Brevet FR3069882A1 (20190208)

REVENDICATIONS1 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine, comprenant un corps extérieur présentant un orifice d'admission et un orifice d'échappement à l'intérieur duquel 5 sont logés : - une zone d'admission (314) d'un fluide de travail (308) sous pression raccordée à l'orifice d'admission, dite « zone d'admission haute-pression » - une zone d'expansion (316) comprenant au moins 10 une cavité, dans laquelle des moyens mobiles sont disposés pour entraîner un arbre moteur (313), - une zone d'échappement (317) comprenant la transmission entre les moyens mobiles et l'arbre moteur (313) et raccordée à l'orifice d'échappement, dite « zone 15 d'échappement à basse pression » - un canal de dérivation formé entre la zone d'admission (314) à haute pression et la zone d'échappement à basse pression (316) - une vanne de dérivation (315) commandant la 20 circulation de fluide dans le canal de dérivation caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un capteur de température intégré dans la zone d'expansion (316), et en ce qu'un capteur de pression est disposé en aval de la zone d'expansion (316), lesdits capteurs délivrant un signal 25 électrique exploité par un calculateur commandant l'état de ladite vanne de dérivation (315). 2 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite vanne de dérivation (315) est pneumatique et est connectée à 24 une source d'air comprimé (321), une vanne électrique (320) contrôlant l'admission d'air dans la vanne de dérivation (315) soit en reliant la vanne de dérivation à la source d'air comprimé (321), soit en reliant la vanne de dérivation (315) à l'atmosphère. 3 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit canal de dérivation ou la vanne de dérivation comprend une restriction afin de limiter le débit volumique traversant le canal de dérivation. 4 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 1 caractérisée en ce que la machine de détente (304) est connectée à un arbre tournant (313) du moteur à combustion interne (301), un joint d'étanchéité (309) étant disposé sur l'arbre au plus près de la zone d'échappement (317). 5 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'un deuxième joint d'étanchéité (330) est placé sur l'arbre 20 pour étanchéifier le moteur (301). 6 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un démarreur (318) permettant lors du passage du mode en dérivation (102) au mode en fonctionnement 25 (104) de lancer la rotation de la machine de détente (304). 7 - Machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 6 caractérisée en ce que ledit démarreur (318) est de type pneumatique et raccordé sur la même ligne d'air comprimé que la vanne de dérivation (315) et 30 est commandé par la même vanne électrique (320) que la vanne de dérivation (315). 25 8 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine présentant un orifice d'admission et un orifice d'échappement à l'intérieur de laquelle sont logés : 5 - une zone d'admission (314) d'un fluide de travail (308) sous pression raccordée à l'orifice d'admission, dite « zone d'admission haute-pression » - une zone d'expansion (316) comprenant au moins une cavité, dans laquelle des moyens mobiles sont disposés 10 pour entraîner un arbre moteur (313), - une zone d'échappement (317) comprenant la transmission entre les moyens mobiles et l'arbre moteur (313) et raccordée à l'orifice d'échappement, dite « zone d'échappement à basse pression » 15 - un canal de dérivation formé entre la zone d'admission (314) à haute pression et la zone d'échappement à basse pression (316) - une vanne de dérivation (315) commandant la circulation de fluide dans le canal de dérivation selon soit un mode de fonctionnement, dit « en dérivation » (102), où ladite vanne de dérivation (315) est en position ouverte, soit un mode dit « en fonctionnement » (104) où ladite vanne de dérivation (315) est en position fermée, suite à la validation des conditions de fonctionnement (103) de la machine de détente caractérisé en ce que les conditions de fonctionnement (103) de la machine de détente sont formées à partir des informations fournies par un capteur de température intégré dans la zone d'expansion (316) et/ou un capteur de pression disposé en aval de la zone d'expansion (316). 9 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 8 26 caractérisé en ce qu'un démarreur (318) est actionné lorsque la vanne de dérivation (315) passe en position fermée. 10 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 8 ou 5 9 caractérisé en ce que la commande de changement de mode intervient lorsque la température du fluide de travail mesurée par ledit capteur de température est supérieure de 1 à 15 K à la température de saturation du fluide de travail à la pression mesurée dans la zone d'échappement (317). 10 11 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que la commande de changement de mode intervient lorsque la température du fluide de travail admis dans la zone d'admission (314) est supérieure de 1 à 15 K à la 15 température de saturation du fluide de travail à la pression de la vapeur admise dans la zone d'admission (314) 12 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que la commande de changement de mode 20 intervient lorsque la température du fluide de travail échappé de la zone d'échappement (317) est supérieure de 1 à 15 K à la température de saturation du fluide de travail à la pression de la vapeur échappée de la zone d'échappement (317). 13 - Procédé de contrôle d'une machine de détente 25 volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que la commande de changement de mode intervient lorsque la température du fluide de travail admis dans la zone d'admission (314) est inférieure à un seuil maximal compris entre 210°C et 250°C. 30 14 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que la commande de changement de mode 27 intervient lorsque la pression du fluide de travail admis dans la zone d'admission (314) est inférieure à un seuil maximal compris entre 35 et 45 bars. 15 - Procédé de contrôle d'une machine de détente 5 volumétrique pour cycle de Rankine présentant un orifice d'admission et un orifice d'échappement à l'intérieur duquel sont logés : - une zone d'admission (314) d'un fluide de travail (308) sous pression raccordée à l'orifice d'admission, dite « 10 zone d'admission haute-pression » - une zone d'expansion (316) comprenant au moins une cavité, dans laquelle des moyens mobiles sont disposés pour entraîner un arbre moteur (313), - une zone d'échappement (317) comprenant la 15 transmission entre les moyens mobiles et l'arbre moteur (313) et raccordée à l'orifice d'échappement, dite « zone d'échappement à basse pression » - un canal de dérivation formé entre la zone d'admission (314) à haute pression et la zone d'échappement à 20 basse pression (316) - une vanne de dérivation (315) commandant la circulation de fluide dans le canal de dérivation. caractérisé en ce que le procédé comporte au plus trois modes de fonctionnement dont un mode dit « en 25 dérivation » (102) où ladite vanne de dérivation (315) est en position ouverte et un mode dit « en fonctionnement » (104) où ladite vanne de dérivation (315) est en position fermée. 16 - Procédé de contrôle d'une machine de détente volumétrique pour cycle de Rankine selon les revendications 8, 28 9 ou 15 caractérisé en ce que la commande de changement du mode « en dérivation » (102) au mode « en fonctionnement » (104) se fait suite à la validation des conditions de fonctionnement de la machine de détente (103), le retour au 5 mode « en dérivation » (102) depuis le mode « en fonctionnement » (104) s'effectuant lorsque au moins une des conditions de fonctionnement de la machine de détente (103) n'est plus remplies. 17 - Procédé de contrôle d'une machine de détente 10 volumétrique pour cycle de Rankine selon la revendication précédente caractérisé en ce que la commande de changement de mode est associée à une temporisation.