Brevet FR2544382A2 — publié le 19841019

FR 2544382 A2 19841019 FR 8306205 A 19830415 "Moteur rotatif" La présente invention concerne un moteur rotatif à fluide thermodynamique comportant un ensemble d'é quipages. solidaires en rQtation et. formé chacun de deux modules rigides à volume constant, diamétralement opposés et contenant un.fluide thermodynamique qui se vaporise et se condense successivement suivant que le module est soumis à l'effet de la source chaude ou de la source froide1 chaque.module se composant d'une chambre déformable étanche.contenant-du fluide thermodynamique et un moyen de transmission.pesant transmettant.immédiatement et intégralement toute variation de volume de l'une des chambres vers l'autre chambre, le moyen de transmission prenant. ainsi une position déséquilibrée engendrant un couple. transmis à l'axe du moteur, selon la première revendication du brevet principal. Le présent perfectionnement a pour but de créer des moyens favorisant l'échange de chaleur avec la source chaude et la source froide pour augmenter la puissance d'un tel moteur. A cet effet, le perfectionnement concerne un moteur rotatif du type ci-dessus, caractérisé en ce que chaque chambre déformable contenant ie fluide thermodynamique, est reliée à un échangeur de chaleur. Grâce à l'échangeur de chaleur, on favorise l'échange de chaleur avec la source chaude ou la source froide, de façon à accélérer le changement d'état du fluide thermodynamique, ce qui augmente la rotation de l'ensemble des équipages et par suite la puissance que peut fournir le moteur. Comme l'échangeur de chaleur est distinct de la chambre ou de l'équipage proprement dit, cela diminue l'inertie thermique puisque seul l'échangeur de chaleur change de température entre la source chaude et la source froide sans que ensemble de l'équipage soit concerné. La présente invention sera décrite plus en détail à.l'aide.des dessins, dans lesquels - La figure 1 est un schéma de principe de l'invention, - La figure 2 est un schéma d'un premier mode de réalisation de l'invention, -.La figure 3 est un schéma d'un second mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre une partie du rotor d'un moteur à fluide thermodynamique. Pour faciliter les explications, la figure 1 montre cette partie de rotor en position verticale. I1 s'agit là d'une position instantanée puisque le rotor est en mouvement. De plus, chacune. des deux.parties d'un élément de rotor ou équipage est équivalente : dans la position représentée, l'une des parties est. au niveau de la source froide. et l'autre a.u niveau de la source.chaude.; cette situa.tion alterne chaque rotation ou fraction.de rotation.suivant le nombre de sources chaudes et froides destinées à coopérer avec le rotor. De façon plus detaillée, selon la figure 1, le moteur rotatif à fluide thermodynamique comporte un ensemble d'équipages tel que l'équipage 1. Ces équipages sont solidaires..en rotation autour d'un axe. X-X. Chaque équipage. 1.est formé de deux modules rigides 2, 3, à volume constant. Ces modules sont de préférence diamétralement opposés. Chaque module 2, 3 comporte également un échangeur de chaleur 4, 5. Chaque module 2, 3 est subdivisé en une chambre 6, 7 destinée au fluide thermodynamique et une chambre opposée 8, 9. Les deux modules 2, 3 sont reliés par un tube 10 qui fait communiquer les chambres 8, 9. Ces chambres 8, 9 et le tube forment un moyen de transmission qui transmet intégralement lesvariations de volume de l'une des chambres 6 ou 7 vers l'autre 7 pu 6.Ce moyen de transmission est constitué dans un cas simple par une enceinte 8, 9, 10 déformable mais de volume constant, c'est-à-dire contenant un fluide incompressible ou difficilement compressible aux pressions de fonctionnement du moteur. Chaque chambre 6, 7 communique avec l'échangeur 4, 5. Ces échangeurs sont représentés par.une simple chambre reliée par un tube 11, 12 au module correspondant 2, 3. T.outefois, d'autres modes de réalisation peuvent s'envisager. Les moyens habituels des échangeurs, tels que .des ailettes augmentent la surface d'échange, etc..., ne sont pas détaillés aux dessins. De façon générale, les échangeurs sont réalisés sous la forme.de tubes,. de serpentins, de tubes à ailettes etc..., en fonction de l'utilisation, du milieu avec lequel cooperent ces échangeurs, etc..... En pratique, le schéma de principe de la figure 1 peut.se réaliser. en utilisant pour les cloisons 13, 14., des pistons libres en mouvement dans les modules.2,.3. La figure 2 montre un autre mode de réalisation pratique. Ce mode de réalisation se distingue essentiellement du précédent en ce que les chambres sont délimitées par des poches déformables 8', 9' directement reliées au tube 10. L'ensemble formé par les poches 8',9' et le- tube -10 constitue une enceirte de volume constant contenant un liquide qui, en fonction de la pression relative règnant dans les chambres 7', 6; délimitées entre les modules 2 et 3 et les poches 3', 9', est expulse vers l'un ou l'autre des deux modules 2, 3. Cette figure montre également l'échangeur de chaleur 5 qui, sur une partie de sa trajectoire, est en contact avec un fluide chaud 20, alors que le module 3 n'est pas en contact avec le fluide chaud 20. Cela permet comme indiqué précédemment, de réduire considerablement l'inertie thermique du système. Dans la position représentée à la figure 2, le fluide thermodynamique contenu-dans la chambre 7 et dans l'échangeur de chaleur 5, se reçhaufe au contact avec le fluide chaud 20 le fluide thermodynamique se vaporise et engendre une pression qui s'applique à la poche 9' pour refouler le liquide qu'elle contient vers la poche haute 8' et provoquer ainsi le déséquilibre engendrant le couple moteur. Le mode de réalisation de la figure 3 est l'inverse de celui de la figure2. En effet, les chambres de volume variable contenant le fluide thermodynamique sont formées en partie par des poches 6", 7" reliées respectivement aux échangeurs 4, 5, alors que les chambres qui, avec le tube 10 délimitent une enceinte de volume constant, sont définies respectivement par les modules 2, 3 et les poches 6", 7" Dans ce cas, la source 20 est également située en partie basse. Dans la position représentée, l'échangeur 5 est en contact avec le fluide chaud 30 de la source chaude qui fait évaporer- le fluide thermodynamique contenu dans l'échangeur 5 de façon à augmenter le volume de la poche 7 et refouler le liquide contenu dans la chambre 9" vers la chambre 8" du module 2 situé en partie haute afin de provoquer le déséquilibre. Dans la description précédente relative aux figures 1, 2, 3, la disposition correspond à une orientation naturelle, c'est-à-dire que la partie supérieure de chaque figure correspond à la partie haute de la machine : le fluide thermodynamique transforme l'énergie fournie par la source chaude en énergie mécanique en refoulant vers le haut le liquide ou plus généralement le moyen de transmission pesant 8, 9, 10 créant le déséquilibre ou le balourd engendrant le couple. Si toutefois, la source chaude est en partie haute et correspond par exemple au rayonnement solaire et la source froide à de l'eau dans laquelle.passe l'échangeur, il est nécessaire de relier, d'une part la chambre 6 à l'échangeur 5 et, d'autre part, la chambre 7 à l'échangeur 4 tout en coupant les communications échangeur 4 - chambre 6 échangeur 5 - chambre 7 Comme l'enceinte de volume constant 8, 9, 10 reste conservée, il est nécessaire de prévoir deux liaisons supplémentaires entre les modules 2, 3 d'un meme équipage. Aux figures 1, 2, 3, le moyen de transmission est constitué par un liquide représenté par des hâchures croisées. R E v E N D I C A T I 0 N S 10) Moteur rotatif à fluide thermodynamique comportant un ensemble d'équipages solidaires en rotation et formé chacun de deux modules rigides à volume constant, diamétralement opposés et contenant un fluide thermodynamique qui se vaporise et se condense successivement suivant que le module est soumis à l'effet de la source chaude ou de la source froide, chaque module se composant d'une chambre déformable étanche contenant du fluide thermodynamique et un moyen de transmission pesant transmettant immédiatement et intégralement toute variation de volume de l'une des chambres vers l'autre chambre, le moyen de transmission prenant ainsi une position déséquilibrée engendrant un couple transmis à l'axe du moteur, selon la première revendication du brevet principal, moteur caractérisé en ce que chaque chambre déformable (6, 7) contenant le fluide thermodynamique, est relié à un échangeur de chaleur (4, 5). 20) Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre déformable (6, 7) contenant le fluide thermodynamique, est constitué par une poche (6", 7") placée à l'intérieur du module rigide (2, 3). 30) Moteur selon la revendication-l, caractérisé en ce que la chambre déformable (6', 7') est délimitée entre le module (2, 3) et une poche respective déformable (8', 9') formant avec le tube de liaison (10) les deux modules (2, 3) une enceinte (10, 8', 9') de volume constant contenant un liquide. 40) Moteur selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que l'échangeur (4, 5) est constitué par un tube, un serpentin, un faisceau de tubes, munis, le cas échéant, d'ailettes.