PT77437B - Moteur rotatif - Google Patents

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Description

Descrição da invenção
tor rotanto de seus móstante, se evapora
A presente invenção refere-se a um mo tivo de fluido termodinâmico que compreende um conju equipamento solidário em rotação e sendo cada um dos dulos formado por duas câmaras rígidas de volume con equidistantes e contendo um fluido termodinâmico que
JS/
1
e se condensa sucessivamente, conforme a câmara é submetida ao efeito da fonte quente ou da fonte fria, sendo as câmaras rígidas e de volume constante.
A presente invenção refere-se em especial a um moinho solar que converte a energia termodinâmica em energia mecânica e eléctrica por intermédio de um fluido termodinâmico em equilíbrio constante (vapor-líquido) e em circuito fechado em anel, e de um segundo fluido (água, óleo, etc.) ou un órgão basculador·
Sao já conhecidos tais dispositivos solares, que asseguram a conversão da energia termodinâmica em energia mecânica, ou por vaporização de um fluido, ou por intermédia de um motor a gás que utiliza o diagrama de Carnot.
Porém, estes dois tipos de instalações, actualmente apresentados no mercado são dispendiosos; os motores a gás exigem particularmente instalações complexas (captador, evaporador, condensador, motor de expansão, bomba de reinjecção, etc.)·
Além dos investimentos muito elevadas que necessitam, estas instalações exigem além disso uma assistência técnica permanente. Por outro lado ainda, o seu rendimento é medíocre. Algumas das suas formas tem o aspecto de engenhosas dado que nao são industrializáveis. Estas engenhocas baseiam-se no seguinte princípio:
- Um líquido que se evapora aumenta a pressão no reservatório; esta pressão faz subir um líquido num sistema de equilíbrio, faz bascular o conjunto e volta à sua posição inicial. E o que correntemente se designa por ”Canard”.
A presente invenção tem por objecto a criação de um motor rotativo do tipo atrás citado, susceptível de for· necer uma potência relativamente grande para accionar um dispositivo utilizador e cujo funcionamento nao se desregule
2
rapidamente pela desequilíbrio das camaras correspondentes.
Para este efeito, a presente invenção refere-se a um motor caracterizado por cada módulo ser constituída por uma câmara deformável estanque, contendo fluido termodinâmico e um meio de transmissão pesado que transmite imediata e integralmente toda variação de valume de uma das camaras para a outra camara, tomando assim o meio de transmissão uma posição desequilibrada que sb traduz por um binário que é transmitido ao eixo do motor.
De acordo com uma outra característica, o meio de transmissão é ou um conjunto de dois êmbolos ligados por um órgão de ligaçao provido de uma massa pesada, ou uma coluna de líquido.
Os dois êmbolos podem também ser constituídos por paredes divisórias flexíveis ou por balsas.
Em repouso, quando a temperatura da fonte fria for igual a da fonte quente, o sistema está em desequilíbrio; as massas de fluido termodinâmico contido nas duas câmaras são iguais e o órgão de transmissão, pesado, está em desequilíbrio. Só quando, em consequência do deslocamento do órgão de transmissão pesado, sob a acçao da diferença de pressões que reinam nas duas camaras dos módulos diametralmente opostos de cada equipamento, é que este desequilíbrio cria um binário aplicado ao eixo de saida do motor.
Descreve-se a seguir com mais pormenor a presente invenção, com o auxílio dos desenhos anexos, cujas figuras representam;
Λ fig. 1, um esquema de princípio de um motor segunda a invenção ;
A fig. 2, uma vista em corte feito por (II—II)
da fig, 1;
3
fSfifQtQlte!
A fig. 3, utna vista em corte feito por (III—III)
da fig. 1;
A fig. 4, um esquema em perspectiva de um outro modo de realização;
A fig.5, um corte por um plano médio do modo de realização ilustrado na fig. 4j e
As fig. 6 e 7 esquemas de doi3 modos de realização de um túnBl.
De acordo com a fig. 1, o motor rotativo de fluido termodinâmico ê constituido por um conjunto de módulos (1), cada um dos quais é formado por duas câmaras (2,3), ligadas entre si por exemplo por um braço diametral (4), que constitui ao masmo tempo um tubo de ligação.
Cada uma das câmaras (2,3) contém uma bolsa (5,6); as duas bolsas das duas camaras correspondentes comunicam por intermédio do tubo (4). 0 volume definido respectivamente entre cada uma das câmaras (2,3) e a bolsa (5,6) é fechado de maneira estanque e contém um fluido termodinâmico, isto é, um fluido susceptível de se vaporizar à temperatura da fonte quente (5C) e de se condensar à temperatura da fonte fria (5F). Como as temperaturas das fontes quente (SC) e fria (SF) dependem das condições de utilização, a escolha do fluido termodinâmico é feita em conformidade com isso.
0 conjunto formado pelas duas bolsas (5,6) e o tubo (4) constitui um volume fechado, constante, com duas partes deformáveis formadas pelas bolsas (5,6). Toda diminuição de volume de uma das bolsas (5,6) traduz-se por um aumento de volume da outra bolsa (6,5), porque o volume assim fechado contém um fluido não compressível, de preferência um líquido, por exemplo água ou um líquido de maior densidade.
Todos os equipamentos móveis (2,3) são solidários com um eixo de saida (7). Como o binário exercido por
= 4 =
cada equipamento móvel depende da diferença de pesas entre as duas balsas {5,6), a fonte quente (SC) actua numa metade vertical do dispositivo e a fonte fria (5F) actua na outra metade vertical do dispositivo.
D eixo (7) compreende em cada plano tantos equipamentos móveis quantos os permitidos pelo espaço disponível nas câmaras (2,3). Podem justapor-se vários equipamentos móveis num mesmo eixo.
De acordo com um modo de realização, a fonte quente (SC) é constituída por um canal tórica de secção circular correspondente a um meio toro. Este canal (B) é um absorvedor da radiação solar. A fonte Fria (SF) é constituida igual mente por um canal (9) de secção circular e de forma tórica correspondente a um meio toro. De facto, as canais da fonte fria e da fonte quente (B,9) correspondem ao mesmo toro.
0 canal (8) da fonte quBnte ê constituído por um invólucro (10) que constitui um absarvedor de calar envolvido por um invólucro transparente (11) que produz um efeito de estufa.
□ canal (9) da fonte fria apresenta uma parede exterior (12) por exemplo de feltro sobre a qual se faz sair água que, por evaporaçao, absorve calor e permite arrefecer o canal e portanto as câmaras à medida que elas passam no canal.
0 movimento pode igualmente ser acelerado por efeito de chaminé por circulação dos gases quente e frio nos dois canais, com tomadas de ar quente e frio (13,14) e saidas (15,16), por exemplo poços canadianos que fornecem ar quente ou ar frio conforme o exterior for a fonte quente ou a fonte fria, e o poço canadiano a fonte fria ou a fonte quente.
Finalmente o dispositivo pode ser associado a todo o outro dispositivo de recuperação de anergia natural.
5
A fig. 2 ê um corte feito por (II—II) de fig. 1 e mostra a estrutura de dispositivo ao nível da fonte cujo canal trabalha por exemplo como estufa. Este corte mostra o invólucro Bxterior (ll) transparente que contém uma camada de ar e dBpois a matéria absorvente do absorvedor (10) que define o canal (9) no qual circulam as câmaras (2,3). As câmaras (2,3) de cada equipamento, que são de preferência esferas cu paralelipípedos de um material muita condutor, como o cobre ou o alumínio, contêm o invólucro deformável (5,6) que é feita de um material de preferência mau condutor para limitar as trocas de calar ou de frio para o fluido não compressível»
A fig. 3 mostra a estrutura do dispositivo da fig. 2 ao nível da fonte fria (SF), vendo-se o invólucro opaco (12) que absorve o líquido, por exemplo de feltro, que delimita o canal (9) no qual passam as câmaras (2,3).
De acordo com as fig. 2 e 3, a estanqueidade entre os tubcs (4), que levam as câmaras (2,3), e o canal da fonte quente e da fonte fria (8,9) é assegurada por abas (17). Esta estanqueidadB pode igualmente ser assegurada de maneira diferente, substituindo os tubos (4) radiais por um motor ou pelo menos associando à parte exterior dos tubos (4), ao nível da sua passagem nos canais das fontes quente e fria (9,9), uma coroa que assegure a estanqueidade por contacto de deslizamento ou de rolamento sobre os órgãos de estanqueidade antagonistas previstos nos canais das fontes quente e fria (B,9).
Para aproveitar a circulação ascendente de gás quente e de gás fria nos canais das fontes quente e fria, tem interesse prover as câmaras, pelo menos parcialmente, de pás (18) para melhorar a transmissão do movimento.
Finalmente, a fonte quente pode ser substituida por um tanque que se aquece com a radiação solar ou que contém água quente de recuperação e no qual mergulham sucessivamente as câmaras para se aquecer, sendo a fonte fria constituida pelo
’ exterior do tanque.
= 6 =
|ϊ'5ά'$'θό.Ί
De acordo com as fig. 4 e 5, o motor ê constituído por um estator (20) e um rotor (21).
0 estator (20) tem a forma de um tónel tórico (confr. as fig. 6 e 7) que compreende um invólucro isolante (22) com secção por exemplo rectangular, quadrada ou circular envolvendo uma câmara (23) na qual circula um fluido portador de calorias, e uma câmara (24) na qual circula um fluido de refrigeração. Cada câmara (23,24) corresponde sensivelmente a um semicírculo.
0 rotor (21) roda no interior do volume livre definida palas câmaras (23,24),
Num primeiro modo de realizaçao (módulos (25, 26)), o rotor (21) é constituído por um conjunto de módulos que compreendem uma parede divisória flexível (27) que define respectivamente câmaras (20,29) e (30,31).
As câmaras (29,30) contêm um fluida termodinâmica susceptível de se vaporizar e de se condensar às tempera turas das fontes quente e fria do motor.
As câmaras (29,31) estão ligadas por uma conduta (32) e o conjunta da volume assim definido contém um líquido cuja temperatura de ebulição é muito mais elevada que a temperatura da fonte quente.
0 líquido é assim repelido parcialmente para fora da câmara (por exemplo (29) ) situada do lado da fonte quente para a câmara (31) do lado da fonte fria, desequilibrando assim o módulo para criar um binário motor aplicado ao eixo de saida do motor.
A fig. 5 mostra a deformação e a posição das duas paredes divisórias (27); neste exemplo, as peredes divisórias são deformáveis; poderiam igualmante ser constituídas por uma parede divisória constituindo um êmbolo e encerrando uma coluna de líquida.
, 3
De acordo com uma outra variante nao representada, para aumentar as possibilidades do motor, aumenta-se a massa deslocada no decurso ds cada ciclo; para isso, podem ligar-se os dois êmbolos por uma haste de êmbolo eventualmente carregada por uma massa.
De acordo com a fig. 5, que ilustra um outro modo de realizaçao, o módulo é constituído por duas câmaras (33,34) cada uma das quais contém uma bolsa deformável (35) que contém um fluído termodinâmico.
Como anteriormente, as câmaras (33,34) são ligadas por uma conduta (36) que estabelece a comunicação entre as mesmas. Q volume assim definido contém um líquido inerte, às temperaturas de funcionamento da instalação, isto é, que não se evapora à temperatura da fonte quente.
A vaporização de líquida termodinâmico na câmara (33) do lado da fonte quente provoca a repulsão do líquido para a câmara (34) do lado da fonte fria e gera assim um binário inotor.
Para melhorar o funcionamento é interessante isolar as camaras dos diferentes módulos umas das outras.
As entradas e saidas dos fluidos transportadores de calorias das fontes quente e fria tem as referências (37,38) e (39,40).
As fig. 6 e 7 mostram dois exemplos de tóneis para as fontes quente e fria. Do lado voltado para o centro do toro, os túneis compreendem uma passagem (41) para as condutas (32,36).
Finalmente, para evitar que a parede divisória (27) ou a bolsa (35) obstruam as condutas (32,36), estas estão providas de um órgão de protecção (42) (fig. 5).
Convém notar que o rotor (21) segundo a fig. 5
8
pode também aplicar-se ao caso de uma fonte quente constituída pela radiação solar directa. Neste caso, o túnel do estator (20) é suprimido pelo menos na parte que constitui a fonte quente ou é substituído por um túnel com efeito de estufa»

Claims (1)

  1. REIVINDICAÇÕES
    _ 1§ Motor rotativo de fluido termodinâmica que compreende um conjunto de equipamentos solidários em rotação e cada um deles formado por dois módulos rígidos de volume constante, diametralmente opostos e contendo um fluido termodinâmico que se vaporiza e se condensa sucessivamente conforme o módulo esteja submetida à acçao da fonte quente ou da fonte fria, sendo o motor caracterizado por cada módulo ser constituído por uma câmara deformávei estanque (6,20,30,35) que contem fluido termodinâmico e um meio de transmissão pesada (4, 32,36) que transmite imediata e inteyralmente toda a variação de volume de uma das câmaras (6,20,30,35) para a outra câmara, tomando assim o meio de transmissão uma posição desequilibrada que gera um binária transmitido ao eixo (7) do motor.
    - 2Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de transmissão ser constituído por um conjun to de dois êmbolos ligados solidariamente em movimento e cada
    9
    embolo constituir a parede móvel de cada câmara deformável.
    - 3- Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de transmissão ser constituído por uma coluna (4) dB líquido inerte às temperaturas e nas condições de funcionamento do motor, estando esta coluna de líquido compreendida entre'dois êmbolos (5,27,35) que definam as câmaras estanques de volume variável que contem cada uma fluido termodinâmico.
    - 4® Motor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os êmbolos serem constituídos por paredes divisórias flexíveis (27) deformáveis ou por bolsas (5,35).
    - 52 Motor de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender um estator (20) e um rotor (21), tendo o estator (20) a forma de um tónel envolvido por uma câmara (23) na qual circula o fluido transportador de calorias da fonte quente ou da fonte fria, por sua vez envolvida por uma câmara de isolamento (22) e sendo o rotor (21) constituído pelos diferentes equipamentos formados por módulos, circulando □ rotor na interior da câmara definida pelo estator (20),
    - 65 Motor de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a parte do estator (20) correspondente a fonte quente ser constituída por uma câmara que constitui uma estufa e ser suprimida a câmara exterior de isolamento.
    = 10 =
    - 7§ Motor de acorda cora a reivindicação 6, caracte rizada par as cantaras sucessivas dos diferentes módulos estarem isoladas termicamentB umas das outras»
    A requerente declara que o primeiro pedido des ta patente foi depositado na França em 6 de Outubro de 1902, sob o n2 82 16768.
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