Brevet FR2924183A3 — publié le 20090529

FR 2924183 A3 20090529 FR 0701708 A 20070308 La présente invention concerne un système qui permet de transformer de l'énergie thermique à partir d'une seule source de chaleur. Actuellement, aucune invention ne permet une telle transformation. Le principe utilise un changement d'état gaz vers liquide et son contraire. Un liquide est moins volumineux qu'un gaz et on peut l'injecter dans une chambre à gaz à un moindre coût énergétique. De plus, transformer un gaz en liquide permet de ne pas chauffer son équivalent en gaz lorsqu'il se trouve accéléré par un piston. Le système est décrit selon la fig. 1 : Un cylindre (1) dans lequel peut glisser deux pistons (2) et (3) qui comportent 10 respectivement : une tige (4) et (5), un joint d'étanchéité (6) et (7), une ouverture contrôlée (8) et (9) L'ouverture contrôlée des pistons permet d'assurer un échange thermique optimal lors de la chauffe. Avec deux systèmes de chauffage (10) et (11) alimentés par la même source de 20 chaleur. On peut distinguer les deux chambres (12) et (13). On dispose d'une seule source de chaleur qui peut être par exemple la température ambiante ou une source quelconque de chaleur. Le gaz G1 utilisé peut être par exemple de l'hélium et le liquide L (qui se transforme en gaz G2) peut être de 25 l'oxygène. II est nécessaire que le gaz G1 se liquéfie à une température plus basse que le gaz G2. Il est également nécessaire que la température de transformation en gaz de G2 soit plus basse que la température de la source de chaleur. Dans l'idéal le gaz G1 se liquéfie à une température proche du zéro absolu, cela permet de réduire à moindre coût énergétique la pression dans la chambre qui n'est pas chauffée et 30 permet ainsi de réduire l'échauffement du gaz lors du déplacement d'un piston. Les figures 2 à 12 donnent le cycle complet correspondant à un aller-retour des deux pistons. Les cycles correspondent à : 35 Fig. 2 : position initiale, les systèmes de chauffent sont coupés, le piston (2) possède ses ouvertures ouvertes, le piston (3) possède ses ouvertures fermées, les deux chambres (12) et (13) comporte le même gaz G1 à la même température pratiquement et très froid. La chambre (13) contient moins de gaz que la chambre (12). Le liquide L se situe entre les deux pistons. 40 Fig. 3 : On chauffe, le liquide L se transforme en gaz G2, le gaz G1 augmente de température. Fig. 4 : le piston (2) reste immobile (on le bloque mécaniquement), le piston (3) se 45 déplace fournissant un travail extérieur, le gaz GI de la chambre (13) monte en température, tandis que les gaz G1 et G2 baissent en température. On choisit les gaz G1 et G2 de telle manière à ce que GI soit liquéfié à une température plus basse que G2, idéalement Gl se liquéfie au zéro absolu. Le gaz G2 lui doit se liquéfier durant 15 le déplacement du piston, idéalement en fin de course du piston (3). Cette liquéfaction absorbe de la chaleur au gaz G1 de la chambre (12). Fig. 5 : le piston (3) est en fin de course, le gaz G2 est totalement liquéfié en L2. Le 5 gaz G1 dans les deux chambres est refroidi à une température proche du zéro absolu. Puis, on ferme les ouvertures du piston (2). Fig. 6 : On ouvre les ouvertures du piston (3) puis on ramène le piston (2). La température du gaz G1 étant très faible, on fait quasiment le vide dans la chambre 10 (12). Fig. 7 : on chauffe la chambre (13), le liquide L se transforme en gaz G2. Fig. 8 : le piston (3) reste immobile (on le bloque mécaniquement), le piston (2) se 15 déplace fournissant de l'énergie à l'extérieur. On constate les mêmes conclusions concernant les gaz G1, G2 et le liquide L que pour la Fig. 4 ci-dessus. Fig. 9 : le piston (2) arrive en fin de course, on constate également les mêmes conclusion que pour la fig. 5. Puis, on ferme les ouvertures du piston (3). Fig. 10 : on ouvre les ouvertures du piston (2) puis on ramène le piston (3). Fig. 11 : on retrouve la position initiale de la Fig. 2. Le cycle peut recommencer. 25 On peut optimiser le fonctionnement en plaçant correctement les systèmes de chauffe au plus près du liquide L. Le système étant totalement hermétique et fermé, il n'y a pas de perte de gaz. On pourra rendre hermétique le système en utilisant un 30 mécanisme qui agisse à distance comme des aimants permanents et qui transmettra la force mécanique. On devra utiliser des matériaux isolant ou les revêtir d'une couche isolante pour ne pas affecter le rendement. La transformation de l'énergie thermique peut se faire vers une énergie mécanique comme le présente la solution retenue mais il est possible de la transformer vers une 35 autre énergie soit directement soit indirectement. La transformation peut alors être : thermique/mécanique thermique/pression thermique/électrique -thermique/chimique Revendications 1. Dispositif pour transformer l'énergie thermique en énergie mécanique caractérisé par un changement d'état, on passe d'un état liquide à un état gazeux lorsque l'on apporte de l'énergie thermique et d'un changement d'état gazeux vers un état liquide lors d'une décompression assurant un apport énergétique à l'extérieur. Tout ceci à l'aide d'une seule source de chaleur. 2. Dispositif pour transformer l'énergie thermique en énergie mécanique caractérisé par deux pistons (2) et (3) qui permettent selon le cas de fournir de l'énergie soit de racler le liquide L.