Brevet FR2445894A1 — publié le 19800801

L'invention concerne un moteur à air chaud, qui peut être employé, par exemple, dans un four solaire. L'avantage de ce moteur sur d'autres moteurs à air chaud connus, réside en ce que l'air est comprimé avant chauffage jusqu'aux environs de 5,6 atm. dans une pompe à double effet et est conduit dans un réservoir à air à travers une soupape, d'où il est successivement conduit à une rangée de chambres, où le chauffage a lieu sous volume constant jusqu'aux environs de 6000C, et la pression s'élève jusqu' aux environs de 10 au. Ensuite, l'expansion se fait dans un cylindre à double effet à 1 atm. L'expansion est effectué en trois temps. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre; on se réfèrera aux dessins annexés, dans lequels Fig.l est une vue schématique de l'ensemble constituant le moteur à air chaud; Fig.2 montre, de façon plus précise, deux des chambres successives dans lesquelles s'effectue le chauffage à volume constant; et Fig.3 est une vue de détail qui représente une soupape. L'air est comprimé avant chauffage jusqu'aux environs de 5,6 atm. dans une pompe à double effet 1 et est conduit dans un réservoir à air 4 à travers la soupape 3, d'où il est successivement conduit à une rangée de chambres 6, où le chauffage a lieu sous volume constant jusqu'aux environs de 6000C, et la pression s 'élève jusqu'aux environs de 10 atm. Ensuite, l'expansion se fait dans un cylindre à double effet 9 à 1 atm. L'expansion est effectuée en trois temps 10. Pendant que De piston est en position inférieure, et la soupape 5, laquelle appartient à la chambre, est fermée, et la soupape 8 est ouverte, l'air se détend et passe de la chambre au cylindre 9, jusqu'à ce que la pression passe de 5,6 atm environ. 20. Ensuite la soupape 5 est ouverte, et un nouvel air comprimé est conduit du réservoir à air 4 dans l'aire de chauffage 6, pendant que le piston 7 monte en position supérieure. L'air, qui se trouve au-dessus du piston 9, est conduit dans le cylindre 9. 30. Après quoi les soupapes 5 et 8 de la chambre 6 sont fermées, et l'air se trouvant dans le cylindre 9, se détend jusqu'à 1 atm. Pendant que le piston situé dans le cylindre 9 est ramené à l'autre extrémité, la soupape 10 est ouverte à l'air libre. Le piston 7 sert à empêcher qu'un mélange de l'air chaud à 6000C, qui est conduit dans le cylindre 9; se produise avec l'air à 2100C, qui est conduit dans la chambre inférieure. Le piston 7 est muni d'une soupape 11, montrée sur la fig.2. Elle est fermée pendant que le piston 7 s'élève, mais elle est ouverte pendant que le piston sous le chauffage de l'air dans la chambre 6 revient lentement à sa position inférieure. Une telle soupape peut être constituée par une partie conique inférieure et une partie cylindrique supérieure, mais cette dernière avec deux entailles, une de chaque coté, ce qui est montré sur la fig.3, de sorte que l'air qui peut passer à travers la soupape, pendant que celle-ci est en position ouverte. Pour que la soupape ne sorte pas de son coussinet, elle est maintenue en place par deux ou quatre brides 14. Quand on fait entrer l'air dans la partie inférieure de la chambre 6, la pression de l'air au-dessous du piston, étant supérieure, va maintenir la soupape fermée. Mais quand le piston 7 arrivera en position su périeure, la butée 16 viendra presser la partie inférieure de la soupape, à un point tel qu'elle tombera sur les brides et, de ce fait, restera ouverte.Pendant le chauffage de l'air dans la chambre, le piston retatibe grâce à son poids, et jusqu'au fond de la chambre 6. Puisque le chauffage de l'air dans les chambres 6 doit nécessairement se faire pendant un temps assez long, il faut donc beaucoup de chambres, lesquelles sont montrées à la fig.l et desquelles l'air peut être successivement détendu dans le cylindre 9. La surface 6 peut, de cette façon, être, par exemple, plav cée dans un four solaire, et près du foyer, pour que toute la surface soit maintenue chauffée, et ceci en position inclinée afin qu'elle puisse à la fois recevoir la lumière et laisser les pistons retomber grâce à leur poids. Les deux cylindres 1 et 9 sont reliés au même arbre, qui va au volant. Les soupapes peuvent fonctionner et être commandées par courant électrlque. Le rendement est d'environ 40% mais peut, probablement, être amélioré, si l'on peut accroître la température. I1 y a; de cette façon, énormément d'avantages à chauffer à volume constant plutôt qu'à pression constante, ce qui est fait dans les autres moteurs à air chaud. De même, il y a aussi intérêt à compresser, et jusqu'à un certain point, l'air avant le chauffage. L'effet maximum est obtenu, quand la pression après chauffage arrive aux environs de 10 atm. R E V E , D I ^ A T I 0 N S 1.- moteur à air chaud, caractérisé en ce qu'il est compo- sé par une série de chambres (6), dans lesquelles l'air, après précompression, est chauffé à volume constant et aux environs de 10 atm; que cet air est ensuite détendu en trois étapes, la première étape ayant lieu dans le cylindre (9), à la même pression qu'à la phase de précompression, tandis que, pendant la seconde étape, l'air se trouvant dans la chambre de chauffage (6) est refoulé par l'air neuf venant du réservoir à air (4), en même temps que l'air chaud, se trouvant dans la chambre de chauffage et au-dessus du piston (7); est refoule dans le cylindre d'expansion (9), et qu'enfin, à la troisième étape, l'air dans ce cylindre est détendu et ceci jusqu'à 1 atm. 2.- Moteur à air chaud, selon la revendication 1, carac térisé par ses chambres, dans lesquelles l'air est chauffé, et qui contiennent un piston, lequel empêche l'air, qui est refoulé dans la partie inférieure, de se mêler avec l'air chaud qui se trouve dans la partie supérieure, ledit piston ayant une soupape qui se ferme automatiquement en position inférieure et s'ouvre en position supérieure. 3.- Moteur à air chaud selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le piston se trouvant dans les chambres de chauffage comporte une soupape, composée d'une pièce inférieure conique et d'une pièce supérieure cylindrique, celleci avec deux entailles, lesquelles permettent à l'air de passer, quand la soupape est ouverte; qu'au-dessous de la soupape se trouvent deux ou quatre brides qui empêchent cette pièce de soupape de tomber hors du coussinet, quand la soupape est ouverte; le fonctionnement étant tel que, lorsque le piston est en position inférieure, la pièce de soupape est pressée sur une butée, qui ferme la soupape; que, pendant que l'air est conduit dans la partie inférieure de la chambre, la soupape est maintenue fermée par la pression plus élevée qui est sous le piston, et que, lorsque le piston est dans sa position supérieure, la pièce de la soupe est alors poussée vers le bas par une bute, et la soupape est ouverte; le piston peut maintenant retomber grâce à son poids.