Brevet FR2963807A1 — publié le 20120217

Dispositif compact de production de vapeur à combustion externe fonctionnant en cycle fermé auto-alimenté, générant une force de travail destinée à être reliée à un alternateur afin de produire de l'électricité. Les moteurs vapeur à énergies externes fonctionnent traditionnellement en plusieurs cycles ; d'une part, par des mouvements alternatifs pour les moteurs Stirling qui ont besoin d'une différence de température pour fonctionner et, d'autre part, en cycle continu en plusieurs phases pour les installations de type Rankine. Ces dernières ont l'inconvénient d'être très onéreuses et encombrantes et sont donc réservées aux installations à forte puissance. Selon l'invention, le dispositif permet de remédier à ces inconvénients en proposant un système compact, capable de produire de l'électricité en cogénération. Il est intégrable dans tous les types d'équipements produisant de la chaleur avec différentes sources de combustibles tels que : le bois, le gaz, le fioul, l'essence, le rayonnement solaire, les piles à combustible, la réaction nucléaire etc., créant ainsi une force de travail universelle. Selon des modes particuliers de réalisation, directement liés à la puissance voulue et aux impératifs techniques, des variantes non limitatives du système décrit ci-dessous peuvent êtres développées. Selon une première caractéristique, le dispositif de ce système comporte une chambre d'accélération (1). Celle-ci sert de cuve de stockage quand le fluide est à l'état liquide et génère la vapeur nécessaire au fonctionnement de la turbine (6) en phase vapeur. La chambre d'accélération est de forme cylindrique fermée aux deux extrémités par deux cônes (2a et 2b) et est traversée de part en part en son centre par un conduit (3). Ce conduit, d'une longueur et d'un diamètre variables, s'arrête à la fin du cône dit «d'accélération» (2a) afin de bénéficier de l'effet venturi. Selon des modes particuliers non limitatifs de réalisation : 25 - la chambre d'accélération peut être de différents diamètres et de différentes longueurs ; - les parois peuvent être de différentes épaisseurs et être composées de différentes matières ; Les angles des cônes peuvent varier selon les impératifs techniques. Selon une seconde caractéristique, le dispositif de ce système comporte deux cônes (2a et 2b) situés aux extrémités du cylindre faisant partie intégrante de la chambre d'accélération. 30 Selon des modes particuliers de réalisation, les cônes peuvent êtres de différents angles et de différentes longueurs. Selon une troisième caractéristique, le dispositif de ce système comporte un conduit (3) au centre de la chambre d'accélération, la traversant de part en part en partant du cône inférieur bas (21)) pour aller jusqu'à la fin du cône supérieur haut (2a) ; en laissant l'espace voulu au 35 passage de la vapeur vers la cône haut (2a). De part sa section et son emplacement, celui-ci maintient la pression constante à l'intérieur du système lorsque la totalité du liquide est passée de l'état liquide à l'état gazeux. Selon des modes particuliers non limitatifs de réalisation, le conduit peut : - être de différents diamètres et de différentes longueurs ; 40 - s'arrêter plus ou moins loin de la fin du cône supérieur. Selon une quatrième caractéristique, le dispositif de ce système comporte des pattes de fixation (4) sur le conduit d'accélération et fixées au centre de la chambre d'accélération (1). Elles sont destinées garantir la rigidité et le centrage du conduit central (3) lors des fortes pressions. 45 Selon des modes particuliers non limitatifs de réalisation, les pattes peuvent être de différentes formes ou de différentes longueurs. Selon une cinquième caractéristique, le dispositif de ce système comporte un conduit d'amené (5) à la turbine (6) qui relie la chambre d'accélération de son extrémité conique supérieure (2a) à l'entrée de la turbine. 50 Selon des modes particuliers non limitatifs de réalisation directement liés à la puissance développée et aux impératifs techniques, ce conduit peut être de différents diamètres, de différentes matières, formes ou longueurs. Selon une sixième caractéristique, le dispositif de ce système comporte une turbine (6) (production du travail) reliée à la sortie de la chambre d'accélération (1) par le conduit d'amené 55 (5). La vapeur va se détendre et produire la force nécessaire à l'entraînement du mécanisme actionnant l'alternateur qui produira de l'électricité. Selon des modes particuliers non limitatifs de réalisation directement liés aux différentes exigences techniques ou contraintes diverses, la turbine peut être de différents modèles qui sont développés spécifiquement selon la puissance voulue. 60 Selon une septième caractéristique, le dispositif de ce système comporte un engrenage (7) fixé sur l'axe de la turbine (6). Il est destiné à être couplé à un mécanisme qui transfère la force hors de la source chaleur vers l'alternateur produisant l'électricité. Selon des modes particuliers non limitatifs de réalisation directement liés aux différentes contraintes, l'engrenage : 65 - peut être de différents diamètres, - avoir un nombre de dents spécifique, - peut être composé de différents matériaux selon les applications. Selon une huitième caractéristique, le dispositif de ce système comporte le conduit de recirculation (8). Afin de boucler le cycle d'auto-alimentation, ce conduit relie la sortie de la 70 turbine (6) à la chambre d'accélération (1) par le conduit central (3). 75 80 Selon des modes particuliers de réalisation non limitatifs, directement liés à la puissance développée et aux impératifs techniques, le conduit peut être de différents diamètres et de différentes matières, formes ou longueurs. Le dessin annexé illustre l'invention et représente en coupe le dispositif de l'invention. En référence à ce dessin, le dispositif comporte une chambre d'accélération (1) avec deux cônes (2) (le cône haut (2a) et le cône bas (2b) en ses extrémités), un conduit (3) qui traverse au centre de la chambre d'accélération (1) avec des pattes de fixation (4), un conduit d'amené à la turbine (5), une turbine (6), un engrenage (7) sur l'axe de la turbine (9) et un conduit de recirculation (8) qui repart à la chambre d'accélération (1) par le conduit central (3). Selon l'invention, le dispositif est destiné tout particulièrement à la cogénération par tout type d'énergies, y compris renouvelables, afin de produire de l'électricité. a REVENDICATIONS1) Dispositif compact de production de vapeur à combustion externe fonctionnant en cycle fermé auto-alimenté, générant une force de travail destinée à être reliée à un alternateur afm de produire de l'électricité caractérisé en ce qu'il comporte une chambre d'accélération (1) avec deux cônes (2) (le cône haut (2a) et le cône bas (2b)) en ses extrémités, un conduit (3) qui traverse le centre de la chambre d'accélération (1) avec leurs pattes de fixations (4), un conduit d'amenée (5), une turbine (6), un engrenage sur l'axe de la turbine (7) et un conduit de recirculation (8). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre d'accélération (1) cylindrique est constituée du cône supérieur (2a) et du cône inférieur (2b). io 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le cône haut (2a) est une partie de la chambre d'accélération (1) destinée à générer l'effet venturi. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le cône bas (2b) est une partie de la chambre d'accélération (1) destiné à être traversé par le conduit central (3). 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le conduit central (3) de la 15 chambre d'accélération (1) s'arrête à la fin du cône haut (2a). 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que les pattes de fixations (4) maintiennent le conduit central (3) au centre de la chambre d'accélération (1). 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le conduit d'amenée (5) à la turbine (6) est relié de la sortie du cône haut (2a) de la chambre d'accélération (1) à l'entrée de la 20 turbine (6). 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la turbine (6) est reliée en son entrée au conduit d'amenée (5) et en sa sortie au conduit de recirculation (8). 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'engrenage (7) est fixé sur l'axe de la turbine (9). 25 10) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que le conduit de recirculation (8) relie la sortie de la turbine (6) à la chambre d'accélération (1) par le conduit central (3).