WO2011154622A4 - Culasse echangeur - Google Patents

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WO2011154622A4 PCT/FR2011/000320 FR2011000320W WO2011154622A4 WO 2011154622 A4 WO2011154622 A4 WO 2011154622A4 FR 2011000320 W FR2011000320 W FR 2011000320W WO 2011154622 A4 WO2011154622 A4 WO 2011154622A4
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    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
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Abstract

Ce moteur (1) (à piston ou rotatif type Wankel) inclut une culasse échangeur (2) qui transfère au fluide interne du moteur l'énergie calorifique prélevée à une source chaude externe (liquide, gazeuse ou par rayonnement). En cycle fermé ou ouvert, Il utilise un fluide gazeux (air) ou frigorigène comme fluide moteur en particulier lorsque la température de la source chaude est faible. Le rapport volumétrique de compression du moteur est optimisé en fonction du niveau de température de la source chaude pour d'une part permettre de placer la culasse échangeur interne (2) et (9) dans le volume mort libéré dans la chambre (point mort haut du piston) du moteur (1) et d'autre part d'extraire un travail mécanique significatif. Il s'agit d'accroître la faisabilité technologique au détriment d'une perte de rendement acceptable, compte tenu de la gratuité de l'apport de la source chaude. Il évite l'ajout d'un échangeur externe volumineux et ses problèmes de contraintes thermiques et mécaniques et permet également de réduire le débit du fluide moteur (par exemple air) transvasé au strict minimum Par rapport aux systèmes concurrents,cette invention ne nécessite pas de transvaser le fluide moteur vers la source chaude et vice-versa et donc il n'y a pas de soupapes supplémentaires et le débit d'air moteur est minimum.C'est une invention peu coûteuse est particulièrement destinée au domaine de la récupération de chaleur gratuite ou gaspillée (échange avec un fluide externe chaud - gaz d'échappement ou par rayonnement) où d'autres solutions technologiques à rendement total plus élevé sont : infaisables technologiquement ou nécessitent des investissements trop élevés remettant en cause leur modèle économique.

Claims

1 REVENDICATIONS MODIFIÉES reçues par le Bureau international le 14 Décembre 2011 (14.12.2011 )
1. Moteur thermique 1 fonctionnant suivant un cycle ouvert ou fermé de Stirling, Ericsson ou conventionnel, à 2 ou à 4 temps, utilisant un fluide moteur gazeux ,air ou fluide frigorigène ou tout fluide susceptible de pouvoir échanger de la chaleur dans les conditions de fonctionnement du moteur, rejetant à l'aide d'un échangeur de refroidissement externe 19 la chaleur d'échappement à une source froide qui peut- être un fluide ou un solide,et, comportant au moins un piston 3 conventionnel ou un piston rotatif type Wankel, au moins une soupape ou au moins une lumière
d'admission 5 ef au moins une soupape ou au moins une lumière d'échappement 6, au moins un bloc-moteur ou un corps chemise-cylindre 4 conventionnel ou non,dans lequel se déplace le piston 3, et au moins une culasse-échangeur 2, dont l'apport de chaleur issue d'un rayonnement qui peut-être solaire ou un apport de chaleur issu d'un fluide d'une source chaude située à l'extérieur du moteur 1 est caractérisé en ce que ladite culasse-échangeur 2 transfère la chaleur par conduction au travers d'un échangeur 11 externe au cylindre dont les parois sont en contact avec la source chaude et au travers d'un échangeur 9 interne au cylindre dont les parois sont en contact avec le fluide moteurjesquels échangeurs 9 et 11 ont les parois qui font partie intégrantes et sont solidaires du corps de cette culasse-échangeur 2 elle-même, et que ce moteur 1 comporte au moins un joint isolant thermique 7 installé entre la culasse échangeur 2 et le corps du corps chemise-cylindre 4 ,et comporte au moins les parois fixes de séparation 8 ,12 et 13 installées au niveau du joint isolant thermique 7 et qu'il peut comporter une paroi mobile 14.
2. Moteur thermique 1 selon la revendication 1 caractérisée en ce que les parois 9 et 11 de la culasse échangeur 2 peuvent être des ailettes dont la forme est adaptée au fluide moteur (ailette fendue) ou des parois d'échangeurs microporeux, entièrement solidaires et faisant partie intégrante du corps de cette culasse échangeur 2 elle- même, formant ainsi dans son intégralité la même pièce monoblocla culasse échangeur 2, permettant ainsi le transfert direct de chaleur par conduction de la source chaude extérieure vers le fluide moteur situé à l'intérieur du volume mort ou à l'intérieur du corps chemise-cylindre 4 tout en diminuant les niveaux de contraintes mécaniques et thermiques dans les parois 9 et 11, lesquelles contraintes, proches ou similaires à celles rencontrées dans les culasses conventionnelles, résultent du différentiel de pression et de température entre le fluide de la source chaude et le fluide moteur, c'est le corps de la culasse 2 elle-même qui est utilisé pour conduire la chaleur par conduction et séparer le fluide moteur du fluide de la source chaude.
3. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ef 2 caractérisé en ce que le joint isolant thermique 7 installé entre la culasse échangeur 2 et le corps du bloc chemise/cylindre 2
4 réduit le transfert de chaleur au travers du matériau du bloc chemise/cylindre 4 et limite ainsi la température de paroi intérieure du bloc chemise/cylindre 4 à un niveau de température compatible avec le lubrifiant utilisé.
4. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ,2 et 3 caractérisé en ce que les parois fixes de séparation 8 ,12 et 13 sont installées au niveau du joint d'étanchéité 7 pour séparer la source chaude de la source froide afin que le rayonnement ou la chaleur du fluide de la source chaude n'échauffe pas les parois extérieures du bloc chemise/cylindre 4.
5. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ,2 ,3,4 et 5 caractérisé en ce que la position de la paroi 8 et la position du joint isolant thermique 7 peuvent se situer à un niveau plus bas que le niveau des segments du piston 3 lorsqu'il est point mort haut, afin d'augmenter la hauteur de la culasse échangeur 2 et accroître ainsi les surfaces d' échanges des parois 9 et les surfaces d'échanges des parois 11 selon le niveau de la température de la source chaude, afin d'accroître l'apport de chaleur au cours de la compression et de la détente, sans augmenter as contraintes dans les parois d'échange 9 et 11.
6. Moteur thermique 1 selon la revendication 1 ,2,3,4, et 5 caractérisé en ce que le taux de compression du moteur est diminué pour augmenter le volume mort dans le corps chemise-cylindre 4 afin d'utiliser ce volume mort libéré pour augmenter les surfaces d'échange des parois 9 solidaires du corps de la culasse échangeur 2 ,et accroître ainsi la faisabilité technologique.
7. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ,2 ,3,4,5 et 6 caractérisé en ce quê tes parois de séparation fixes 8 ,12 et 13 et au moins une paroi mobile 14 sont installées pour réguler le débit de la source chaude externe en contact avec les parois de l'échangeur 11 afin de réguler la puissance ou le régime du moteur 1.
8. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ,2 ,3,4,5,6 et 7 équipé de la culasse
échangeur 2 caractérisé en ce que lorsque le fluide moteur est un fluide frigorigène, on utilise un refroidisseur 19 pour échanger avec la source froide 20 qui est un fluide ou un solide.
9. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ,2 ,3,4,5,6,7 et 8 caractérisé en ce que le fluide frigorigène du moteur 1 utilise une pompe 21 hydraulique ou diphasique pour faire circuler le fluide frigorigène vers le moteur 1.
10. Moteur thermique 1 selon les revendications 1 ,2 ,3 , 4, 5 , 7, 8 et 9 caractérisé en ce que le fluide frigorigène du moteur 1 est vaporisé avec l'évaporateur 18 dont l'apport de chaleur peut également être le rayonnement.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO334747B1 (no) * 2012-01-20 2014-05-19 Viking Heat Engines As Eksternvarmemaskin, framgangsmåte ved drift av eksternvarmemaskin, en termodynamisk prosess for drift av en eksternvarmemaskin, samt anvendelse av en eksternvarmemaskin og/eller en termodynamisk prosess ved drift av et kraftvarmeverk.
ITTO20120732A1 (it) * 2012-08-16 2014-02-17 Aldo Placidi Scambiatore di calore per un gruppo di conversione di energia, e gruppo di conversione di energia provvisto di tale scambiatore di calore
CN114174661B (zh) 2019-05-21 2024-08-30 通用电气公司 具有底循环系统的闭式循环发动机
RU2749241C1 (ru) * 2020-04-21 2021-06-07 Владимир Викторович Михайлов Двигатель с внешним подводом теплоты и способ работы двигателя с внешним подводом теплоты
JP7007776B1 (ja) * 2021-01-12 2022-01-25 丸子警報器株式会社 ロータリー型ヒートポンプおよびこれが搭載されたエアコンおよび自動車
KR20230049719A (ko) * 2021-01-12 2023-04-13 마루코 케이호키 가부시키가이샤 로터리형 히트 펌프 및 이것이 탑재된 에어컨 및 자동차
JP7339293B2 (ja) * 2021-03-31 2023-09-05 本田技研工業株式会社 内燃機関
JP7549382B2 (ja) * 2022-12-27 2024-09-11 丸子警報器株式会社 ロータリー駆動部とロータリー型ヒートポンプ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3180078A (en) 1961-04-14 1965-04-27 Liston Joseph Combined internal combustion and hot-air engine
GB1081499A (en) 1966-02-09 1967-08-31 Michael William Saunders Combined internal combustion engine and hot air engine
DE2200842A1 (de) * 1972-01-08 1973-07-12 Fritz Ilg Drehkolben-kraftmaschine mit aussenliegender waermequelle
US4085588A (en) * 1976-04-05 1978-04-25 Ford Motor Company Concentric crossflow recuperator for stirling engine
US4121423A (en) 1977-05-31 1978-10-24 Automotive Propulsion Laboratories, Ltd. Compound internal-combustion hot-gas engines
DE3170664D1 (en) * 1981-01-27 1985-07-04 Treuhand Gmbh Fides Piston engine
US4389844A (en) * 1981-06-11 1983-06-28 Mechanical Technology Incorporated Two stage stirling engine
US4722188A (en) * 1985-10-22 1988-02-02 Otters John L Refractory insulation of hot end in stirling type thermal machines
US5644917A (en) * 1996-05-13 1997-07-08 Mcwaters; Thomas David Kinematic stirling engine
US6381958B1 (en) * 1997-07-15 2002-05-07 New Power Concepts Llc Stirling engine thermal system improvements
GB9812238D0 (en) * 1998-06-08 1998-08-05 Schack Engineering Gb Limited Heat exchanger
US6279318B1 (en) * 1999-12-17 2001-08-28 Fantom Technologies Inc. Heat exchanger for a heat engine
US6293101B1 (en) * 2000-02-11 2001-09-25 Fantom Technologies Inc. Heat exchanger in the burner cup of a heat engine
DE10143342A1 (de) 2001-09-04 2003-04-03 Herfried Wichern Kopplung von Verbrennungskraftmaschinen
GB0123881D0 (en) * 2001-10-04 2001-11-28 Bg Intellectual Pty Ltd A stirling engine assembly
GB0328292D0 (en) * 2003-12-05 2004-01-07 Microgen Energy Ltd A stirling engine assembly
FR2905728B1 (fr) 2006-09-11 2012-11-16 Frederic Thevenod Moteur hybride a recuperation de la chaleur d'echappement
US7937943B2 (en) * 2006-12-22 2011-05-10 Yiding Cao Heat engines
US7784300B2 (en) * 2006-12-22 2010-08-31 Yiding Cao Refrigerator
US8341951B2 (en) * 2009-11-04 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Vehicle exhaust heat recovery with multiple coolant heating modes and method of managing exhaust heat recovery

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