for example referred to a minimum required pressure value, and to determine an intervention or alarm condition in the event in which the measured pressure value is lower than the reference value. In fact, the monitoring carried out by the control unit is used to set / check the difference between the saturation temperature and the working temperature of the fluid, i.e. to establish whether the working fluid is in a saturated vapor condition or whether is still in phase transition (in transition from the liquid to the gas phase). Advantageously, the unit 1 can be equipped with a bypass circuit 41 in fluid communication with the circuit 2 and adapted to allow the bypass of the volumetric expander 4. More in detail, the bypass circuit 41 is connected upstream and downstream of the expander 4 and thanks to the presence of interception elements 42 (solenoid valves) both on the circuit 2 and on the bypass circuit 41 it is possible to manage the path of the working fluid and possibly bypass the volumetric expander 4.

Vantaggiosamente, l’unità di controllo 33 è connessa con gli elementi d’intercettazione 42 (si vedano le linee di connessione “a” in figura 2): grazie al monitoraggio delle pressione l’unità di controllo 33 è configurata per determinare una possibile condizione d’intervento (come precedentemente descritto ad esempio una condizione nella quale la pressione di massima del fluido di lavoro è al di sotto di un prefissato limite) e comandare il bypass dell’espansore 4 fino a quando la pressione di circolazione del fluido di lavoro non supera un livello prestabilito: in tal modo è possibile evitare che il fluido di lavoro venga immesso nell’espansore 4 ad una pressione troppo bassa. Advantageously, the control unit 33 is connected to the interception elements 42 (see the connection lines "a" in figure 2): thanks to the pressure monitoring the control unit 33 is configured to determine a possible condition intervention (as previously described, for example a condition in which the maximum pressure of the working fluid is below a predetermined limit) and command the bypass of the expander 4 until the circulation pressure of the working fluid is exceeds a predetermined level: in this way it is possible to prevent the working fluid from being introduced into the expander 4 at a too low pressure.

L’unità ci controllo 33 può inoltre essere vantaggiosamente connessa con la pompa 13 (si veda la linea di connessione “b” in figura 2); l’unità di controllo è configurata per comandare l’attivazione della pompa 13 ed in particolare gestirne il funzionamento in modo tale da poter controllare di conseguenza il valore della pressione di massima del fluido di lavoro. L’unità di controllo 33 può inoltre essere vantaggiosamente connessa al generatore 12 (si veda la linea di connessione “g” in figura 2); l’unità di controllo 33 è configurata per monitorare il funzionamento del generatore 12 e determinare la quantità di energia elettrica generata. L’unità di controllo 33 è inoltre vantaggiosamente connessa al condensatore 16 (si veda la linea di connessione “f in figura 2); l’unità di controllo 33 è configurata per comandare l’attivazione del condensatore 16 ed in particolare gestirne il funzionamento in modo tale da poter controllare la temperatura di condensazione del fluido di lavoro. Ad esempio, l’unità di controllo può essere connessa ad uno o più elementi di ventilazione (raffreddamento) del condensatore 16 e configurata per gestire la velocità di rotazione delle ventole; in tal modo l’unità 33, tramite il controllo della velocità di rotazione delle ventole, è in grado di regolare la capacità di raffreddamento degli elementi di ventilazione e quindi la capacità di condensazione del condensatore 16. The control unit 33 can also be advantageously connected to the pump 13 (see the connection line "b" in figure 2); the control unit is configured to command the activation of the pump 13 and in particular to manage its operation in such a way as to be able to consequently control the maximum pressure value of the working fluid. The control unit 33 can also be advantageously connected to the generator 12 (see the connection line "g" in figure 2); the control unit 33 is configured to monitor the operation of the generator 12 and determine the amount of electricity generated. The control unit 33 is also advantageously connected to the capacitor 16 (see the connection line "f in figure 2); the control unit 33 is configured to command the activation of the condenser 16 and in particular to manage its operation in such a way as to be able to control the condensation temperature of the working fluid. For example, the control unit can be connected to one or more ventilation (cooling) elements of the condenser 16 and configured to manage the rotation speed of the fans; in this way the unit 33, by controlling the rotation speed of the fans, is able to regulate the cooling capacity of the ventilation elements and therefore the condensing capacity of the condenser 16.

Un ulteriore componente aggiuntivo dell’impianto di figura 2 è rappresentato dal serbatoio di raccolta 17; quest’ultimo è attivo sul circuito 2 tra il condensatore 16 e la pompa 13. Il serbatoio di raccolta 17 ha la funzione di raccogliere e contenere il fluido di lavoro allo stato liquido in uscita dal condensatore 16 in modo tale che alla pompa 13 venga garantito il pescaggio di liquido. In particolare, il serbatoio 17 previene il pompaggio di fluido di lavoro carico di bolle d’aria le quali potrebbero determinare un mal funzionamento dell'interno impianto 1. A further additional component of the system of figure 2 is represented by the collection tank 17; the latter is active on the circuit 2 between the condenser 16 and the pump 13. The collection tank 17 has the function of collecting and containing the working fluid in the liquid state coming out of the condenser 16 so that the pump 13 is guaranteed the draft of liquid. In particular, the tank 17 prevents the pumping of working fluid loaded with air bubbles which could cause a malfunction of the internal system 1.

Espansore volumetrico. Volumetric expander.

Forma oggetto della presente invenzione un espansore volumetrico 4 configurato per trasformare l’energia termica del fluido di lavoro in energia meccanica. L’espansore 4 comprende un involucro 50 presentante almeno un ingresso generale 51 configurato per consentire l'immissione di un fluido di lavoro all'interno dell'involucro 50 ed almeno un’uscita generale 52 configurata per consentire l’espulsione del fluido di lavoro da detto involucro 50. The subject of the present invention is a volumetric expander 4 configured to transform the thermal energy of the working fluid into mechanical energy. The expander 4 comprises a casing 50 having at least one general inlet 51 configured to allow the introduction of a working fluid inside the casing 50 and at least one general outlet 52 configured to allow the expulsion of the working fluid from said casing 50.

Come visibile dalle unite figure, all'interno dell'involucro 50 sono alloggiati: As can be seen from the accompanying figures, inside the casing 50 are housed:

- almeno un pistone 6 atto a definire la camera di espansione 7 a volume variabile, - almeno parte dell’albero principale 11 cinematicamente collegato al pistone 6 e configurato per muoversi di moto rotatorio attorno ad un asse principale X, - almeno una valvola 10 configurata per aprire e chiudere selettivamente un ingresso ed un’uscita 8, 9 della camera di espansione 7 consentendo almeno una condizione di immissione del fluido di lavoro nella camera di espansione 7, una condizione di espansione del fluido di lavoro nella camera di espansione 7, ed una condizione di scarico del fluido di lavoro da detta camera di espansione 7, - at least one piston 6 suitable for defining the variable volume expansion chamber 7, - at least part of the main shaft 11 kinematically connected to the piston 6 and configured to rotate around a main axis X, - at least one configured valve 10 to selectively open and close an inlet and an outlet 8, 9 of the expansion chamber 7 allowing at least one condition for introducing the working fluid into the expansion chamber 7, an expansion condition of the working fluid in the expansion chamber 7, and a condition of discharge of the working fluid from said expansion chamber 7,

- un organo di trasmissione 53 connesso - da un lato - alla valvola 10 e - dall’altro lato - all’albero principale 11. L’organo di trasmissione 53 è configurato per sincronizzare la condizione di immissione, la condizione di espansione e la condizione di scarico del fluido di lavoro con la rotazione dell’albero principale 11. - a transmission member 53 connected - on one side - to the valve 10 and - on the other side - to the main shaft 11. The transmission member 53 is configured to synchronize the input condition, the expansion condition and the discharge of the working fluid with the rotation of the main shaft 11.

L’ingresso generale 51 , tramite il circuito 2, consente l'immissione di fluido di lavoro nell’involucro 50 in arrivo dall’evaporizzatore 3 mentre l’uscita generale 52, sempre tramite il circuito 2, consente lo scarico di fluido di lavoro in uscita dall’involucro 50 nel condensatore 16. The general inlet 51, through the circuit 2, allows the introduction of the working fluid into the casing 50 arriving from the evaporator 3 while the general outlet 52, again through the circuit 2, allows the discharge of the working fluid in output from casing 50 into capacitor 16.

In maggiore dettaglio e come visibile ad esempio nelle figure 3 e 4, l’involucro 50 comprende una parete laterale estendentesi tra una prima ed una seconda porzione d’estremità longitudinale 50a, 50b; la parete laterale si estende in spessore tra una superficie esterna ed una superficie interna. La superficie interna delimita una cavità interna dell'involucro 50 definente almeno in parte una camera di scarico del fluido di lavoro interna all'involucro 50 ed in comunicazione di fluido diretta con l’uscita 52. L’uscita generale 52 è in comunicazione di fluido diretta esclusivamente con la camera di scarico dell’involucro 50. Nelle unite figure è stata illustrata in via non limitativa una superficie interna dell'involucro 50 a sezione circolare (si veda ad esempio la figura 5). In greater detail and as visible for example in figures 3 and 4, the casing 50 comprises a side wall extending between a first and a second longitudinal end portion 50a, 50b; the side wall extends in thickness between an external surface and an internal surface. The internal surface delimits an internal cavity of the casing 50 defining at least in part a discharge chamber for the working fluid inside the casing 50 and in direct fluid communication with the outlet 52. The general outlet 52 is in fluid communication directed exclusively with the discharge chamber of the casing 50. In the accompanying figures an internal surface of the casing 50 with a circular section has been shown in a non-limiting way (see for example Figure 5).

In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, l'involucro 50 comprende un corpo tubolare cavo presentante un’apertura passante estendentesi tra la prima e la seconda porzione d’estremità longitudinale 50a, 50b e delimitata almeno in parte dalla superficie interna: in corrispondenza della prima e seconda porzione d’estremità 50a, 50b l’involucro 50 presenta rispettivamente un primo ed un secondo accesso. In a preferential but non-limiting embodiment of the invention, the casing 50 comprises a hollow tubular body having a through opening extending between the first and second longitudinal end portion 50a, 50b and delimited at least in part by the internal surface : at the first and second end portions 50a, 50b the casing 50 has a first and a second access respectively.

Come visibile ad esempio nelle figure 3 e 4, l’involucro 50 comprende in corrispondenza della prima porzione d’estremità longitudinale 50a un elemento di chiusura frontale 57 mentre in corrispondenza della seconda porzione d’estremità 50b comprende un elemento di chiusura posteriore 58; gli elementi di chiusura 57 e 58 sono configurati per chiudere - in particolare in modo ermetico - rispettivamente il primo ed il secondo accesso e cooperare con la superficie interna dell'involucro per delimitare camera di scarico. As visible for example in figures 3 and 4, the casing 50 includes a front closure element 57 at the first longitudinal end portion 50a while at the second end portion 50b it comprises a rear closure element 58; the closing elements 57 and 58 are configured to close - in particular hermetically - the first and second accesses respectively and to cooperate with the internal surface of the casing to delimit the discharge chamber.

In maggiore dettaglio, l’elemento di chiusura frontale 57 comprende una porzione di appoggio 62 attestata ad una parete frontale 50c dell'involucro 50. La porzione di appoggio 62 è configurata per coprire interamente il primo accesso dell'involucro 50. La porzione di appoggio 62 presenta, in via non limitativa, una sagoma circolare e si estendente lungo un piano di sviluppo prevalente. L’elemento frontale 57 comprende inoltre una porzione d’innesto 63 unita di pezzo alla porzione d’appoggio ed emergente da quest’ultima internamente alla cavità dell'involucro 50. La porzione d’innesto 63 presenta anch’essa una sagoma circolare e presenta un ingombro massimo radiale - misurato lungo il piano di sviluppo della porzione di appoggio 62 - inferiore all’ingombro massimo di quest’ultima. In particolare, la porzione d’innesto 63 comprende un cilindro concentrico alla piastra circolare della porzione di appoggio 62 e presentante un diametro inferiore al diametro della porzione di appoggio 62 (figura 9). In maggiore dettaglio ancora, la porzione d’innesto 63 e delimitata da una superficie esterna cilindrica sostanzialmente controsagomata alla superficie interna dell’involucro 50. In greater detail, the front closing element 57 comprises a resting portion 62 abutting a front wall 50c of the casing 50. The supporting portion 62 is configured to completely cover the first access of the casing 50. The supporting portion 62 presents, in a non-limiting way, a circular shape and extends along a prevailing development plan. The front element 57 also comprises a coupling portion 63 integrally joined to the support portion and emerging from the latter inside the cavity of the casing 50. The coupling portion 63 also has a circular shape and has a maximum radial overall dimensions - measured along the development plane of the support portion 62 - less than the maximum overall dimensions of the latter. In particular, the coupling portion 63 comprises a cylinder concentric to the circular plate of the support portion 62 and having a diameter smaller than the diameter of the support portion 62 (Figure 9). In still greater detail, the coupling portion 63 is delimited by an external cylindrical surface substantially counter-shaped to the internal surface of the casing 50.

In particolare, la superficie esterna della porzione d’innesto 63 è almeno in parte controsagomata e sostanzialmente attestata alla superficie interna dell’involucro 50; la superficie esterna si estende a partire dalla porzione di appoggio 62 lungo una direzione ortogonale al piano di sviluppo di quest’ultima. Come visibile in figura 9, la superficie esterna della porzione d’innesto 63 presenta una prima ed una seconda scanalatura radiale 63a, 63b estendentesi lungo tutto lo sviluppo il diametro della porzione 63 e definenti una sede di alloggiamento per un elemento di tenuta, ad esempio una guarnizione, configurata per cooperare con la superficie interna dell’involucro 50 per garantire la chiusura a tenuta di fluido del primo accesso. Come visibile in figura 9, la prima e la seconda scanalatura radiale 63a, 63b sono distanziate tra loro lungo la direzione ortogonale della porzione 63; in interposizione tra dette scanalature 63a, 63b, la superficie esterna presenta uno scasso radiale 63c; lo scasso definisce in cooperazione con la superficie interna dell’involucro 50 un condotto di distribuzione 67 (figura 8) la cui funzione verrà meglio descritta in seguito. In particular, the external surface of the coupling portion 63 is at least partially counter-shaped and substantially abutting the internal surface of the casing 50; the external surface extends starting from the support portion 62 along a direction orthogonal to the development plane of the latter. As can be seen in Figure 9, the external surface of the coupling portion 63 has a first and a second radial groove 63a, 63b extending along the entire length of the diameter of the portion 63 and defining a housing seat for a sealing element, for example a gasket, configured to cooperate with the inner surface of the casing 50 to ensure the fluid-tight closure of the first access. As can be seen in Figure 9, the first and second radial grooves 63a, 63b are spaced apart along the orthogonal direction of the portion 63; in interposition between said grooves 63a, 63b, the external surface has a radial groove 63c; the hole defines in cooperation with the internal surface of the casing 50 a distribution duct 67 (Figure 8) whose function will be better described later.

L’elemento di chiusura frontale 57 è impegnato reversibilmente all’involucro 50 in modo tale che lo stesso elemento 57 possa essere facilmente rimosso per consentire il rapido accesso agli elementi alloggienti all’interno dell’involucro 50. In particolare, la porzione d’appoggio 62 dell’elemento 57 presenta una serie di fori passanti 64 configurati per consentire il passaggio e l’impegno di viti 66 configurate per vincolarsi e fori filettati 65 praticati sulla parete frontale 50c dell’involucro 50. Come sopra descritto, l’involucro comprende inoltre un elemento posteriore 58 configurato per chiudere ermeticamente il secondo accesso dell’involucro. The front closing element 57 is reversibly engaged to the casing 50 so that the same element 57 can be easily removed to allow quick access to the housing elements inside the casing 50. In particular, the supporting portion 62 of the element 57 has a series of through holes 64 configured to allow the passage and engagement of screws 66 configured to be constrained and threaded holes 65 made on the front wall 50c of the casing 50. As described above, the casing also comprises a rear element 58 configured to hermetically close the second access of the enclosure.

L’elemento di chiusura posteriore 58 comprende una rispettiva porzione di appoggio 68 (figura 6) attestata ad una parete posteriore 50d dell’involucro 50. La porzione di appoggio 68 è configurata per coprire interamente il secondo accesso dell’involucro 50. La porzione di appoggio 68 presenta, in via non limitativa, una sagoma circolare e si estendente lungo un piano di sviluppo prevalente. L’elemento posteriore 58 è impegnato reversibilmente all’involucro 50 in modo tale che lo stesso elemento 58 possa essere facilmente rimosso per consentire il rapido accesso agli elementi alloggienti all’interno dell’involucro 50. In particolare, la porzione d’appoggio 68 dell’elemento 58 presenta una serie di fori passanti 69 configurati per consentire il passaggio e l’impegno di viti (figura 4) configurate per vincolarsi e fori filettati 71 praticati sulla parete posteriore 50d dell’involucro 50. The rear closing element 58 comprises a respective support portion 68 (Figure 6) abutting to a rear wall 50d of the casing 50. The supporting portion 68 is configured to completely cover the second access of the casing 50. support 68 has, in a non-limiting way, a circular shape extending along a prevailing development plane. The rear element 58 is reversibly engaged to the casing 50 so that the same element 58 can be easily removed to allow quick access to the housing elements inside the casing 50. In particular, the supporting portion 68 of the The element 58 has a series of through holes 69 configured to allow the passage and engagement of screws (Figure 4) configured to be constrained and threaded holes 71 made on the rear wall 50d of the casing 50.

Come visibile dalla figura 6, l’elemento posteriore 58 comprende una sede passante 72 configurata per consentire il passaggio dell’albero principale 11 il quale è disposto in parte all’interno ed in parte all’esterno dell’involucro 50. As visible from figure 6, the rear element 58 includes a through seat 72 configured to allow the passage of the main shaft 11 which is arranged partly inside and partly outside the casing 50.

Come visibile in figura 5, l’involucro 50 comprende per ciascun pistone 6 ed in particolare per ciascuna camera di espansione 7, almeno un primo ed un secondo condotto di collegamento passante 60, 61 estendentesi a partire dalla superficie interna dell'involucro fino in corrispondenza della valvola 10 associata al rispettivo pistone 6. In particolare, come meglio verrà descritto in seguito, l’espansore 4 comprende una pluralità di pistoni 6 atti a definire, in cooperazione con l'involucro 50, una pluralità di camere di espansione 7; per ciascuna camera di espansione 7, l'involucro 50 comprende un primo ed un secondo condotto di collegamento passante 60, 61 in comunicazione di fluido con la valvola 10 associata alla rispettiva camera 7. As can be seen in Figure 5, the casing 50 comprises for each piston 6 and in particular for each expansion chamber 7, at least a first and a second through connection duct 60, 61 extending from the inner surface of the casing up to of the valve 10 associated with the respective piston 6. In particular, as will be better described below, the expander 4 comprises a plurality of pistons 6 adapted to define, in cooperation with the casing 50, a plurality of expansion chambers 7; for each expansion chamber 7, the casing 50 comprises a first and a second through connection duct 60, 61 in fluid communication with the valve 10 associated with the respective chamber 7.

Il primo condotto passante 60 può comprendere un foro circolare in comunicazione di fluido diretta con l’ingresso generale 51 : il primo condotto di collegamento 60 non comunica direttamente con la camera di scarico e con l’uscita generale 52. Il primo condotto 60 è in particolare in comunicazione di fluido diretta con il condotto di distribuzione 67 (figura 8) definito tra superficie interna dell'involucro e porzione d’innesto 63 dell’elemento di chiusura frontale. The first through duct 60 may comprise a circular hole in direct fluid communication with the general inlet 51: the first connecting duct 60 does not communicate directly with the discharge chamber and with the general outlet 52. The first duct 60 is in in particular in direct fluid communication with the distribution duct 67 (Figure 8) defined between the internal surface of the casing and the coupling portion 63 of the front closure element.

II secondo condotto passante 61 è distinto e distanziato dal primo condotto 60 e comprende uno scasso avente, in via non limitativa, sagoma rettangolare. Il secondo condotto è in comunicazione di fluido diretta con la camera di scarico: il primo ed il secondo condotto passante 60, 61 non sono in comunicazione di fluido diretta tra loro. Il primo ed il secondo condotto di collegamento sono tra loro separati per mezzo della valvola 10. The second through duct 61 is distinct and spaced from the first duct 60 and comprises a notch having, in a non-limiting way, a rectangular shape. The second conduit is in direct fluid communication with the discharge chamber: the first and second through conduits 60, 61 are not in direct fluid communication with each other. The first and second connecting ducts are separated from each other by means of the valve 10.

Come sopra descritto, l'involucro 50 comprende l’ingresso e l’uscita generale 51, 52. L’ingresso generale 51 può essere definito sull’elemento di chiusura frontale 57 o sull’elemento di chiusura posteriore 58; in ugual modo, l’uscita generale 52 può essere definita sull’elemento di chiusura frontale 57 o sull’elemento di chiusura posteriore 58. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell’invenzione, ingresso ed uscita generale 51, 52 sono definite sul medesimo elemento di chiusura. In particolare, nelle unite figure è stata illustrata una configurazione preferenziale dell’invenzione in cui ingresso ed uscita generale 51, 52 sono entrambi disposti sull’elemento di chiusura frontale 57. As described above, the casing 50 includes the general entrance and exit 51, 52. The general entrance 51 can be defined on the front closing element 57 or on the rear closing element 58; likewise, the general outlet 52 can be defined on the front closing element 57 or on the rear closing element 58. In a preferential but not limiting embodiment of the invention, general inlet and outlet 51, 52 are defined on the same closing element. In particular, the accompanying figures show a preferential configuration of the invention in which the general inlet and outlet 51, 52 are both arranged on the front closure element 57.

In maggiore dettaglio, l’ingresso generale 51 comprende una porzione di attacco 51 a (figura 10) definente una cavità cieca attraversante in spessore la porzione di appoggio 62 ed almeno parte della porzione d’innesto 63 dell’elemento di chiusura frontale 57. L’ingresso generale 51 comprende inoltre almeno un canale di distribuzione 51 b in comunicazione di fluido con la porzione di attacco 51 a ed emergente trasversalmente da quest’ultima fino alla superficie esterna della porzione d’innesto 63. In particolare, il canale di distribuzione 51 b parte dalla porzione di attacco 51 a e termina all’interno del condotto di distribuzione 67. In questo modo il fluido di lavoro in ingresso all’espansore viene immesso attraverso la porzione d’attacco 51 a, raggiunge il canale di distribuzione 51 b, si immette nel condotto di distribuzione 67, raggiunge il primo condotto di collegamento passante 60 il quale porta il fluido alla rispettiva valvola 10. Nelle unite figure è stata illustrata in via non limitativa una configurazione dell’espansore 4 presentante quattro pistoni e quattro rispettive valvole; in tale configurazione, l'involucro 50 comprende quattro distinti primi condotti 60 i quali sono in comunicazione con il condotto di distribuzione e configurati per portare il fluido di lavoro dal condotto di distribuzione 67 alla rispettiva valvola 10 (figura 8). In greater detail, the general inlet 51 comprises an attachment portion 51 a (Figure 10) defining a blind cavity through the thickness of the resting portion 62 and at least part of the coupling portion 63 of the front closure element 57. L The general inlet 51 also comprises at least one distribution channel 51 b in fluid communication with the attachment portion 51 a and transversely emerging from the latter up to the external surface of the coupling portion 63. In particular, the distribution channel 51 b starts from the attachment portion 51 a and ends inside the distribution duct 67. In this way the working fluid entering the expander is introduced through the attachment portion 51 a, reaches the distribution channel 51 b, it is leads into the distribution duct 67, reaches the first through connection duct 60 which carries the fluid to the respective valve 10. A configuration of the expander 4 having four pistons and four respective valves is not limiting; in this configuration, the casing 50 comprises four distinct first ducts 60 which are in communication with the distribution duct and configured to carry the working fluid from the distribution duct 67 to the respective valve 10 (Figure 8).

Il fluido di lavoro entrante nella valvola 10 viene poi inviato alla rispettiva camera di espansione 7 e scaricato nel rispettivo secondo condotto passante 61. L’involucro comprende un numero di secondi condotti 61 quante sono le valvole 10 dell’espansore 4 e quindi il numero di pistoni 6. Nella condizione illustrata nelle unite figure, l'involucro comprende quattro secondi condotti 61 i quali comunicano con la rispettiva valvola 10 e direttamente con la camera di scarico. Ciascun secondo condotto 62 è configurato per consentire l’invio del fluido di lavoro - in uscita dalla camera di espansione e quindi dalla valvola - alla camera di scarico dell’involucro 50. Il fluido di lavoro nella camera di lavoro è in comunicazione di fluido diretta con l’uscita generale 52. The working fluid entering the valve 10 is then sent to the respective expansion chamber 7 and discharged into the respective second through duct 61. The casing comprises as many second ducts 61 as there are valves 10 of the expander 4 and therefore the number of pistons 6. In the condition illustrated in the accompanying figures, the casing comprises four second ducts 61 which communicate with the respective valve 10 and directly with the discharge chamber. Each second duct 62 is configured to allow the working fluid to be sent - out of the expansion chamber and therefore from the valve - to the discharge chamber of the casing 50. The working fluid in the working chamber is in direct fluid communication with general exit 52.

Come visibile dalle unite figure, l'involucro 50 comprende almeno un ingresso ausiliario 59 il quale risulta esclusivamente in comunicazione diretta con la camera di scarico dell’involucro 50 e quindi, attraverso quest’ultima, con l’uscita generale 52: l’ingresso ausiliario 59 è configurato per consentire l’immissione di fluido di lavoro direttamente all’interno dell’involucro 50. L’ingresso ausiliario 59 non è in comunicazione di fluido diretta con l’ingresso generale 51 ma comunica esclusivamente in maniera diretta con la camera di scarico e con l’uscita generale 52. L’ingresso ausiliario 59 può essere definito sull’elemento di chiusura frontale 57 e/o sull’elemento di chiusura posteriore 58. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell’invenzione, l’ingresso ausiliario 59 è disposto sull’elemento di chiusura sul quale è disposto l’ingresso generale 51, in particolare ingresso generale 51 ed ingresso ausiliario 59 sono disposti entrambi sull’elemento di chiusura frontale 57. In una forma di realizzazione preferenziale dell’invenzione, ingresso generare 51, ingresso ausiliario 59 ed uscita generale 52 sono disposti sull’elemento di chiusura frontale 57. As can be seen from the accompanying figures, the casing 50 comprises at least one auxiliary inlet 59 which is exclusively in direct communication with the discharge chamber of the casing 50 and therefore, through the latter, with the general outlet 52: the inlet auxiliary 59 is configured to allow the introduction of the working fluid directly inside the casing 50. The auxiliary inlet 59 is not in direct fluid communication with the general inlet 51 but communicates exclusively directly with the discharge and with the general outlet 52. The auxiliary inlet 59 can be defined on the front closing element 57 and / or on the rear closing element 58. In a preferential but not limiting embodiment of the invention, the auxiliary input 59 is arranged on the closing element on which the general input 51 is arranged, in particular general input 51 and auxiliary input 59 are both arranged on the closing element front 57. In a preferred embodiment of the invention, generating input 51, auxiliary input 59 and general output 52 are arranged on the front closing element 57.

In maggiore dettaglio, l’ingresso ausiliario comprende un’apertura passante l’elemento di chiusura frontale 57, ad esempio identica all’uscita generale 52. L’apertura passante dell’ingresso 59 attraversa l’intero spessore dell’elemento di chiusura frontale 57 (passante la porzione d’appoggio e la porzione d’innesto) senza interferire con l’ingresso generale 51. Come meglio verrà descritto in seguito, l’ingresso ausiliario è configurato per consentitore l’immissione di fluido di lavoro caldo allo stato gassoso direttamente nella camera di scarico: ingresso ausiliario 59, camera di scarico ed uscita generale 52 definiscono essenzialmente un circuito di by-pass che consente il passaggio di fluido di lavoro all'interno dell’involucro senza che venga innescata la movimentazione dell’albero principale 11; in questo modo, il fluido di lavoro in passaggio può riscaldare eventuale fluido di lavoro condensato formatosi all’interno dell’involucro per consentine il passaggio di stato dallo stato liquido allo stato gassoso. In greater detail, the auxiliary inlet comprises an opening through the front closing element 57, for example identical to the general outlet 52. The through opening of the inlet 59 passes through the entire thickness of the front closing element 57 (passing through the support portion and the coupling portion) without interfering with the general inlet 51. As will be better described below, the auxiliary inlet is configured to allow the introduction of hot working fluid in the gaseous state directly in the discharge chamber: auxiliary inlet 59, discharge chamber and general outlet 52 essentially define a by-pass circuit which allows the passage of working fluid inside the casing without the movement of the main shaft 11 being triggered; in this way, the working fluid in passage can heat any condensed working fluid formed inside the casing to allow it to change from the liquid state to the gaseous state.

Come sopra brevemente accennato l’espansore comprende almeno un pistone 6 operante internamente all’involucro ed atto a definire una camera di espansione (7) a volume variabile. In particolare, l’espansore 4 comprende una pluralità di pistoni 6 e relative camere di espansione 7. Nelle unite figure è stato rappresentato in via non limitativa un espansore 4 comprendente quattro pistoni 6; l’espansore può tuttavia comprendere un numero di pistoni 6 uguale o compreso tra 3 e 12, in particolare uguale o compreso tra 4 e 9. As briefly mentioned above, the expander includes at least one piston 6 operating inside the casing and designed to define a variable volume expansion chamber (7). In particular, the expander 4 comprises a plurality of pistons 6 and related expansion chambers 7. In the accompanying figures an expander 4 comprising four pistons 6 has been shown in a non-limiting way; the expander may however include a number of pistons 6 equal to or between 3 and 12, in particular equal to or between 4 and 9.

Nella unite figure è stata illustrata una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione in cui il volume variabile di ciascuna camera di espansione è delimitato da una rispettiva camicia 5, operante internamente all’ involucro 50, e ed un rispettivo pistone 6, ospitato scorrevolmente nella camicia 5: l’ingresso 8 e l’uscita 9 sono posti su detta camicia 5 la quale delimita una sede 22, in particolare una sede cilindrica, definita sulla parete laterale dell'involucro 50 ed all'interno della quale è mobile di moto alternativo e per scorrimento il pistone 6. Come visibile ad esempio in figura 10, la sede 22 della camicia 5 si estende lungo lo spessore della parete laterale dell'involucro 50, in particolare a partire da superficie interna dell'involucro 50 fino alla rispettiva valvola 10. In the accompanying figures, a preferential but not limiting embodiment of the invention has been illustrated in which the variable volume of each expansion chamber is delimited by a respective jacket 5, operating inside the casing 50, and a respective piston 6, housed slidingly in the jacket 5: the inlet 8 and the outlet 9 are placed on said jacket 5 which defines a seat 22, in particular a cylindrical seat, defined on the side wall of the casing 50 and inside which it is movable reciprocating motion and sliding of the piston 6. As can be seen for example in Figure 10, the seat 22 of the jacket 5 extends along the thickness of the side wall of the casing 50, in particular starting from the internal surface of the casing 50 up to the respective valve 10.

Nelle unite figure è illustrato un espansore volumetrico 4 definente un espansore a cilindri radiali o espansore stellare nel quale i cilindri (camere di espansione 7 ed in particolare le camicie 5) sono disposti secondo linee radiali, intorno all'albero principale 11. Nel caso illustrato nelle unte figure, l’espansore 4 radiale è composto da una sola “stella” a quattro cilindri o camicie 5; tuttavia, l’espansore 4 può essere composto da più "stelle", cioè da più serie, autonome, di cilindri (condizione non illustrata nelle unite figure). The accompanying figures illustrate a volumetric expander 4 defining an expander with radial cylinders or star expander in which the cylinders (expansion chambers 7 and in particular the liners 5) are arranged along radial lines, around the main shaft 11. In the illustrated case in the aforementioned figures, the radial expander 4 is composed of a single "star" with four cylinders or liners 5; however, the expander 4 can be composed of several "stars", that is, by several autonomous series of cylinders (condition not illustrated in the accompanying figures).

Come precedentemente accennato per la trasmissione del moto del pistone 6 all’albero principale 11, l’espansore 4 comprende, indipendentemente dal tipo di espansore 4 utilizzato, un manovellismo 37 (ad esempio una biella) connesso da un lato al pistone 6 mentre dalla parte opposta è vincolato all’albero principale 11 il quale è predisposto per muoversi di moto rotatorio attorno all’asse X: tale connessione consente al pistone 6 di determinare la rotazione dell’albero principale 11 attorno all’asse X e quindi di trasformare la potenza termica del fluido di lavoro in potenza meccanica. As previously mentioned for the transmission of the motion of the piston 6 to the main shaft 11, the expander 4 comprises, regardless of the type of expander 4 used, a crank mechanism 37 (for example a connecting rod) connected on one side to the piston 6 while on the side opposite is constrained to the main shaft 11 which is designed to move by rotary motion around the X axis: this connection allows the piston 6 to determine the rotation of the main shaft 11 around the X axis and therefore to transform the thermal power of the working fluid in mechanical power.

Nel caso illustrato nelle unite figure (espansore radiale o stellare), il manovellismo 37 è interamente contenuto nell'involucro 50 ed in particolare interamente alloggiato nella camera di scarico. Il manovellismo 37 comprende essenzialmente un elemento di base 28, ad esempio comprendente una piastra a sagoma circolare, incernierata ad una porzione d’impegno 11a dell’albero principale 11 la quale risulta distanziata dall’asse di rotazione X del medesimo albero principale 11 : la porzione d’impegno 11a comprende un perno disassato rispetto all’asse X. L’elemento di base 38 è incernierato alla porzione d’impegno 11a e mobile per rotazione attorno all’asse X dell’albero principale 11. L’elemento di base 38 è configurato per ruotare concentricamente attorno alla porzione d’impegno 11a ed al contempo attorno all’asse X dell’albero principale 11. In the case illustrated in the accompanying figures (radial or star expander), the crank mechanism 37 is entirely contained in the casing 50 and in particular entirely housed in the discharge chamber. The crank mechanism 37 essentially comprises a base element 28, for example comprising a plate with a circular shape, hinged to an engagement portion 11a of the main shaft 11 which is spaced from the axis of rotation X of the same main shaft 11: the engagement portion 11a comprises a pin offset with respect to the X axis. The base element 38 is hinged to the engagement portion 11a and movable for rotation around the X axis of the main shaft 11. The base element 38 it is configured to rotate concentrically around the engagement portion 11a and at the same time around the X axis of the main shaft 11.

Il manovellismo 37 comprende inoltre almeno un elemento di spinta 39, ad esempio una biella, direttamente connesso - da un lato - all’elemento di base 38 e - dall’altro lato - al pistone 6. Il manovellismo 37 comprende un elemento di spinta per ciascun pistone 6. L’elemento di spinta 39 è connesso al pistone ed all’elemento di base in modo di per sé noto. Negli espansori di tipo radiale una biella è fissata da un lato all’elemento di base 38 mentre dall’altro lato è incernierata al pistone 6. Le restanti bielle sono invece incernierate sia all’elemento di base sia al rispettivo pistone. Come precedentemente descritto, la camera 7, in particolare la camicia 5, presenta almeno un ingresso 8 ed un’uscita 9 rispettivamente atti a consentire l'immissione e lo scarico del fluido di lavoro, in arrivo dall’evaporizzatore 3, nella camera di espansione 7. L’espansore volumetrico 4 è in comunicazione di fluido con il circuito 2 per mezzo di detto ingresso 8 e detto uscita 9 i quali sono rispettivamente atti a consentire l’immissione del fluido di lavoro nella camera di espansione 7 ed il suo successivo scarico. The crank mechanism 37 also comprises at least one thrust element 39, for example a connecting rod, directly connected - on one side - to the base element 38 and - on the other side - to the piston 6. The crank mechanism 37 comprises a thrust element for each piston 6. The thrust element 39 is connected to the piston and to the base element in a per se known manner. In radial type expanders, a connecting rod is fixed on one side to the base element 38 while on the other side it is hinged to the piston 6. The remaining connecting rods are instead hinged both to the base element and to the respective piston. As previously described, the chamber 7, in particular the jacket 5, has at least one inlet 8 and one outlet 9 respectively adapted to allow the entry and discharge of the working fluid, arriving from the evaporator 3, into the expansion chamber. 7. The volumetric expander 4 is in fluid communication with the circuit 2 by means of said inlet 8 and said outlet 9 which are respectively adapted to allow the entry of the working fluid into the expansion chamber 7 and its subsequent discharge .

Per poter determinare la movimentazione di ciascuno pistone 6, la circolazione del fluido di lavoro in passaggio dall’espansore volumetrico, in particolare dalla camera di espansione 7 deve essere regolata. Per tale ragione, l’espansore volumetrico 4 comprende una valvola 10 disposta, in via non limitativa, al di fuori della camera di espansione 7 (definente sostanzialmente la testa della camicia 5) e configurata per consentire selettivamente l’immissione e lo scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione 7. In maggiore dettaglio, la valvola 10 è strutturata in modo da poter definire all’interno della camera di espansione 7 prefissate condizioni operative, quali: In order to determine the movement of each piston 6, the circulation of the working fluid in passage from the volumetric expander, in particular from the expansion chamber 7 must be regulated. For this reason, the volumetric expander 4 comprises a valve 10 arranged, in a non-limiting way, outside the expansion chamber 7 (substantially defining the head of the jacket 5) and configured to selectively allow the inlet and discharge of the fluid. from the expansion chamber 7. In greater detail, the valve 10 is structured in such a way as to be able to define predetermined operating conditions inside the expansion chamber 7, such as:

- una condizione d’immissione nella quale consente il passaggio di fluido dall’ingresso 8 mentre interdice il passaggio di fluido dall’uscita 9; - an inlet condition in which it allows the passage of fluid from inlet 8 while prohibiting the passage of fluid from outlet 9;

- una condizione d’espansione nella quale interdice il passaggio di fluido sia dell’ingresso 8 sia dall’uscita 9 della camera di espansione 7; - an expansion condition in which it prohibits the passage of fluid from both the inlet 8 and the outlet 9 of the expansion chamber 7;

- una condizione di scarico nella quale interdice il passaggio di fluido dall’ingresso 8 mentre consente il passaggio di fluido dall’uscita 9. - a discharge condition in which it prohibits the passage of fluid from inlet 8 while allowing the passage of fluid from outlet 9.

In base a quanto detto è possibile osservare che il fluido di lavoro in uscita dal primo scambiatore di calore o evaporizzatore 3 non è in diretta comunicazione di fluido con il fluido di lavoro in uscita dall’espansore 4 medesimo in quanto si ha una interruzione del flusso dovuto alla chiusura dell’ingresso e scarico per la definizione della condizione di espansione. On the basis of what has been said, it is possible to observe that the working fluid leaving the first heat exchanger or evaporator 3 is not in direct fluid communication with the working fluid leaving the expander 4 itself as there is an interruption of the flow. due to the closure of the inlet and outlet for the definition of the expansion condition.

La successione delle condizioni sopra descritte definisce un ciclo di lavoro del fluido all’interno della camera di espansione 7. Tramite l’alternanza delle condizioni d’immissione, espansione e scarico la valvola 10 consente la movimentazione del pistone 6 all’interno della camicia (uno scorrimento alternativo). Sotto questo punto di vista l’espansore 4 definisce sostanzialmente motore a due tempi che compie un ciclo competo di immissione e scarico in un solo giro dell’albero principale. The succession of the conditions described above defines a work cycle of the fluid inside the expansion chamber 7. Through the alternation of the inlet, expansion and discharge conditions, the valve 10 allows the movement of the piston 6 inside the jacket ( an alternative scroll). From this point of view, the expander 4 basically defines a two-stroke engine that completes a complete cycle of input and discharge in a single revolution of the main shaft.

Come sopra descritto, l’espansore comprende una pluralità di camere di espansione e relative valvole 10; le valvole 10, per poter garantire la rotazione dell’albero principale 11, devono sincronizzare la condizione di espansione all’interno delle camere di espansione affinché queste ultime non si verifichino in simultanea (fasatura dei pistoni 6). As described above, the expander comprises a plurality of expansion chambers and relative valves 10; the valves 10, in order to ensure the rotation of the main shaft 11, must synchronize the expansion condition inside the expansion chambers so that the latter do not occur simultaneously (piston timing 6).

Ciascuna valvola 10 comprende un corpo valvolare 24 presentante una sede di alloggiamento 25 avente, in via non limitativa, una forma sostanzialmente cilindrica, II corpo 24 della valvola 10 comprende inoltre almeno un primo ed un secondo passaggio 26, 27 rispettivamente predisposti a porre in comunicazione di fluido la sede di alloggiamento 25 con l’ingresso 8 e l’uscita 9 della camera di espansione 7. La valvola 10 comprende inoltre almeno un corpo di distribuzione 28 configurato per vincolarsi mobilmente all’interno della sede di alloggiamento 25. Di fatto, il corpo di distribuzione 28 presenta, in via non limitativa, una forma almeno parzialmente controsagomata alla sede di alloggiamento 25 (forma sostanzialmente cilindrica) ed è impegnato per rotazione all’interno di quest’ultima a definire sostanzialmente una valvola rotante. Each valve 10 comprises a valve body 24 having a housing seat 25 having, in a non-limiting way, a substantially cylindrical shape, the body 24 of the valve 10 also comprises at least a first and a second passage 26, 27 respectively arranged to put in communication the housing seat 25 with the inlet 8 and outlet 9 of the expansion chamber 7. The valve 10 further comprises at least one distribution body 28 configured to be movably constrained inside the housing seat 25. In fact, the distribution body 28 has, in a non-limiting way, a shape at least partially counter-shaped to the housing seat 25 (substantially cylindrical shape) and is engaged by rotation inside the latter to substantially define a rotary valve.

Il corpo di distribuzione 28 comprende un canale d’immissione 29 in comunicazione di fluido con l’ingresso generale 51 dell’involucro 50, in particolare con il primo condotto 60 dell’involucro 50, ed un canale di emissione 30 in comunicazione di fluido con la camera di scarico dell’involucro 50 e quindi con l’uscita generale 52 di quest’ultimo. Canale di immissione ed emissione non sono in comunicazione di fluido tra loro. The distribution body 28 comprises an inlet channel 29 in fluid communication with the general inlet 51 of the casing 50, in particular with the first duct 60 of the casing 50, and an emission channel 30 in fluid communication with the discharge chamber of the casing 50 and therefore with the general outlet 52 of the latter. Inlet and outlet channels are not in fluid communication with each other.

Tale corpo 28 comprende, in corrispondenza di una parete laterale, almeno un primo ed un secondo canale 31, 32 angolarmente sfalsati tra loro rispetto ad un asse di rotazione del corpo di distribuzione 28. Said body 28 comprises, in correspondence with a side wall, at least a first and a second channel 31, 32 angularly offset from each other with respect to an axis of rotation of the distribution body 28.

Il primo ed il secondo canale 31, 32 sono disposti sul corpo di distribuzione 28 in modo tale che, nella condizione di impegno tra quest’ultimo ed il corpo 24 (inserimento all’interno della sede di alloggiamento 25), tali canali 31 , 32 sono atti a porsi in comunicazione di fluido con il primo ed il secondo passaggio 26 e 27. In particolare e come visibile in figura 10, il primo canale 31 è in comunicazione di fluido diretta con il canale d’immissione 29 del corpo valvolare 24: il primo canale 31 comprende un’apertura laterale 31 a configurata per essere posta in comunicazione di fluido con il primo passaggio 26 del corpo valvolare 24. The first and second channels 31, 32 are arranged on the distribution body 28 in such a way that, in the condition of engagement between the latter and the body 24 (insertion inside the housing seat 25), these channels 31, 32 are adapted to be in fluid communication with the first and second passages 26 and 27. In particular and as visible in Figure 10, the first channel 31 is in direct fluid communication with the inlet channel 29 of the valve body 24: the first channel 31 comprises a lateral opening 31 a configured to be placed in fluid communication with the first passage 26 of the valve body 24.

Il secondo canale 32, distinto e separato dal primo canale 31, è comunicazione di fluido diretta con il canale d’emissione 30 del corpo valvolare 24; il secondo canale 32 comprende almeno una rispettiva apertura laterale 32a - angolarmente sfalsata rispetto all’apertura laterale 31 a del primo canale 31 rispetto ad un’asse di rotazione Z del corpo di distribuzione - configurata per essere posta in comunicazione di fluido con il secondo passaggio 26 del corpo valvolare 24. Il corpo di distribuzione 28, a seguito della rotazione all’interno della sede di alloggiamento 25 attorno al proprio asse Z, è configurato per determinare selettivamente le condizioni d’immissione, espansione e scarico dell’espansore volumetrico 4. The second channel 32, distinct and separated from the first channel 31, is direct fluid communication with the emission channel 30 of the valve body 24; the second channel 32 comprises at least one respective lateral opening 32a - angularly offset with respect to the lateral opening 31 a of the first channel 31 with respect to an axis of rotation Z of the distribution body - configured to be placed in fluid communication with the second passage 26 of the valve body 24. The distribution body 28, following the rotation inside the housing seat 25 around its own axis Z, is configured to selectively determine the conditions of inlet, expansion and discharge of the volumetric expander 4.

Le aperture laterali 31 a, 32a - rispettivamente del primo e secondo canale 31, 32 del corpo valvolare 24 - sono configurate per essere poste in diretta comunicazione di fluido con la camera di espansione rispettivamente per mezzo del primo e secondo passaggio 26, 27. The side openings 31 a, 32a - respectively of the first and second channels 31, 32 of the valve body 24 - are configured to be placed in direct fluid communication with the expansion chamber by means of the first and second passage 26, 27 respectively.

Durante la condizione d’immissione del fluido di lavoro all'interno della camera di espansione 7 si ha un prefissato posizionamento del primo e secondo canale 31, 32. In particolare, durante tale condizione l’apertura 31 a del primo canale 31 è rivolto verso l’ingresso 8 della camera di espansione: con una certa e predefinita posizione di rotazione del corpo di distribuzione 28, l’apertura 31 a va a disporsi davanti al primo passaggio 26, in particolare all’ingresso 8 (figure 10 e 11 ). In questa stessa condizione d’immissione, l’apertura laterale 32a del secondo canale 32 è rivolta in contrapposizione al secondo passaggio 27, in particolare all’uscita 9. Nella condizione di scarico invece, l’apertura laterale 31 a è rivolta da parte opposta alla camera di espansione 7 (figura 12) disponendosi da parte opposta al primo passaggio 26, in particolare all’ingresso 8. In questa stessa posizione del corpo 28, l’apertura laterale 32a è rivolta verso la camera di espansione 7 in comunicazione di fluido con il secondo passaggio 27, in particolare all’uscita 9. During the condition in which the working fluid is introduced into the expansion chamber 7 there is a predetermined positioning of the first and second channels 31, 32. In particular, during this condition the opening 31 a of the first channel 31 faces the inlet 8 of the expansion chamber: with a certain and predefined position of rotation of the distribution body 28, the opening 31 a is arranged in front of the first passage 26, in particular at the inlet 8 (Figures 10 and 11). In this same inlet condition, the lateral opening 32a of the second channel 32 faces opposite to the second passage 27, in particular to the outlet 9. In the unloading condition, on the other hand, the lateral opening 31 a faces the opposite side to the expansion chamber 7 (figure 12) being placed on the opposite side to the first passage 26, in particular to the inlet 8. In this same position of the body 28, the lateral opening 32a faces towards the expansion chamber 7 communicating with fluid with the second passage 27, in particular at exit 9.

Pertanto, durante la rotazione del corpo di distribuzione 28, la camera di espansione 7 viene messa in comunicazione con l'esterno in modo alternato per mezzo del primo e secondo canale 31 e 32, in particolare delle rispettive aperture 31 a e 32a. Per cui il flusso di lavoro allo stato gassoso, proveniente dal revaporizzatore 3 può immettersi nella camera di espansione 7, attraversando in successione la sede di alloggiamento 25, il canale d’immissione 29, il primo canale 31, il primo passaggio 26 e l'ingresso 8 per finire all’interno della camera di espansione 7 (figura 11 ). Per quanto riguarda il percorso di uscita fluido di lavoro dall'interno della camera 7 verso l'esterno, può essere naturalmente realizzata una soluzione analoga. Dall’interno della camera 7 lo stesso flusso di lavoro può fuoriuscire attraversando in successione l’uscita 9, il secondo passaggio 27, il secondo canale 32, il canale d’emissione 30 per finire nel secondo condotto 61 ed infine nella camera di scarico. L’ingresso generale 51 dell’involucro 50 è in comunicazione di fluido diretta esclusivamente con il canale d’immissione 29 della valvola 10: l’ingresso generale 51 non comunica direttamente con la camera di scarico e con l’uscita generale 52 dell'involucro. L’uscita generale 52 comunica direttamente con la camera di scarico del corpo 52 la quale è in comunicazione di fluido diretta con il canale di emissione 30 della valvola 10. Therefore, during the rotation of the distribution body 28, the expansion chamber 7 is put into communication with the outside in an alternating way by means of the first and second channels 31 and 32, in particular of the respective openings 31a and 32a. Therefore, the work flow in the gaseous state, coming from the revaporizer 3 can enter the expansion chamber 7, passing through the housing seat 25, the inlet channel 29, the first channel 31, the first passage 26 and the inlet 8 to end up inside the expansion chamber 7 (figure 11). As regards the working fluid outlet path from the inside of the chamber 7 to the outside, an analogous solution can of course be realized. From inside the chamber 7 the same work flow can flow out through the exit 9, the second passage 27, the second channel 32, the emission channel 30 to end up in the second duct 61 and finally in the discharge chamber. The general inlet 51 of the casing 50 is in direct fluid communication exclusively with the inlet channel 29 of the valve 10: the general inlet 51 does not communicate directly with the discharge chamber and with the general outlet 52 of the casing . The general outlet 52 communicates directly with the discharge chamber of the body 52 which is in direct fluid communication with the emission channel 30 of the valve 10.

Come sopra descritto, l’espansore 4 comprende inoltre almeno un organo di trasmissione 53 disposto nell'involucro 50, internamente alla camera di scarico del fluido di lavoro, connesso - da un lato - alla valvola 10 e - dall’altro lato - all’albero principale 11: l’organo di trasmissione 53 è configurato per sincronizzare la condizione di immissione, la condizione di espansione e la condizione di scarico del fluido di lavoro con la rotazione dell’albero principale 11. As described above, the expander 4 also comprises at least one transmission member 53 arranged in the casing 50, inside the working fluid discharge chamber, connected - on one side - to the valve 10 and - on the other side - to the main shaft 11: the transmission member 53 is configured to synchronize the inlet condition, the expansion condition and the discharge condition of the working fluid with the rotation of the main shaft 11.

In particolare, l’organo di trasmissione 53 è alloggiato almeno in parte nella cavità dell'involucro 50 ed in pare all’interno del corpo valvolare 24. In maggiore dettaglio, l’organo di trasmissione 53 è vincolato, da un lato, al corpo di distribuzione 28 di ciascuna valvola e, dall’altro lato, all’albero principale 11. Come visibile ad esempio in figura 10 almeno parte dell’organo 53 è alloggiato all’interno del secondo condotto 61 e riceve il fluido di lavoro in uscita dalla camera di espansione (in uscita da ciascuna camera di espansione). In particular, the transmission member 53 is housed at least in part in the cavity of the casing 50 and apparently inside the valve body 24. In greater detail, the transmission member 53 is constrained, on one side, to the body distribution valve 28 of each valve and, on the other side, to the main shaft 11. As can be seen for example in Figure 10 at least part of the member 53 is housed inside the second duct 61 and receives the working fluid leaving the expansion chamber (at the outlet from each expansion chamber).

In maggiore dettaglio ancora, l’organo di trasmissione 53, per ciascuna valvola 10 dell’espansore 4 - comprende almeno una prima ruota dentata 54 calettata sul corpo di distribuzione 28 della valvola 10. L’organo di trasmissione 53 comprende almeno una seconda ruota dentata 55 calettata sull’albero principale 11 connessa alla prima ruota dentata 54 (in particolare a ciascuna ruota dentata 54). Nelle unite figure è stata illustrata una forma di realizzazione preferenziale dell’invenzione in cui l’organo di trasmissione comprende - per ciascuna prima ruota dentata 54 - almeno un organo intermedio 56 - ad esempio una ruota dentata 56 - configurata per collegare nel movimento la prima e la seconda ruota dentata 54, 55. In still greater detail, the transmission member 53, for each valve 10 of the expander 4 - comprises at least a first toothed wheel 54 keyed to the distribution body 28 of the valve 10. The transmission element 53 comprises at least a second toothed wheel 55 keyed onto the main shaft 11 connected to the first toothed wheel 54 (in particular to each toothed wheel 54). In the accompanying figures, a preferential embodiment of the invention has been illustrated in which the transmission member comprises - for each first toothed wheel 54 - at least one intermediate member 56 - for example a toothed wheel 56 - configured to connect the first and the second toothed wheel 54, 55.

In particolare, ciascuna prima ruota dentata 54 è alloggiata almeno in parte airinterno di un rispettivo corpo valvolare 24 ed almeno in parte all'interno di un rispettivo secondo condotto 61 dell'involucro 50. La seconda ruota dentata è invece internamente alloggiata nella camera di scarico mentre ciascuna ruota dentata 56 è almeno in parte alloggiata nella camera di scarico ed almeno in parte all’interno del rispettivo secondo condotto 61. In particular, each first toothed wheel 54 is housed at least partly inside a respective valve body 24 and at least partly inside a respective second duct 61 of the casing 50. The second toothed wheel is instead internally housed in the discharge chamber while each toothed wheel 56 is at least partially housed in the discharge chamber and at least partially inside the respective second duct 61.

L’organo di trasmissione 53 fa sì che, ad ogni rotazione completa dell'albero principale 11, l’apertura di aspirazione 31 a ruoti per un breve intervallo, compreso nella stessa rotazione completa, davanti all’ingresso 8 in modo da mettere in comunicazione permanente la camera 7 con l’evaporizzatore 3. The transmission member 53 causes, with each complete rotation of the main shaft 11, the intake opening 31 to rotate for a short interval, included in the same complete rotation, in front of the inlet 8 so as to put in communication permanent chamber 7 with evaporator 3.

In un intervallo successivo della stessa rotazione, il corpo di distribuzione 28 chiude l'accesso all’ingresso 8, e mette in comunicazione la camera 7 con l’uscita 9. In a subsequent interval of the same rotation, the distribution body 28 closes the access to the inlet 8, and connects the chamber 7 with the outlet 9.

In pratica, l’organo di trasmissione 53 è configurato per mettere selettivamente ciascuna camera di espansione 7 dell’espansore in comunicazione con il primo e secondo passaggio 26 e 27 per l'immissione e lo scarico del fluido di lavoro secondo una sequenza sincronizzata con il movimento e la posizione di ciascun pistone 6: tale sequenza di apertura/chiusura dell’ingresso 8, e di apertura/chiusura dell’uscita 9 sono comandate da, e comprese nella stessa e singola rotazione, dall'albero principale 11. In practice, the transmission member 53 is configured to selectively put each expansion chamber 7 of the expander in communication with the first and second passages 26 and 27 for the inlet and discharge of the working fluid according to a sequence synchronized with the movement and position of each piston 6: this sequence of opening / closing of the inlet 8, and opening / closing of the outlet 9 are controlled by, and included in the same single rotation, by the main shaft 11.

Di fatto, l’organo di trasmissione è configurato per sincronizzare almeno la condizione di immissione e la condizione di scarico del fluido di lavoro delle varie camere di espansione 7 in modo tale che la condizione di immissione, o rispettivamente la condizione di scarico, di una camera di espansione 7 risulti temporalmente sfalsata rispetto ad una condizione di immissione, o rispettivamente ad una condizione di scarico, di un’altra camera di espansione 7. In fact, the transmission member is configured to synchronize at least the inlet condition and the discharge condition of the working fluid of the various expansion chambers 7 in such a way that the inlet condition, or respectively the discharge condition, of a expansion chamber 7 is temporally offset with respect to an inlet condition, or respectively to an unloading condition, of another expansion chamber 7.

Pertanto, l'immissione di un flusso di lavoro allo stato gassoso con una adeguata pressione, e con le modalità sopra spiegate, dentro la camera di espansione 7, si ottiene un prefissato movimento alternato del pistone 6 dentro la camicia 5; tale movimento trasforma tale movimento in un movimento rotatorio dell’albero 11 , che può essere utilizzato per azionare un generatore elettrico 12, come illustrato nelle unite figure, generale composto da un rotore, calettato sull’albero principale 11 (figura 4), ed uno statore, in sé noti. Therefore, the introduction of a work flow in the gaseous state with an adequate pressure, and with the modalities explained above, inside the expansion chamber 7, a predetermined alternating movement of the piston 6 inside the jacket 5 is obtained; this movement transforms this movement into a rotary movement of the shaft 11, which can be used to drive an electric generator 12, as illustrated in the accompanying figures, generally composed of a rotor, keyed on the main shaft 11 (figure 4), and a stator, known per se.

Il generatore elettrico 12 quindi genera una o più tensioni elettriche atte ad alimentare, mediante opportuni collegamenti elettrici, non mostrati, i dispositivi utilizzatori che possono assumere una estrema varietà di forme, impieghi e natura. Come precedentemente accennato, rimpianto 100 può comprendere un’unità di controllo 33; vantaggiosamente, tale unità 33 è connessa al corpo di distribuzione 28 e/o all’albero principale 11 ed è configurata per monitorare la posizione e la movimentazione di questi ultimi. The electric generator 12 therefore generates one or more electric voltages suitable for supplying, by means of suitable electric connections, not shown, the user devices which can take on an extreme variety of forms, uses and nature. As previously mentioned, regret 100 can comprise a control unit 33; advantageously, this unit 33 is connected to the distribution body 28 and / or to the main shaft 11 and is configured to monitor the position and movement of the latter.

Procedimento per la produzione di energia elettrica. Procedure for the production of electricity.

È inoltre oggetto della presente invenzione procedimento per la conversione di energia termica in energia elettrica. Il procedimento comprende una fase di circolazione del fluido di lavoro il cui moto viene impartito dalla pompa 13. Il fluido di lavoro, spinto dalla pompa 13 raggiunge l’evaporizzatore 3 il quale, grazie alla sorgente calda H riscalda il fluido di lavoro fino alla sua evaporazione (condizione visibile nella schematizzazione di figura 1 ). The present invention also relates to a process for converting thermal energy into electrical energy. The process comprises a phase of circulation of the working fluid whose motion is imparted by the pump 13. The working fluid, pushed by the pump 13 reaches the evaporator 3 which, thanks to the hot source H heats the working fluid up to its evaporation (condition visible in the schematic of figure 1).

Il salto di pressione imposto dalla pompa 13 è sostanzialmente il salto richiesto dal ciclo in funzione delle condizioni di lavoro. In altri termini la pompa 13 viene alimentata dal fluido allo stato liquido alla pressione di condensazione a meno del sotto-raffreddamento. La pressione in uscita dipende dalla pressione di evaporazione che è pari alla pressione di evaporazione fluido di lavoro ovvero dalla temperatura della fonte calda a meno del surriscaldamento. La portata di massa del fluido di lavoro dipende potenza termica disponibile e del surriscaldamento imposto. Il procedimento può comprendere delle fasi aggiuntive di riscaldamento del fluido precedenti alle fasi di evaporizzazione. In particolare, il procedimento può comprendere una fase di recupero del calore per mezzo deN’economizzatore 36: tale fase consente di riscaldare il fluido di lavoro in uscita dalla pompa per mezzo del fluido di lavoro in uscita dall’espansore. The pressure jump imposed by the pump 13 is substantially the jump required by the cycle as a function of the working conditions. In other words, the pump 13 is fed by the fluid in the liquid state at the condensation pressure unless under-cooling. The outlet pressure depends on the evaporation pressure which is equal to the evaporation pressure of the working fluid or on the temperature of the hot source unless overheating. The mass flow rate of the working fluid depends on the available heat output and the imposed superheat. The process can comprise additional steps of heating the fluid preceding the evaporation steps. In particular, the process may include a heat recovery phase by means of economizer 36: this phase allows to heat the working fluid leaving the pump by means of the working fluid leaving the expander.

Il procedimento può inoltre presentare una fase di preriscaldamento del fluido di lavoro in uscita daN’economizzatore 36 per mezzo del terzo scambiatore di calore 18. La fase di preriscaldamento consente di riscaldare il fluido di lavoro senza causare l’evaporazione di quest’ultimo. Il calore per il preriscaldamento viene prelevato dalla sorgente calda H in uscita dall’evaporizzatore 3. Al fine di ottimizzare in modo corretto il processo è possibile dimensionare l’evaporizzatore 3 e il preriscaldatore 18 al fine che possano rispettivamente operare in scambio di calore tra fluido/gas e fluido/fluido. The process may also present a preheating phase of the working fluid leaving N economizer 36 by means of the third heat exchanger 18. The preheating phase allows the working fluid to be heated without causing the latter to evaporate. The heat for preheating is taken from the hot source H leaving the evaporator 3. In order to correctly optimize the process, it is possible to size the evaporator 3 and the preheater 18 so that they can respectively operate in heat exchange between fluid / gas and fluid / fluid.

Successivamente alla fase di evaporizzazione, il fluido di lavoro allo stato gassoso raggiunge l’espansore volumetrico 4: il fluido di lavoro attraversa in successione la sede di alloggiamento 25 della valvola 10, il canale d’immissione 29, il primo canale 31, l’apertura 31a, il primo passaggio 26, l’ingresso 8 fino ad immettersi nella camera di espansione 7: tali fasi determinando la condizione di immissione del fluido di lavoro. After the evaporation phase, the working fluid in the gaseous state reaches the volumetric expander 4: the working fluid passes in succession through the housing seat 25 of the valve 10, the inlet channel 29, the first channel 31, the opening 31a, the first passage 26, the inlet 8 until it enters the expansion chamber 7: these phases determine the condition of inlet of the working fluid.

Successivamente alla fase d’immissione, l’espansore determina la fase di espansione (ingresso 8 e uscita 9 sono chiusi e conseguente espansione del fluido) grazie alla sua maggiore pressione. Per effetto di tale espansione, il pistone 6 viene sollecitato a muoversi in senso alternato (espansore alternativo) o rotatorio (espansore rotativo), in modo in sé noto, mettendo in rotazione quindi l’albero principale 11 ed in definitiva aziona detto generatore elettrico 12. After the inlet phase, the expander determines the expansion phase (inlet 8 and outlet 9 are closed and consequent expansion of the fluid) thanks to its greater pressure. As a result of this expansion, the piston 6 is urged to move in an alternating (alternative expander) or rotary (rotary expander) direction, in a per se known manner, thus rotating the main shaft 11 and ultimately activating said electric generator 12 .

II flusso di gas viene quindi espulso dalla camera di espansione 7 attraverso l’uscita 9, il secondo passaggio 27, l’apertura 32a, il canale d’emissione 30 fino ad uscire dal corpo 24 della valvola 10 e poi dall’uscita generale 52 dell’involucro 50. The gas flow is then expelled from the expansion chamber 7 through the outlet 9, the second passage 27, the opening 32a, the emission channel 30 until it exits from the body 24 of the valve 10 and then from the general outlet 52 housing 50.

Da qui, il circuito 2 medesimo convoglia il fluido di lavoro nel condensatore 16 nel quale tale fluido viene condensato ed inviato al serbatoio di raccolta 17. From here, the circuit 2 itself conveys the working fluid into the condenser 16 in which this fluid is condensed and sent to the collection tank 17.

II serbatoio 17 è in comunicazione di fluido con la pompa 13 la quale pesca direttamente da detto serbatoio per far circolare nuovamente il fluido di lavoro nel circuito. In maggiore dettaglio, il serbatoio di raccolta 17 è interposto tra il condensatore 16 e la pompa 13 e permette l’accumulo di fluido di lavoro allo stato liquido: in tale condizione, il serbatoio 17 garantisce alla pompa 13 il pescaggio di liquido evitando il pescaggio di eventuali molle d’aria garantendo pertanto un’alimentazione continua di liquido. The tank 17 is in fluid communication with the pump 13 which draws directly from said tank to make the working fluid circulate again in the circuit. In greater detail, the collection tank 17 is interposed between the condenser 16 and the pump 13 and allows the accumulation of working fluid in the liquid state: in this condition, the tank 17 ensures that the pump 13 draws liquid avoiding the draft. of any air springs thus ensuring a continuous supply of liquid.

Procedimento di avviamento dell’espansore volumetrico. Procedure for starting the volumetric expander.

Forma inoltre oggetto della presente invenzione un procedimento di avviamento dell’espansore volumetrico 4 in accordo con una o più delle unite rivendicazioni e/o in accordo con la descrizione sopra riportata. The present invention also relates to a process for starting the volumetric expander 4 in accordance with one or more of the attached claims and / or in accordance with the above description.

Il procedimento comprende una fase di immissione di fluido di lavoro allo stato gassoso nella camera di scarico dell’involucro 50 attraverso l’ulteriore ingresso 59. Il fluido di lavoro immesso attraverso l’ingresso ausiliario 59 presenta una temperatura inferiore a 150 °C, in particolare compresa tra 25 °C e 100 °C; il fluido di lavoro allo stato gassoso viene immesso in pressione nella camera di scarico tramite l’ulteriore ingresso 59 ad una pressione compreso tra 4 bar e 30 bar, in particolare tra 4 bar e 25 bar, ancora più in particolare tra 7 bar e 25 bar. Durante tale fase di immissione, il fluido di lavoro entra nella camera di scarico e fuoriesce dall’uscita generale 52. Durante tale fase di immissione il fluido di lavoro non raggiunge l’ingresso generale 51: durante tale fase di immissione non è prevista l’immissione di ulteriore fluido di lavoro attraverso l’ingresso generale 51. The process comprises a step of injecting the gaseous working fluid into the discharge chamber of the casing 50 through the further inlet 59. The working fluid injected through the auxiliary inlet 59 has a temperature below 150 ° C, in particular between 25 ° C and 100 ° C; the working fluid in the gaseous state is introduced under pressure into the discharge chamber through the further inlet 59 at a pressure between 4 bar and 30 bar, in particular between 4 bar and 25 bar, even more particularly between 7 and 25 bar bar. During this inlet phase, the working fluid enters the discharge chamber and exits from the general outlet 52. During this inlet phase, the working fluid does not reach the general inlet 51: during this inlet phase no discharge is provided. introduction of further working fluid through the general inlet 51.

Il passaggio di fluido caldo consente di consente di riscaldare almeno in parte l’organo di trasmissione 53, il pistone 6, l'involucro 50, la valvola 10 ed il manovellismo 37. The passage of hot fluid allows to heat at least in part the transmission member 53, the piston 6, the casing 50, the valve 10 and the crank mechanism 37.

La fase di immissione consente di riscaldare, tramite il fluido di lavoro allo stato gassoso immesso tramite l’ulteriore ingresso 59, eventuale fluido di lavoro allo stato liquido presente nell’espansore in modo tale da consentire, per almeno parte di detto fluido di lavoro allo stato liquido, il passaggio di stato da liquido a gassoso. Al termine della fase di immissione il procedimento prevede una fase di immissione del fluido di lavoro allo stato gassoso esclusivamente attraverso l’ingresso generale 51 in modo tale da determinare una condizione di avviamento dell’espansore volumetrico 4. The introduction phase allows to heat, by means of the working fluid in the gaseous state introduced through the further inlet 59, any working fluid in the liquid state present in the expander in such a way as to allow, for at least part of said working fluid to liquid state, the transition of state from liquid to gaseous. At the end of the entry phase, the procedure provides for a phase of entry of the working fluid in the gaseous state exclusively through the general inlet 51 in such a way as to determine a starting condition of the volumetric expander 4.

VANTAGGI DEL TROVATO ADVANTAGES OF THE FOUND

La presente invenzione consente di ottenere considerevoli vantaggi rispetto alle soluzioni dell’arte nota. L’espansore volumetrico 4 come sopra descritto comprende almeno un pistone 6, una valvola 10, organi di trasmissione 53 ed un manovellismo 37 tutti disposti all’interno dell’involucro 50: l’espansore 4 presenta una struttura semplice e compatta che ne agevola l’installazione sull’impianto 100. Grazie all’involucro 50 che alloggia una porzione di albero motore 11, i pistoni 6, gli organi di trasmissione 53, le valvole 10 ed il manovellismo 37 - è possibile (dovendo effettuare un intervento qualsiasi) smontare l’intero gruppo (espansore 4) ed inserirne uno nuovo con minime azioni. È inoltre da rilevare che la presenza del gruppo di trasmissione 53 all'interno dell'involucro 50 - ed in particolare almeno in parte nella camera di scarico - consente l’automatica lubrificazioni di tali organi 53 durante il funzionamento dell’espansore 4 (ovvero durante la condizione operativa in cui l’albero principale 11 è portato in rotazione). Di fatto, il fluido di lavoro in uscita dalla valvola 10 investe gli organi di trasmissione 53 e si immette nella camera di scarico. In questo modo, l’espansore 4 non richiede sistemi di lubrificazioni aggiuntivi necessari per le parti mobili. È inoltre da rilevare che anche il manovellismo 37 opera all'interno della camera di scarico e viene investito dal fluido di lavoro in uscita dall’espansore. La struttura dell’espansore 4 oggetto della presente invenzione garantisce quindi l’automatica ed efficiente lubrificazione di tutti i componenti interno all'involucro 50. The present invention allows to obtain considerable advantages with respect to the solutions of the known art. The volumetric expander 4 as described above comprises at least a piston 6, a valve 10, transmission members 53 and a crank mechanism 37 all arranged inside the casing 50: the expander 4 has a simple and compact structure which facilitates its installation on the system 100. Thanks to the casing 50 which houses a portion of the crankshaft 11, the pistons 6, the transmission elements 53, the valves 10 and the crank mechanism 37 - it is possible (having to carry out any intervention) to disassemble the whole group (expander 4) and insert a new one with minimal actions. It should also be noted that the presence of the transmission unit 53 inside the casing 50 - and in particular at least partially in the discharge chamber - allows the automatic lubrication of these members 53 during the operation of the expander 4 (i.e. during the operating condition in which the main shaft 11 is rotated). In fact, the working fluid leaving the valve 10 strikes the transmission members 53 and enters the discharge chamber. In this way, the expander 4 does not require additional lubrication systems necessary for the moving parts. It should also be noted that the crank mechanism 37 also operates inside the discharge chamber and is hit by the working fluid leaving the expander. The structure of the expander 4 object of the present invention therefore guarantees the automatic and efficient lubrication of all the components inside the casing 50.

Grazie al trovato, si ha quindi agevolezza nel montare e smontare l’intero espansore 4 in un sol pezzo e si ottiene un’ottimale lubrificazione di tutte le parti mobili, Si rileva inoltre che la presenza dell’ulteriore ingresso 59 consente di portare in modo rapido fluido di lavoro caldo ed in pressione all’interno dell’involucro 50 anche in condizioni di espansore fermo ossia con rotazione dell’albero principale 11 esclusa e senza far entrare fluido di lavoro nella camera di espansione 7. Thanks to the invention, it is therefore easy to assemble and disassemble the entire expander 4 in a single piece and an optimal lubrication of all the moving parts is obtained. rapid hot and pressurized working fluid inside the casing 50 even in conditions of stationary expander, i.e. with rotation of the main shaft 11 excluded and without allowing the working fluid to enter the expansion chamber 7.

L’ulteriore ingresso 59 consente al fluido di lavoro allo stato gassoso di essere direttamente immesso nella camera di scarico: il fluido spurga e contemporaneamente scalda tutte le componenti interne dell’espansore in modo tale da consentire il passaggio allo stato gassoso di eventuali condensati liquidi interni all’espansore 4 generabili in condizioni di fermo dell’espansore. The further inlet 59 allows the working fluid in the gaseous state to be directly introduced into the discharge chamber: the fluid purges and simultaneously heats all the internal components of the expander in such a way as to allow the passage to the gaseous state of any internal liquid condensates to the expander 4 which can be generated when the expander is stopped.

Poiché il fluido di lavoro in arrivo è caldo, in pressione ed allo stato gassoso, si ha un trasferimento energetico efficiente e di gran lunga maggiore rispetto ad un riscaldamento estemporaneo dall’esterno: allo stesso tempo si mantiene l’effetto di spurgo meccanico di eventuali fasi liquide da parte del flusso entrante. E’ inoltre da rilevare che l’ingresso ausiliario 59 consente di sfruttare l’energia termica a disposizione del fluido di lavoro senza consumi di energia elettrica; infatti, grazie alla presenza dell’ingresso 59 è possibile evitare consumi di energia elettrica per il riscaldamento dell’espansore ed in questo modo mantenere elevati i rendimenti dell’intero impianto 100 (non si ha consumo di energia elettrica che andrebbe sottratta all’energia elettrica prodotta dall’impianto 100). Since the incoming working fluid is hot, under pressure and in a gaseous state, there is an efficient energy transfer that is far greater than an extemporaneous heating from the outside: at the same time the mechanical purge effect of any liquid phases by the incoming stream. It should also be noted that the auxiliary input 59 allows you to take advantage of the thermal energy available to the working fluid without consuming electricity; in fact, thanks to the presence of the entrance 59 it is possible to avoid the consumption of electricity for heating the expander and in this way keep the efficiency of the entire system 100 high (there is no consumption of electricity which should be subtracted from the electricity produced by plant 100).

Grazie al trovato si possono eseguire facilitate operazioni riavvio dell’espansore 4 dopo condizioni di eventuale fermo macchina poiché tutte le parti mobili sono in un unico involucro 50 quasi ermetico che può essere riscaldato efficacemente adducendo fluido caldo al suo interno. Thanks to the invention, it is possible to carry out easier restarting operations of the expander 4 after conditions of possible machine stop since all the moving parts are in a single almost hermetic casing 50 which can be efficiently heated by adding hot fluid inside it.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI 1. Espansore volumetrico (4) per un impianto a ciclo chiuso, in particolare a ciclo Rankine, detto espansore volumetrico (4) comprendendo: > almeno un involucro (50) presentante almeno un ingresso generale (51) configurato per consentire immissione di un fluido di lavoro all'interno dell'involucro (50) ed almeno un’uscita generale (52) configurata per consentire l’espulsione del fluido di lavoro da detto involucro (50), > un pistone (6) alloggiato in detto involucro (50) ed atto a definire una camera di espansione (7) a volume variabile, > un albero principale (11) cinematicamente collegato al pistone (6) e configurato per muoversi di moto rotatorio attorno ad un asse principale (X), > almeno una valvola (10) associata all'involucro (50) configurata per aprire e chiudere selettivamente un ingresso ed un’uscita (8, 9) di detta camera di espansione (7) consentendo almeno: o una condizione di immissione del fluido di lavoro nella camera di espansione (7), o una condizione di espansione del fluido di lavoro nella camera di espansione (7), ed o una condizione di scarico del fluido di lavoro da detta camera di espansione (7), in cui l'involucro (50) definisce al proprio interno una camera di scarico in comunicazione di fluido diretta con l’uscita generale (52), la camera di scarico essendo inoltre configurata per essere posta in comunicazione di fluido diretta con l’uscita (9) della camera di espansione (7) durante la condizione di scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione (7) medesima, ed in cui l'involucro (50) comprende almeno un ingresso ausiliario (59) il quale risulta esclusivamente in comunicazione diretta con la camera di scarico dell'involucro (50) e quindi, attraverso quest’ultima, con l’uscita generale (52), l’ingresso ausiliario (59) essendo configurato per consentire l’immissione di fluido di lavoro direttamente all’interno dell'involucro (50). CLAIMS 1. Volumetric expander (4) for a closed cycle plant, in particular a Rankine cycle, called volumetric expander (4) comprising: > at least one casing (50) having at least one general inlet (51) configured to allow the introduction of a working fluid inside the casing (50) and at least one general outlet (52) configured to allow the expulsion of the fluid working from said casing (50), > a piston (6) housed in said casing (50) and able to define an expansion chamber (7) with variable volume, > a main shaft (11) kinematically connected to the piston (6) and configured to rotate around a main axis (X),> at least one valve (10) associated with the casing (50) configured to selectively open and close an inlet and an outlet (8, 9) of said expansion chamber (7) allowing at least: o a condition of introduction of the working fluid into the expansion chamber (7), or an expansion condition of the working fluid in the expansion chamber (7), ed or a condition of discharge of the working fluid from said expansion chamber (7), wherein the casing (50) internally defines a discharge chamber in direct fluid communication with the general outlet (52), the discharge chamber being further configured to be placed in direct fluid communication with the outlet ( 9) of the expansion chamber (7) during the condition of discharge of the working fluid from the expansion chamber (7) itself, and in which the casing (50) comprises at least one auxiliary inlet (59) which is exclusively in direct communication with the discharge chamber of the casing (50) and therefore, through the latter, with the general outlet (52 ), the auxiliary inlet (59) being configured to allow the introduction of working fluid directly into the enclosure (50). 2. Espansore secondo la rivendicazione 1 , in cui l’ingresso ausiliario (59) non è in comunicazione di fluido diretta con l’ingresso generale (51), detto ingresso ausiliario (59) essendo configurato per consentire la diretta immissione e la successiva circolazione di fluido di lavoro allo stato gassoso nella camera di scarico interna all’involucro (50). 2. Expander according to claim 1, wherein the auxiliary inlet (59) is not in direct fluid communication with the general inlet (51), said auxiliary inlet (59) being configured to allow direct entry and subsequent circulation of working fluid in the gaseous state in the discharge chamber inside the casing (50). 3. Espansore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’involucro (50) comprende: > una parete laterale estendentesi tra una prima ed una seconda porzione d’estremità longitudinale (50a, 50b), detta parete laterale estendendosi in spessore tra una superficie esterna ed una superficie interna, detta superficie interna delimitante una cavità interna dell’involucro (50) definente almeno parte della camera di scarico disposta all’interno dell’involucro (50) medesimo, > in corrispondenza della prima porzione d’estremità longitudinale (50a), un elemento di chiusura frontale (57), > in corrispondenza della seconda porzione d’estremità longitudinale (50b), un elemento di chiusura posteriore (58), in cui l’ingresso generale (51 ) dell’involucro (50) è definito sull’elemento di chiusura frontale (57) o sull’elemento di chiusura posteriore (58), ed in cui l’uscita generale (52) dell’involucro (50) è definita sull’elemento di chiusura frontale (57) o sull’elemento di chiusura posteriore (58), ed in cui l’ingresso ausiliario (59) è definito sull’elemento di chiusura frontale (57) o sull’elemento di chiusura posteriore (58), opzionalmente in cui la superficie interna della parete laterale dell’involucro (50), unitamente a detti elementi di chiusura frontale e posteriore, delimitano la cavità interna dell’involucro (50) medesimo. 3. Expander according to any of the preceding claims, in which the envelope (50) comprises: > a lateral wall extending between a first and a second longitudinal end portion (50a, 50b), said lateral wall extending in thickness between an external surface and an internal surface, said internal surface delimiting an internal cavity of the casing (50) defining at least part of the discharge chamber arranged inside the casing (50) itself,> in correspondence with the first longitudinal end portion (50a), a front closure element (57), > in correspondence with the second portion of the longitudinal end (50b), a rear closing element (58), wherein the general inlet (51) of the enclosure (50) is defined on the front closure member (57) or on the rear closure member (58), and in which the general outlet (52) of the enclosure (50) is defined on the front closure member (57) or on the rear closure member (58), and in which the auxiliary input (59) is defined on the front closing element (57) or on the rear closing element (58), optionally in which the internal surface of the side wall of the casing (50), together with said front and rear closure elements, delimit the internal cavity of the casing (50) itself. 4. Espansore secondo la rivendicazione precedente, in cui l’ingresso generare (51) e l’ingresso ausiliario (59) sono disposti entrambi sull’elemento di chiusura frontale (57) oppure entrambi sull’elemento di chiusura posteriore (58) dell’involucro (50), in particolare l’ingresso generale (51) e l’uscita generale (52) dell’involucro (50) sono entrambi definiti sull’elemento di chiusura frontale (57) o sull’elemento di chiusura posteriore (58) dell’involucro (50), opzionalmente l’ingresso generale (51), l’uscita generale (52) e l’ingresso ausiliario (59) sono definiti sull’elemento di chiusura frontale (57). 4. Expander according to the preceding claim, wherein the generating inlet (51) and the auxiliary inlet (59) are both arranged on the front closing element (57) or both on the rear closing element (58) of the enclosure (50), in particular the general inlet (51) and the general outlet (52) of the casing (50) are both defined on the front closing element (57) or on the rear closing element (58) of the casing (50 ), optionally the general input (51), the general output (52) and the auxiliary input (59) are defined on the front closing element (57). 5. Espansore secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui l'involucro (50) comprende un corpo tubolare cavo presentante un’apertura passante estendentesi tra la prima e la seconda porzione d’estremità longitudinale (50a, 50b) e delimitata almeno in parte dalla superficie interna, in corrispondenza della prima e seconda porzione d’estremità (50a, 50b) l'involucro (50) presenta rispettivamente un primo ed un secondo accesso, l’elemento di chiusura frontale (57) essendo impegnato in corrispondenza del primo accesso ed essendo configurato per definire, in cooperazione con la superficie interna dell’involucro (50) stesso, una chiusura a tenuta di fluido, Expander according to claim 3 or 4, wherein the casing (50) comprises a hollow tubular body having a through opening extending between the first and second longitudinal end portion (50a, 50b) and delimited at least in part from the internal surface, in correspondence with the first and second end portions (50a, 50b), the casing (50) has a first and a second access respectively, the front closure element (57) being engaged at the first access and being configured to define, in cooperation with the internal surface of the casing (50) itself, a fluid-tight closure, 6. Espansore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui l’involucro (50) comprende almeno un primo ed un secondo condotto di collegamento passante (60, 61) estendentesi tra la superficie interna e la superficie interna dell’involucro, la valvola (10) essendo impegnata in corrispondenza della superficie esterna dell’involucro (50) ed essendo in comunicazione di fluido con il primo e secondo condotto di collegamento passante (60, 61), in cui il primo condotto di collegamento passante (60) è in comunicazione di fluido diretta con l’ingresso generale (51), il primo condotto di collegamento (60) non comunica direttamente con la camera di scarico e con l’uscita generale (52), in cui il secondo condotto di collegamento passante (61 ) è in comunicazione di fluido diretta con la camera di scarico, opzionalmente in cui il primo ed il secondo condotto passante (60, 61) non sono in comunicazione di fluido diretta tra loro. 6. Expander according to any one of claims 3 to 5, wherein the casing (50) comprises at least a first and a second through connection duct (60, 61) extending between the internal surface and the internal surface of the casing, the valve (10) being engaged in correspondence with the outer surface of the casing (50) and being in fluid communication with the first and second through connection ducts (60, 61), in which the first through connection duct (60) is in direct fluid communication with the general inlet (51), the first connection duct (60) does not communicate directly with the discharge chamber and with the general outlet (52 ), in which the second through connection duct (61) is in direct fluid communication with the discharge chamber, optionally in which the first and second through ducts (60, 61) are not in direct fluid communication with each other. 7. Espansore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui l’elemento di chiusura frontale (57) comprende: - una porzione di appoggio (62) attestata ad una parete frontale (50c) dell’involucro (50), detta porzione di appoggio (62) essendo configurata per coprire interamente il primo accesso dell’involucro (50), - una porzione d’innesto (63) emergente dalla porzione di appoggio (62) internamente alla cavità dell’involucro (50) e delimitata da una superficie esterna controsagomata alla superficie interna dell’involucro (50), in cui l’ingresso generale (51) - definito sull’elemento di chiusura frontale (57) -comprende: - una porzione di attacco (51 a) definente una cavità cieca attraversante in spessore la porzione di appoggio (62) ed almeno parte della porzione d’innesto (63) dell’elemento di chiusura frontale (57), - almeno un canale di distribuzione (51 b) in comunicazione di fluido con la porzione di attacco (51 a) ed emergente trasversalmente da quest’ultima fino alla superficie esterna della porzione d’innesto (63), opzionalmente in cui il canale di distribuzione (51 b) è in comunicazione di fluido con il primo condotto passante (60) dell'involucro (50) 7. Expander according to any of claims 3 to 6, in which the front closure element (57) comprises: - a support portion (62) abutting a front wall (50c) of the envelope (50), said support portion (62) being configured to completely cover the first access of the envelope (50), - a graft portion (63) emerging from the support portion (62) inside the envelope cavity (50) and bounded by an external surface counter-shaped to the internal surface of the envelope (50), in which the general entrance (51) - defined on the front closing element (57) - includes: - an attachment portion (51 a) defining a blind cavity through the thickness of the support portion (62) and at least part of the graft portion (63) of the front closure element (57), - at least one distribution channel (51 b) in fluid communication with the attachment portion (51 a) and transversely emerging from the latter up to the external surface of the coupling portion (63), optionally in which the distribution channel (51 b) is in fluid communication with the first through duct (60) of the casing (50) 8. Espansore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la valvola (10) comprende: > un corpo valvolare (24) internamente cavo presentante: o una sede di alloggiamento (25), ad esempio avente forma sostanzialmente cilindrica, sviluppantesi all'interno del corpo valvolare, o almeno un primo ed un secondo passaggio (26, 27) rispettivamente configurati per essere posti in comunicazione di fluido con l'ingresso (8) e l’uscita (9) della camera di espansione (7), > almeno un corpo di distribuzione (28) impegnato per rotazione all'interno della sede di alloggiamento (25) del corpo valvolare e comprendente: o almeno un canale d’immissione (29) in comunicazione di fluido con l’ingresso generale (51) dell'involucro (50), o almeno un canale d’emissione (30) in comunicazione di fluido con la camera di scarico dell'involucro (50) e quindi con l’uscita generale (52) di quest’ultimo, o almeno un primo canale (31) in comunicazione di fluido diretta con il canale d’immissione (29), il primo canale (31) comprendendo almeno un’apertura laterale (31 a) configurata per essere posta in comunicazione di fluido con il primo passaggio (26) del corpo valvolare (24), o almeno un secondo canale (32), distinto e separato dal primo canale (31), in comunicazione di fluido diretta con il canale d’emissione (30), il secondo canale (32) comprendendo almeno una rispettiva apertura laterale (32a) -angolarmente sfalsata rispetto all’apertura laterale (31 a) del primo canale (31) rispetto ad un’asse di rotazione (Z) del corpo di distribuzione -configurata per essere posta in comunicazione di fluido con il secondo passaggio (26) del corpo valvolare (24), il corpo di distribuzione (28), a seguito della rotazione all'interno della sede di alloggiamento (25) attorno al proprio asse (Z), essendo configurato per determinare selettivamente le condizioni d’immissione, espansione e scarico dell’espansore volumetrico (4), in cui l’ingresso generale (51) dell'involucro (50) è in comunicazione di fluido diretta esclusivamente con il canale d’immissione (29) della valvola (10), l’ingresso generale (51) non comunicando direttamente con la camera di scarico e con l’uscita generale (52) dell'involucro, ed in cui l’uscita generale (52) comunica direttamente con la camera di scarico dell'involucro (50) la quale è in comunicazione di fluido diretta con il canale di emissione (30) della valvola (10). Expander according to any one of the preceding claims, wherein the valve (10) comprises: > an internally hollow valve body (24) presenting: or a housing seat (25), for example having a substantially cylindrical shape, extending inside the valve body, or at least a first and a second passage (26, 27) respectively configured to be placed in fluid communication with the inlet (8) and the outlet (9) of the expansion chamber (7), > at least one distribution body (28) engaged for rotation inside the housing seat (25) of the valve body and comprising: or at least one inlet channel (29) in fluid communication with the general inlet (51) of the casing (50), or at least one emission channel (30) in fluid communication with the discharge chamber of the casing (50) and then with the general outlet (52) of the latter, or at least a first channel (31) in direct fluid communication with the inlet channel (29), the first channel (31) comprising at least one side opening (31a) configured to be placed in fluid communication with the first passage (26) of the valve body (24), or at least a second channel (32), distinct and separated from the first channel (31), in direct fluid communication with the emission channel (30), the second channel (32) comprising at least one respective lateral opening (32a) - angularly offset with respect to the lateral opening (31 a) of the first channel (31) with respect to an axis of rotation (Z) of the distribution body - configured to be placed in fluid communication with the second passage (26) of the valve body (24), the distribution body (28), following the rotation inside the housing seat (25) around its own axis (Z), being configured to selectively determine the conditions of inlet, expansion and discharge of the volumetric expander (4 ), in which the general inlet (51) of the casing (50) is in direct fluid communication exclusively with the inlet channel (29) of the valve (10), the general inlet (51) not communicating directly with the chamber and with the general outlet (52) of the casing, ed in which the general outlet (52) communicates directly with the discharge chamber of the casing (50) which is in direct fluid communication with the emission channel (30) of the valve (10). 9. Espansore secondo la rivendicazione precedente, in cui: > il volume variabile di ciascuna camera di espansione è delimitato da una rispettiva camicia (5), operante internamente all'involucro (50), e da detto pistone (6), ospitato scorrevolmente in detta camicia, detti ingresso (8) ed uscita (9) essendo posti su detta camicia la quale delimita una sede (22), in particolare una sede cilindrica, definita sulla parete laterale dell'involucro (50) ed all’interno della quale è mobile di moto alternativo e per scorrimento il pistone (6), > la sede (22) della camicia (5) si estende per tutto lo spessore della parete laterale dell'involucro (50) a definire una cavità passante lo spessore di detta parete laterale, > la valvola (10) è disposta in corrispondenza della camicia (5) in modo tale che le aperture laterali (31 a, 32a) - rispettivamente del primo e secondo canale (31, 32) del corpo valvolare (24) - risultino attestate ed in diretta comunicazione di fluido con la cavità passante definita dalla sede (22) della camicia (5). 9. Expander according to the preceding claim, wherein: > the variable volume of each expansion chamber is delimited by a respective jacket (5), operating inside the casing (50), and by said piston (6), slidably housed in said jacket, said inlet (8) and outlet ( 9) being placed on said jacket which defines a seat (22), in particular a cylindrical seat, defined on the side wall of the casing (50) and inside which the piston (6 ), > the seat (22) of the jacket (5) extends for the entire thickness of the side wall of the casing (50) to define a cavity passing through the thickness of said side wall, > the valve (10) is arranged in correspondence with the jacket (5) so that the side openings (31a, 32a) - respectively of the first and second channels (31, 32) of the valve body (24) - are abutting and in direct fluid communication with the through cavity defined by the seat (22) of the jacket (5). 10. Espansore secondo la rivendicazione 8 o 9 quando la rivendicazione 8 dipende dalla rivendicazione 6 o 7, in cui il canale d’immissione (29) della valvola (10) è in comunicazione di fluido diretta con il primo condotto di collegamento passante (60) dell'involucro (50), il canale di emissione (30) della valvola (10) essendo in comunicazione di fluido diretta con il secondo condotto di collegamento passante (61) dell'involucro (50). Expander according to claim 8 or 9 when claim 8 depends on claim 6 or 7, wherein the inlet channel (29) of the valve (10) is in direct fluid communication with the first through connection duct (60 ) of the casing (50), the emission channel (30) of the valve (10) being in direct fluid communication with the second through connection duct (61) of the casing (50). 11. Espansore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’albero principale (11) è alloggiato almeno in parte all’interno dell’involucro (50), l’espansore volumetrico (4) comprendendo inoltre almeno un organo di trasmissione (53) connesso - da un lato - alla valvola (10) e - dall’altro lato -all’albero principale (11), detto organo di trasmissione (53) essendo configurato per sincronizzare le condizioni di immissione, espansione e scarico del fluido di lavoro dalla camera di espansione (7) con la rotazione dell’albero principale (11), in cui l’organo di trasmissione (53) è disposto nell’involucro (50) internamente alla camera di scarico del fluido di lavoro, ed in cui l’organo di trasmissione (53) è disposto almeno in parte all’interno della cavità dell’involucro (50) tra la prima e seconda porzione d’estremità longitudinale (50a, 50b), opzionalmente l’organo di trasmissione (53) è almeno in parte disposto internamente al corpo valvolare (24) e direttamente impegnato al corpo di distribuzione (28) della valvola (10), l’organo di trasmissione (53) comprendendo: > almeno una prima ruota dentata (54) calettata sul corpo di distribuzione (28) della valvola (10), > almeno una seconda ruota dentata (55) calettata sull’albero principale (11), > almeno un organo intermedio (56) - ad esempio una ruota dentata (56) -configurata per collegare nel movimento la prima e la seconda ruota dentata (54, 55). Expander according to any one of the preceding claims, wherein the main shaft (11) is housed at least partially inside the casing (50), the volumetric expander (4) further comprising at least one transmission member (53 ) connected - on one side - to the valve (10) and - on the other side - to the main shaft (11), said transmission member (53) being configured to synchronize the conditions of inlet, expansion and discharge of the working fluid from the expansion chamber (7) with the rotation of the main shaft (11), in which the transmission member (53) is arranged in the casing (50) inside the discharge chamber of the working fluid, and in which the transmission member (53) is arranged at least in part within the cavity of the casing (50) between the first and second portion of the longitudinal end (50a, 50b), optionally the transmission member (53) is at least partially arranged inside the valve body (24) and directly engaged to the distribution body (28) of the valve (10), the transmission member (53) comprising: > at least one first toothed wheel (54) keyed to the distribution body (28) of the valve (10), > at least one second toothed wheel (55) keyed onto the main shaft (11),> at least one intermediate member (56) - for example a toothed wheel (56) - configured to connect the first and second toothed wheels (54) in motion , 55). 12. Espansore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente un manovellismo (37) vincolato da un lato al pistone (6) e dall’altro lato vincolato all’albero principale (11), detto manovellismo (37) essendo configurato per portare in rotazione l’albero principale (11) attorno all’asse (X) durante lo scorrimento del pistone (6), in cui almeno parte dell’albero principale (11 ) e l’intero manovellismo (37) sono posti nella camera di scarico dell’involucro (50). 12. Expander according to any one of the preceding claims comprising a crank mechanism (37) constrained on one side to the piston (6) and on the other side constrained to the main shaft (11), said crank mechanism (37) being configured to rotate the 'main shaft (11) around the axis (X) during the sliding of the piston (6), in which at least part of the main shaft (11) and the entire crank mechanism (37) are placed in the housing discharge chamber (50). 13. Procedimento di avviamento dell’espansore volumetrico (4) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto procedimento comprendo almeno le seguenti fasi: > immettere fluido di lavoro allo stato gassoso nella camera di scarico dell'involucro (50) attraverso l’ulteriore ingresso (59) in modo da riscaldare almeno in parte l’involucro (50) e la valvola (10), > opzionalmente riscaldare, tramite il fluido di lavoro allo stato gassoso immesso tramite l’ulteriore ingresso (59), eventuale fluido di lavoro allo stato liquido presente nell’espansore in modo tale da consentire, per almeno parte di detto fluido di lavoro allo stato liquido, il passaggio di stato da liquido a gassoso, > terminare la fase di immissione del fluido di lavoro allo stato gassoso tramite l’ulteriore ingresso (59) e procedere con l’immissione di fluido di lavoro allo stato gassoso attraverso l’ingresso generale (52) del corpo in modo tale da determinare una condizione di avviamento dell’espansore volumetrico (4). 13. Procedure for starting the volumetric expander (4) in accordance with any of the preceding claims, said procedure includes at least the following steps: > introduce working fluid in a gaseous state into the discharge chamber of the casing (50) through the additional inlet (59) in order to at least partially heat the casing (50) and the valve (10), > optionally, by means of the working fluid in the gaseous state introduced through the further inlet (59), any working fluid in the liquid state present in the expander in such a way as to allow, for at least part of said working fluid in the liquid state , the change of state from liquid to gaseous, > end the phase of inlet of the working fluid in the gaseous state through the further inlet (59) and proceed with the inlet of the working fluid in the gaseous state through the general inlet (52) of the body in such a way as to determine a starting condition of the volumetric expander (4). 14. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, in cui la fase di immissione del fluido di lavoro allo stato gassoso tramite l’ulteriore ingresso (59) consente di riscaldare almeno in parte l’organo di trasmissione (53), il pistone (6), l'involucro (50), la valvola (10) ed il manovellismo (37). 14. Process according to the preceding claim, in which the step of introducing the working fluid in the gaseous state via the further inlet (59) allows the transmission member (53), the piston (6), to be heated at least in part. the casing (50), the valve (10) and the crank mechanism (37). 15. Procedimento secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui il fluido di lavoro allo stato gassoso immesso nella camera di scarico tramite l’ulteriore ingresso (59) presenta una temperatura inferiore a 150 °C, in particolare compresa tra 25 °C e 100 °C, in cui il fluido di lavoro allo stato gassoso viene immesso in pressione nella camera di scarico tramite l’ulteriore ingresso (59) ad una pressione compreso tra 4 bar e 30 bar, in particolare tra 4 bar e 25 bar, ancora più in particolare tra 7 bar e 25 bar. 15. Process according to claim 13 or 14, wherein the working fluid in the gaseous state introduced into the discharge chamber via the further inlet (59) has a temperature lower than 150 ° C, in particular between 25 ° C and 100 ° C, in which the working fluid in the gaseous state is introduced under pressure into the discharge chamber through the further inlet (59) at a pressure between 4 bar and 30 bar, in particular between 4 bar and 25 bar, even more particularly between 7 bar and 25 bar. 16. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 13 a 15, in cui il fluido di lavoro comprende almeno un fluido di tipo organico, opzionalmente il fluido organico del fluido di lavoro è presente in una percentuale compresa tra il 90% ed il 99%, in particolare tra l’95% ed il 99%, ancora più in particolare intorno al 98%, opzionalmente il fluido organico comprende almeno uno selezionato nel gruppo dei seguenti fluidi: R134A, 245FA, R1234FY, R1234FZ; opzionalmente il fluido organico comprende uno o più idrocarburi, preferibilmente idrocarburi alogenati, ancor più preferibilmente idrocarburi fluorurati, detto fluido di lavoro presentando: > temperatura di fusione compresa tra -110 °C e - 95 °C a pressione atmosferica; > temperatura di ebollizione compresa tra -30 °C e -20 °C a pressione atmosferica; > densità compresa tra 1.15 g/cm<3>e 1.25 g/cm<3>ad una temperatura di 25° C; > pressione di vapore compresa tra 600000 Pa e 700000 Pa ad una temperatura di 25°C.16. Process according to any one of claims 13 to 15, wherein the working fluid comprises at least one fluid of organic type, optionally the organic fluid of the working fluid is present in a percentage comprised between 90% and 99%, in particular between 95% and 99%, even more particularly around 98%, optionally the organic fluid comprises at least one selected from the group of the following fluids: R134A, 245FA, R1234FY, R1234FZ; optionally the organic fluid comprises one or more hydrocarbons, preferably halogenated hydrocarbons, even more preferably fluorinated hydrocarbons, said working fluid presenting: > melting temperature between -110 ° C and - 95 ° C at atmospheric pressure; > boiling temperature between -30 ° C and -20 ° C at atmospheric pressure; > density between 1.15 g / cm <3> and 1.25 g / cm <3> at a temperature of 25 ° C; > vapor pressure between 600000 Pa and 700000 Pa at a temperature of 25 ° C.
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