CA3243927A1 - Multi-temperature double-acting piston - Google Patents

Abstract

Le piston à double effet multitempérature (201) comprend un anneau périphérique d'étanchéité (220), une calotte chaude inférieure (226) et/ou une calotte chaude supérieure (232), et translate dans un cylindre froid (204) d'un moteur thermique (202) qui comprend une culasse inférieure (213) et une culasse supérieure (214), ledit piston (201) comprenant une broche centrale de piston (210) dont la tige inférieure de piston (211) traverse la culasse inférieure (213) pour être reliée à des moyens de transmission de puissance (205) logés dans un carter de transmission (206), et dont la tige supérieure de piston (212) traverse la culasse supérieure (214) pour déboucher dans une chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217), une galerie de lubrification-refroidissement (227) aménagée dans ladite broche (210) mettant en communication ladite chambre (217) avec ledit carter (206) via un volume interne de piston (228).

Description

Description Titre de I'invention : piston a double effet multitemperature

[1] La presente invention est relative a un piston a double effet multitemperature, ledit piston etant particulierement adapte aux moteurs alternatifs mettant en oeuvre Ie cycle thermodynamique de Brayton a regeneration avec des pistons plutot qu’avec des compresseurs centrifuges et des turbines.

[2] Les moteurs a cycle de Brayton a regeneration comprennent en general des organes separes dedies a chacune des phases dudit cycle, lesdites phases ayant lieu continument et simultanement dans lesdits organes contrairement aux moteurs a combustion interne alternatifs a cycle de Beau de Rochas, de Miller, d’Atkinson ou de Diesel dont les phases sont executees successivement dans un seul et meme cylindre.

[3] En consequence, les moteurs a cycle de Brayton a regeneration comportent au moins un compresseur, au moins un echangeur de regeneration, au moins un bruleur operant en continu ou une source chaude interne ou externe, et au moins un detendeur,

[4] Confier chaque phase d’un cycle thermodynamique a un organe dedie presente divers avantages.

Notamment, la temperature des parois internes de chaque dit organe peut rester tres proche de celle des gaz durant ladite phase.

[5] Par exemple, la temperature des parois internes du compresseur d’un moteur a cycle de Brayton a regeneration peut etre maintenue la plus basse possible, ce qui contribue a minimiser Ie travail de compression et a maximiser Ie rendement thermodynamique total dudit moteur.

[6] A I’inverse, les parois internes du detendeur dudit moteur etant au contact des gaz chauds en provenance du bruleur, leur temperature doit etre elevee et dans tous les cas, maintenue au plus proche possible de la temperature moyenne desdits gaz entre Ie debut et la fin de leur detente.

[7] Malgre ces avantages, Ie rendement thermodynamique maximal des moteurs a compresseurs centrifuges et turbines a cycle de Brayton a regeneration n’est en pratique guere plus eleve que celui des moteurs a allumage commande conventionnels, et au mieux, comparable a celui des moteurs Diesel rapides. iWO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[8] Dans tons les cas, ledit rendement reste inferieur a celui des moteurs Diesel a deux-temps lents de plusieurs dizaines de megawatts utilises par exemple pour la propulsion navale ou la production stationnaire d’electricite.

[9] En outre, les moteurs a compresseurs centrifuges et turbines a cycle de Brayton a regeneration sont peu adaptes aux faibles puissances, et ne peuvent operer que sur une plage de puissance restreinte en dehors de laquelle leur rendement baisse drastiquement.

[10] C’est pourquoi les moteurs a compresseurs centrifuges et turbines a cycle de Brayton a regeneration sont principalement mis au service d’applications dont Ie rendement n’est pas I’unique objectif, et qui requierent par exemple une puissance massique et volumique elevee, de faibles emissions acoustiques et vibratoires, une longue duree de vie, ou une maintenance reduite.

[11] C’est Ie cas par exemple de certains navires militaires qu’equipe par exemple Ie moteur a compresseurs centrifuges et turbines a cycle de Brayton a regeneration « Rolls-Royce WR-21 >>, dont Ie rendement ne depasse guere quarante pourcent cependant que celui des moteurs Diesel deux-temps lents qui equipent certains navires depasse cinquante pourcent.

[12] C’est Ie cas aussi de certains groupes electrogenes operant Ie plus souvent en cogeneration d’electricite et de chaleur comme la micro turbine « T100 » de la societe « Turbec », ou la micro turbine « C65 » de la societe « Capstone », dont les rendements electriques sont de I’ordre de vingt-huit a trente pourcent seulement, mais qui ne demandent que peu de maintenance tout en offrant de tres longues durees de vie.

[13] L’avantage de ces turbomoteurs est que leur turbine peut supporter des temperatures de I’ordre de mille trois-cent degres Celsius.

Toutefois, leur rendement thermodynamique total reste limite par celui des compresseurs centrifuges et des turbines qui les constituent, Ie rendement desdits compresseurs et desdites turbines n’excedant guere quatre-vingt pour cent sur une plage de fonctionnement relativement etroite.

[14] Tenant compte de ce qui precede, il serait particulierement interessant de pouvoir remplacer les compresseurs centrifuges et turbines des moteurs a cycle 2WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 de Brayton a regeneration par des machines volumetriques a piston dont Ie rendement est notoirement plus eleve.

[15] Ceci est par exemple I’objet du brevet N°US4653269 du 31 mars 1987, ou la turbine de detente ordinairement trouvee sur les turbomoteurs a cycle de Brayton a regeneration, est remplacee par un cylindre detendeur volumetrique a piston.

[16] Toutefois, les calculs demontrent que si les parois internes dudit detendeur volumetrique sont refroidies et maintenues par exemple autour de cent degres Celsius a I’instar des moteurs alternatifs produits et commercialises a grande echelle, Ie rendement thermodynamique d’un moteur a cycle de Brayton a regeneration ne peut pas depasser celui d’un moteur Diesel automobile.

[17] Pour qu’un moteur a cycle de Brayton regenere a detendeur volumetrique delivre des rendements thermodynamiques tres eleves, il est indispensable que les parois internes de son detendeur soient maintenues a une temperature proche de la temperature moyenne des gaz detendus dans ledit detendeur.

[18] Par exemple, si les gaz chauds sont introduits dans Ie detendeur a une temperature de mille trois-cents degres Celsius et sont expulses dudit detendeur en fin de detente a une temperature de six-cents degres Celsius, les parois internes dudit detendeur doivent etre maintenues approximativement a une temperature de neuf cent cinquante degres Celsius.

[19] Le probleme, c’est qu’a une telle temperature, il est impossible de conserver un film d’huile sur les parois du cylindre du detendeur pour lubrifier quelque segment d’etancheite que ce soit que comporterait un piston de detendeur se deplapant dans ledit cylindre.

[20] En effet, a partir d’environ cent soixante degres Celsius, le film d’huile sur le cylindre commence a cokefier, puis brule au-dela de deux cent cinquante degres Celsius.

[21] Produire un moteur a cycle de Brayton a regeneration a haut rendement thermodynamique fait done face a une double impasse.

[22] En effet, soit ledit moteur est constitue de compresseurs centrifuges et de turbines resistantes a haute temperature, mais en ce cas, le rendement modeste de ces organes ne lui permet pas de depasser un rendement total equivalent a 3WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 celui d’un Diesel automobile, soit il est constitue d’un detendeur volumetrique a piston qui, pour etre etanche, necessite un piston muni d’une segmentation glissant sur un film d’huile forme en surface d’un cylindre, ce dernier devant pour cela rester a une temperature n’excedant pas environ cent-vingt degres Celsius, ce qui ne permet pas non plus au rendement total dudit moteur d’etre competitif.

[23] Dans ce contexte, il serait avantageux de pouvoir de combiner la faculte des turbines a operer a haute temperature avec celle des machines volumetriques a piston a detendre des gaz sous un rendement eleve.

[24] C’est dans cet objectif que Ie moteur thermique a transfert-detente et regeneration selon Ie brevet WO2016120560 publie Ie 4 aout 2016 et appartenant au demandeur comprend des moyens d’etancheite de piston sans contact constitues d’un anneau continu perfore gonflable qui, lorsqu’il est soumis a une certaine pression interne, gonfle et s’approche a quelques micrometres du cylindre de detendeur avec lequel il coopere sans toucher ledit cylindre, ceci tout en laissant fuir de Fair comprime via des orifices calibres qui Ie traversent de part en part dans son epaisseur radiale.

[25] Le dispositif d’etancheite a coussin de fluide qui vient d’etre decrit a egalement fait I’objet du brevet N° FR 3032252 delivre le 25 mai 2018 et appartenant au demandeur.

Ce dispositif permet bien de realiser une etancheite sans contact et done, de ne plus recourir a de I’huile pour lubrifier un segment operant par contact, et done de cooperer avec un cylindre de detendeur chaud, maintenu a une temperature de plusieurs centaines de degres Celsius.

[26] Dans ce contexte, il devient done effectivement possible de recourir a un detendeur volumetrique a piston pour realiser un moteur a cycle de Brayton a regeneration, et de maximiser le rendement dudit moteur pour largement surpasser celui des moteurs a cycle de Diesel.

[27] En effet, les calculs et simulations demontrent que le rendement thermodynamique d’un moteur a cycle de Brayton a regeneration volumetrique a pistons peut atteindre voire depasser les soixante-dix pourcent, ce qui en pratique peut deboucher sur la production de moteurs dont le rendement energetique au frein depasse soixante pourcent une fois deduites les inevitables 4WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 irreversibilites thermiques et mecaniques dues a la constitution meme desdits moteurs.

[28] Le probleme rencontre avec Ie dispositif d’etancheite a coussin de fluide du brevet N° FR 3032252 est que la temperature du cylindre reste encore excessive pour les materiaux disponibles dont peut etre constitue I’anneau continu perfore.

[29] En effet, pour que le rendement d’un moteur a cycle de Brayton a regeneration volumetrique a pistons soit significativement plus eleve que celui des moteurs Diesel existants, les gaz doivent etre introduits dans son detendeur a une temperature de I’ordre de mille trois-cent degres Celsius, sous une pression avoisinant les vingt bars.

[30] II resulte de ces conditions operationnelles que la temperature des parois internes du detendeur se stabilise autour de neuf cent cinquante degres Celsius.

[31] Etant donne que I’anneau continu perfore selon le brevet N° FR 3032252 est proche du cylindre avec lequel il coopere de seulement quelques microns, en pratique, ledit anneau adopte la temperature d’environ neuf cent cinquante degres Celsius dudit cylindre.

[32] Or, aucun materiau ne peut a la fois permettre de fabriquer ledit anneau et de supporter une telle temperature.

[33] Meme un superalliage tel que le « Udimet 720 » notamment utilise en aeronautique et dans I’industrie spatiale et connu pour sa resistance aux temperatures extremes ne peut supporter une telle temperature sans etre sujet au fluage et tout en etant soumis a la contrainte de gonflement qu’impose I’anneau continu perfore du dispositif d’etancheite a coussin de fluide selon le brevet N° FR 3032252.

[34] C’est notamment pour cette raison et pour recourir a des materiaux plus usuels que les ceramiques resistantes a haute temperature, que le systeme de refroidissement regeneratif selon le brevet N° EP 3585993 publie le 7 avril 2021 et appartenant au demandeur prevoit d’abaisser la temperature des parois internes du detendeur et notamment du cylindre a des valeurs pratiques de I’ordre de sept-cents degres Celsius. 5WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[35] Par example, Ie superalliage « Udimet 720 » resiste au fluage a une temperature de sept-cents degres Celsius s’il est soumis a une contrainte n’excedant pas deux cent trente mega Pascals.

[36] Le systeme de refroidissement regeneratif selon Ie brevet N° EP 3585993 prevoit une enceinte de refroidissement qui enveloppe le detendeur tandis qu’est laisse un espace de circulation des gaz entre ladite enceinte et ledit detendeur dans lequel circulent les gaz sortant du detendeur lui-meme a une temperature comprise entre cinq-cents et six-cents degres Celsius.

[37] Ainsi, selon le systeme de refroidissement regeneratif suivant le brevet N° EP 3585993, les gaz d’echappement du detendeur maintiennent la temperature des parois internes du detendeur a une temperature de I’ordre de sept-cents degres Celsius cependant que la chaleur exportee par lesdits gaz est pour I’essentiel recuperee pour etre reintroduite dans le cycle par I’echangeur thermique de regeneration que comprend le moteur alternatif a piston a cycle de Brayton a regeneration.

[38] Dans ce contexte, le dispositif d’etancheite a coussin de fluide du brevet N° FR 3032252 est utilisable avec un anneau continu perfore par exemple realise en superalliage « Udimet 720 ».

[39] Toutefois, en contrepartie de cette possibilite, le cylindre et les culasses du moteur alternatif a piston a cycle de Brayton a regeneration doivent etre faits de materiaux a forte teneur en nickel comme la fonte « Niresist >> ce qui, du fait de la forte volatility et du prix eleve du nickel, represente un inconvenient economique.

[40] Dans tous les cas, on remarque que la temperature du detendeur reste au moins de six-cents degres Celsius plus elevee que celle du reste du moteur et notamment, de I’attelage mobile et du carter de transmission dans lequel est loge ledit attelage.

[41] Avantageusement, les dilatations differentielles qui resultent de cet ecart de temperature peuvent notamment etre gerees par le cylindre detendeur a double effet a support adaptatif objet du brevet N° EP3350433 delivre le 7 aout 2019 et appartenant au demandeur. 6WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[42] Ledit support autorise une dilatation isotrope ou anisotrope du cylindre detendeur qui soit tres differente de celle du carter de transmission sur lequel il est fixe, ceci sans compromettre ni Ie fonctionnement dudit cylindre, ni celui du piston qui evolue dans ledit cylindre.

[43] Ledit support conserve en outre Ie piston centre dans Ie cylindre, transmet les efforts axiaux resultant de la detente des gaz au carter de transmission, et limite les transferts de chaleur depuis Ie cylindre de detendeur vers ledit carter.

[44] A la lecture de ce qui precede, on comprend qu’aucune configuration n’est a ce stade pleinement satisfaisante qui permette de realiser dans les meilleures conditions possibles un moteur alternatif a piston a cycle de Brayton a regeneration.

[45] En effet, Ie dispositif d’etancheite a coussin de fluide doit etre alimente en air comprime par un compresseur qui consomme une partie du travail disponible sur I’arbre du moteur alternatif a piston a cycle de Brayton a regeneration, au detriment du rendement total de ce dernier.

[46] Ceci reduit en effet Ie rendement energetique final dudit moteur, et ce d’autant plus si ce dernier opere a faible puissance car la quantite d’air comprime a fournir au dispositif d’etancheite a coussin de fluide est quasi constante, quels que soient Ie regime et la charge dudit moteur.

[47] Par ailleurs, pour garantir un fonctionnement perenne au dispositif d’etancheite a coussin de fluide, il faut recourir au systeme de refroidissement regeneratif selon Ie brevet N° EP 3585993, or, ledit systeme n’est pas neutre au plan energetique.

[48] En effet, ledit systeme de refroidissement rend tortueux Ie cheminement des gaz expulses du detendeur et induit des pertes de charges qui diminuent Ie rendement total du moteur alternatif a piston a cycle de Brayton a regeneration.

[49] En outre, la chaleur extraite des parois internes du detendeur par Ie systeme de refroidissement regeneratif est reintroduite dans Ie cycle de Brayton en amont d’un bruleur ou d’une source chaude par un echangeur thermique de regeneration dont Ie rendement n’est pas de cent pour cent. 7WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[50] Une part de la chaleur extraite des parois internes du detendeur se retrouve done perdue, et la puissance passant par I’echangeur augmente du fait de la presence dudit systeme de refroidissement.

[51] De plus, la puissance massique du moteur alternatif a piston a cycle de Brayton a regeneration est sensiblement reduite par Ie systeme de refroidissement regeneratif selon Ie brevet N° EP 3585993, ce qui implique de reviser a la hausse Ie dimensionnement dudit moteur pour tenir les objectifs de puissance de I’application a laquelle il se destine.

[52] On note egalement que la mise au point du dispositif d’etancheite a coussin de fluide du brevet N° FR 3032252 reste complexe, particulierement pour en assurer Ie bon fonctionnement dans Ie cadre d’applications non-stationnaires soumises a des chocs et vibrations.

[53] C’est pourquoi, sans exclure toute autre application dans quelque domaine que ce soit, Ie moteur thermique alternatif a culasse chaude et cylindre froid suivant I’invention est entre autres prevu pour realiser des moteurs alternatifs a piston a cycle de Brayton a regeneration dont Ie detendeur principalement chaud limite les pertes thermiques, et ceci, tout en assurant une etancheite robuste et durable entre Ie piston et Ie cylindre dudit detendeur.

[54] Dans Ie domaine d’application des machines thermiques alternative a pistons en general et des moteurs thermiques en particulier, il resulte de I’invention un piston a double effet multitemperature : • Dont les calottes de piston sont maintenues a haute temperature de sorte a limiter Ie refroidissement des gaz chauds a leur contact ; • Dont I’etancheite avec Ie cylindre avec lequel il coopere peut etre realisee au moyen de segments en fonte ou en acier tels que ceux que comprennent les moteurs a combustion interne conventionnels a allumage commande ou a cycle de Diesel ; • Qui ne recourt plus au dispositif d’etancheite a coussin de fluide objet du brevet N° FR 3032252 et done, qui ne requiert plus que Ie moteur qui Ie regoit soit dote du systeme de refroidissement regeneratif tel que celui que decrit Ie brevet N° EP 3585993, ledit moteur ne subissant done plus ni les pertes de 8WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 puissance et de rendement liees a I’emploi d’un compresseur d’alimentation dudit dispositif d’etancheite, ni les pertes de charges additionnelles a I’echappement du detendeur liees a un parcours des gaz plus tortueux, ni les pertes de chaleur dues au rendement inferieur a « un >> de I’echangeur thermique de regeneration, ni les pertes en puissance specifique du moteur associees a cette configuration.

[55] Par voie de consequence, Ie piston a double effet multitemperature suivant I’invention permet d’eviter que Ie moteur qui I’heberge ne soit fabrique avec des materiaux a forte teneur en nickel comme la fonte « Niresist >>, Ie cylindre dudit moteur pouvant etre realise en fonte a faible prix de revient telle que celle ordinairement utilisee pour realiser les carters-cylindres des moteurs Diesel automobiles, et ledit moteur pouvant comporter des culasses chaudes fonctionnant a haute temperature realisees en carbure de silicium, un materiau a haute resistance mecanique a hautes temperatures, abondant et bon marche.

[56] A titre d’avantage induit par Ie piston a double effet multitemperature suivant I’invention, la moindre densite du carbure de silicium dont il permet I’emploi pour realiser les culasses chaudes du moteur qui I’heberge d’une part, et I’absence de systeme de refroidissement regeneratif d’autre part, conduisent a un moindre poids et a une moindre capacite calorifique totale dudit moteur.

[57] Ceci favorise une montee rapide en temperature dudit moteur par la reduction de I’energie necessaire pour atteindre sa temperature de fonctionnement, et conduit a une consommation d’energie plus faible dudit moteur particulierement lorsque ce dernier s’applique au transport routier, ferroviaire, ou maritime.

[58] II est entendu que Ie piston a double effet multitemperature suivant I’invention peut s’appliquer, outre aux moteurs thermiques en general stationnaires ou mobiles et a combustion interne ou externe, a toute autre application voisine dans son concept et dans son principe qui pourrait avantageusement tirer parti des caracteristiques et fonctionnalites particulieres dudit piston selon I’invention.

[59] Les autres caracteristiques de la presente invention ont ete decrites dans la description et dans les revendications secondaires dependantes directement ou indirectement de la revendication principale. 9WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[60] Le piston a double effet multitemperature pouvant translator dans un cylindre froid amenage dans un carter-cylindre refroidi que comprend un moteur thermique, ledit piston etant directement ou indirectement relie par des moyens de transmission de puissance loges dans un carter de transmission a au moins un arbre de sortie de puissance rotatif ou alternatif cependant que ledit piston forme une chambre de volume variable inferieure avec le cylindre froid et une culasse inferieure qui est positionnee entre ledit piston et le carter de transmission, ledit piston formant simultanement une chambre de volume variable superieure avec ledit cylindre et une culasse superieure, lesdites chambres, renfermant un gaz de travail, comprend • Une broche centrale de piston approximativement coaxiale au cylindre froid et dont une premiere extremite forme une tige inferieure de piston qui traverse de part en part la culasse inferieure via un orifice de tige inferieure qui coopere avec des moyens d’etancheite de tige inferieure pour deboucher dans le carter de transmission et pour etre directement ou indirectement reliee aux moyens de transmission de puissance par des moyens de fixation de piston, tandis que la deuxieme extremite de ladite broche forme une tige superieure de piston qui traverse de part en part la culasse superieure via un orifice de tige superieure qui coopere avec des moyens d’etancheite de tige superieure pour deboucher dans une chambre de refroidissement et de lubrification de piston reliee a une source de fluide lubrifiant-refroidissant, cette derniere introduisant un fluide lubrifiant-refroidissant dans ladite chambre ; • Un anneau peripherique d’etancheite dont le diametre exterieur est sensiblement inferieur au diametre interieur du cylindre froid, ledit anneau comportant des moyens d’etancheite de piston qui sont en contact avec ledit cylindre pour realiser avec ce dernier une etancheite ; • Un disque de liaison radiale inferieure qui relie radialement la broche centrale de piston avec I’anneau peripherique d’etancheite du cote de la chambre de volume variable inferieure, et un disque de liaison radiale superieure qui relie radialement la broche centrale de piston avec I’anneau peripherique d’etancheite du cote de la chambre de volume variable superieure, I’espace 10WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 laisse entre lesdits disques,, I’anneau peripherique d’etancheite et la broche centrale de piston formant un volume interne de piston ; • Une galerie de lubrification-refroidissement amenagee principalement axialement dans la broche centrale de piston et en une ou plusieurs sections, ladite galerie mettant en communication d’une part, la chambre de refroidissement et de lubrification de piston avec Ie volume interne de piston, et d’autre part, ledit volume avec I’interieur du carter de transmission ; • Au moins un orifice peripherique de lubrification d’anneau qui met en communication Ie volume interne de piston avec la face peripherique externe de I’anneau peripherique d’etancheite, ledit orifice debouchant axialement de ladite face entre au moins deux moyens d’etancheite de piston ; • Des moyens de guidage qui prennent directement ou indirectement appui sur ou a proximite des moyens de transmission de puissance et/ou du cylindre froid et/ou de la culasse inferieure et/ou de la culasse superieure, lesdits moyens conservant directement ou indirectement I’anneau peripherique d’etancheite centre dans Ie cylindre froid ; • Une calotte chaude inferieure interposee entre Ie disque de liaison radiale inferieure et la chambre de volume variable inferieure et/ou une calotte chaude superieure interposee entre Ie disque de liaison radiale superieure et la chambre de volume variable superieure ; • Des moyens de plaquage de calotte qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude inferieure plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite et/ou sur Ie disque de liaison radiale inferieure, et/ou qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude superieure plaquee sur ledit anneau et/ou sur Ie disque de liaison radiale superieure, lesdits moyens laissant lesdites calottes, libres de se dilater par rapport audit anneau et/ou auxdits disques ; • Des moyens de centrage de calotte qui localisent la calotte chaude inferieure et/ou la calotte chaude superieure par rapport a I’anneau peripherique d’etancheite. 11WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[61] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une calotte chaude inferieure et/ou une calotte chaude superieure qui sont en tout ou partie constituees d’un materiau resistant a hautes temperatures.

[62] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un materiau resistant a hautes temperatures qui est principalement constitue de carbure de silicium.

[63] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens d’isolation thermique et/ou des moyens d’etancheite de calotte qui sont interposes soit, entre la calotte chaude inferieure et I’anneau peripherique d’etancheite et/ou le disque de liaison radiale inferieure, soit, entre la calotte chaude superieure et ledit anneau et/ou le disque de liaison radiale superieure, soit les deux.

[64] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens d’isolation thermique et/ou des moyens d’etancheite de calotte qui sont interposes soit, entre la calotte chaude inferieure et la broche centrale de piston, soit, entre la calotte chaude superieure et ladite broche, soit les deux.

[65] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens d’isolation thermique qui sont constitues d’au moins un anneau isolant fait d’un materiau a faible conductivite thermique.

[66] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un materiau a faible conductivite thermique qui est principalement constitue d’oxyde de zirconium.

[67] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un anneau isolant qui est maintenu directement ou indirectement en contact avec la broche centrale de piston et/ou I’anneau peripherique d’etancheite et/ou la calotte chaude inferieure et/ou le disque de liaison radiale inferieure et/ou la calotte chaude superieure et/ou le disque de liaison radiale superieure par I’intermediaire d’au moins une arete de contact de faible surface.

[68] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un anneau isolant qui est maintenu directement ou indirectement en contact avec la broche centrale de piston et/ou I’anneau peripherique d’etancheite et/ou la calotte 12WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 chaude inferieure et/ou Ie disque de liaison radiale inferieure et/ou la calotte chaude superieure et/ou Ie disque de liaison radiale superieure par I’intermediaire d’au moins un joint d’etancheite d’anneau isolant qui est etanche au gaz de travail.

[69] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens de plaquage de calotte qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude inferieure plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite et/ou sur le disque de liaison radiale inferieure, qui sont formes d’un tube inferieur coaxial externe de broche qui enveloppe la broche centrale de piston, ledit tube prenant appui d’une part, sur la calotte chaude inferieure au voisinage de ladite broche, et d’autre part, sur les moyens de transmission de puissance.

[70] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens de plaquage de calotte qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude superieure plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite et/ou sur le disque de liaison radiale superieure, qui sont formes d’un tube superieur coaxial externe de broche qui enveloppe la broche centrale de piston, ledit tube prenant appui d’une part, sur la calotte chaude superieure au voisinage de ladite broche, et d’autre part, sur une butee de tige superieure amenagee directement ou indirectement sur la tige superieure de piston au voisinage de son extremite qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston.

[71] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend certaines ou toutes les extremites d’un tube inferieur coaxial externe de broche et/ou d’un tube superieur coaxial externe de broche qui regoivent un ressort de tube par I’intermediaire duquel lesdits tubes prennent respectivement appui sur la calotte chaude inferieure et sur les moyens de transmission de puissance et/ou sur la calotte chaude superieure et sur la butee de tige superieure.

[72] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une calotte chaude inferieure et/ou une calotte chaude superieure qui presente une surface conique concave de calotte par I’intermediaire de laquelle ladite calotte est maintenue plaquee par les moyens de plaquage de calotte sur une arete circulaire de contact peripherique qui est directement ou indirectement solidaire de I’anneau peripherique d’etancheite et/ou de la peripherie du disque de liaison 13WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 radiale inferieure et/ou de la periphene du disque de liaison radiale superieure, l’angle du cone concave que forme ladite surface etant tel que lorsque ladite surface glisse sur ladite arete du fait de I’ecart entre la dilatation thermique de ladite calotte et celle de I’ensemble que forme I’anneau peripherique d’etancheite, Ie disque de liaison radiale inferieure, Ie disque de liaison radiale superieure et la broche centrale de piston, la distance axiale qui separe Ie point d’appui des moyens de plaquage de calotte sur ladite calotte de I’anneau peripherique d’etancheite reste approximativement constante toute chose egale par ailleurs, cependant que la surface conique concave de calotte et I’arete circulaire de contact peripherique forment les moyens de centrage de calotte.

[73] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens de fixation de piston qui sont constitues d’une vis axiale de piston a double effet qui comprend de premiere part, un corps de vis de piston qui est loge dans un tunnel de vis de piston qui traverse de part en part la broche centrale de piston dans le sens de sa longueur, ladite vis comprenant d’une part, une tete de vis de piston qui prend appui a I’extremite de la tige superieure de piston qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston, et d’autre part, un filetage de vis de piston qui est visse dans les moyens de transmission de puissance.

[74] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un tunnel de vis de piston qui forme une part au moins de la galerie de lubrificationrefroidissement, le fluide lubrifiant-refroidissant pouvant circuler entre le corps de vis de piston et la paroi interne dudit tunnel, ce dernier formant avec ledit corps une premiere section qui va de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston au volume interne de piston, et une deuxieme section qui va dudit volume a I’interieur du carter de transmission.

[75] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens de guidage qui sont constitues d’une jupe en tonneau qui est amenagee en peripherie externe de I’anneau peripherique d’etancheite et qui prend appui sur le cylindre froid.

[76] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une galerie de lubrification-refroidissement qui debouche dans le volume interne de 14WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 piston via un faible jeu axial laisse entre d’une part, un disque de repartition de fluide qui est loge dans ledit volume et d’autre part, Ie disque de liaison radiale superieure, ledit disque de repartition etant approximativement parallele audit disque de liaison radiale et formant d’une part, une etancheite avec la broche centrale de piston, et finissant d’autre part, radialement au voisinage de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite, Ie fluide lubrifiant-refroidissant en provenance de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston pouvant sortir au niveau dudit voisinage.

[77] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une broche centrale de piston qui comporte, a I’interieur du volume interne de piston et au voisinage du disque de liaison radiale inferieure, une collerette de recirculation de fluide qui, lorsque la broche centrale de piston se deplace en direction de la culasse inferieure, rejette radialement et en direction de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite le fluide lubrifiant-refroidissant qui s’est accumule dans ledit volume et en surface dudit disque.

[78] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un disque de liaison radiale inferieure qui presente une forme un creux au niveau de sa liaison avec la broche centrale de piston, ladite forme constituent un reservoir a trop-plein qui peut Stocker du fluide lubrifiant-refroidissant, cependant qu’au moins un orifice de trop-plein qui communique avec I’interieur du carter de transmission via la galerie de lubrification-refroidissement fixe le niveau maximal dudit reservoir.

[79] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une buse a fluide alimentee par la source de fluide lubrifiant-refroidissant qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston pour y injecter un jet de fluide.

[80] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une buse a fluide qui injecte un jet de fluide lubrifiant-refroidissant dans un reservoir axial de vis qui est amenage axialement dans la tete de vis de piston, ledit reservoir communiquant avec la galerie de lubrification-refroidissement via au moins un conduit radial de liaison reservoir-galerie. 15WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[81] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un clapet anti retour de vis qui est loge dans la vis axiale de piston a double effet, ledit clapet permettant au fluide lubrifiant-refroidissant d’aller du reservoir axial de vis vers la galerie de lubrification-refroidissement, mais non I’inverse.

[82] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend une chambre de refroidissement et de lubrification de piston qui est reliee a une source d’air par un clapet anti-retour d’admission d’air qui laisse entrer un air de forgage de fluide dans ladite chambre sans le laisser en ressortir, cependant que ladite chambre est reliee a une bache a air par un clapet limiteur de pression qui laisse I’air de forgage de fluide aller de ladite chambre a ladite bache lorsque la pression dudit air dans ladite chambre atteint une certaine valeur.

[83] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un ecran reflechissant qui est interpose entre la calotte chaude inferieure et le disque de liaison radiale inferieure auquel peut s’ajouter une partie de I’anneau peripherique d’etancheite et/ou, entre la calotte chaude superieure et le disque de liaison radiale superieure auquel peut s’ajouter une partie dudit anneau.

[84] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens d’isolation thermique qui sont constitues d’un materiau isolant alveolaire ou fibreux qui occupe tout ou partie de I’espace compris entre la calotte chaude inferieure et le disque de liaison radiale inferieure et/ou entre la calotte chaude superieure et le disque de liaison radiale superieure.

[85] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend au moins un premier espace radial laisse entre le tube superieur coaxial externe de broche et la broche centrale de piston, au moins un deuxieme espace radial laisse entre le tube inferieur coaxial externe de broche et la broche centrale de piston, et un plusieurs espaces radiaux laisses entre le corps de vis de piston et la paroi interne du tunnel de vis de piston qui forment une part au moins de la galerie de lubrification-refroidissement, le fluide lubrifiant-refroidissant pouvant circuler successivement dans lesdits espaces pour aller de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston au volume interne de piston, puis dudit volume a I’interieur du carter de transmission. 16WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[86] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend des moyens d’etancheite de tige inferieure et/ou des moyens d’etancheite de tige superieure qui sont constitues d’un anneau continu extensible qui est directement ou indirectement solidaire du carter-cylindre refroidi, et dont le diametre interieur est sensiblement plus petit que le diametre exterieur de la tige inferieure de piston ou de la tige superieure de piston qu’il enserre.

[87] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un anneau continu extensible qui est relie a une platine d’anneau par un tube d’anneau de faible epaisseur radiale, ledit anneau, ladite platine et ledit anneau etant realises dans un seul et meme lopin de matiere.

[88] Le piston a double effet multitemperature suivant I’invention comprend un anneau continu extensible qui est axialement enserre entre deux bagues d’anneau par un ressort de compression axiale d’anneau.

[89] La description qui va suivre en regard des dessins annexes et donnes a titre d’exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre I’invention, les caracteristiques qu’elle presente, et les avantages qu’elle est susceptible de procurer : [90] [Fig. 1] est une vue tridimensionnelle d’un moteur thermique tel qu’il peut etre prevu pour recevoir le piston a double effet multitemperature selon I’invention, ledit moteur formant un detendeur qui permet, par example, de mettre en oeuvre un cycle thermodynamique de Baryton a regeneration. [91] [Fig. 2] est une vue tridimensionnelle en coupe du piston a double effet multitemperature selon I’invention, loge dans le moteur thermique montre en figure 1, ledit moteur etant egalement represente en coupe tridimensionnelle. [92] [Fig. 3] est une vue en coupe du piston a double effet multitemperature selon I’invention, loge dans le moteur thermique montre en figure 1, ledit moteur etant egalement represente en coupe. [93] [Fig. 4] est une vue tridimensionnelle en coupe du piston a double effet multitemperature selon I’invention, ledit piston etant relie aux moyens de transmission de puissance par une vis axiale de piston a double effet tandis que 17WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 les moyens de plaquage de calotte sont notamment constitues d’un tube inferieur coaxial externe de broche et d’un tube superieur coaxial externe de broche. [94] [Fig. 5] est une vue tridimensionnelle eclatee du piston a double effet multitemperature selon I’invention et suivant sa configuration particuliere montree en figures 2 a 5. [95] [Fig. 6] est une vue rapprochee en coupe du piston a double effet multitemperature suivant I’invention mis dans Ie contexte du moteur montre en figure 1, ladite vue mettant notamment en evidence comment ledit piston est relie aux moyens de transmission de puissance, et comment la calotte chaude inferieure est maintenue plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite par un tube inferieur coaxial externe de broche par I’intermediaire d’anneaux isolants. [96] [Fig. 7] est une vue rapprochee en coupe du piston a double effet multitemperature suivant I’invention mis dans Ie contexte du moteur montre en figure 1, ladite vue mettant notamment en evidence comment la tige superieure de piston debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston, et comment la calotte chaude superieure est maintenue plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite par un tube superieur coaxial externe de broche par I’intermediaire d’anneaux isolants. [97] [Fig. 8] est une vue en coupe du piston a double effet multitemperature suivant I’invention tel que montre en figures 2 a 7, ladite vue montrant comment un fluide lubrifiant-refroidissant peut circuler depuis un reservoir axial de vis jusqu’a I’interieur du carter de transmission pour successivement refroidir Ie disque de liaison radiale superieure, I’anneau peripherique d’etancheite et Ie disque de liaison radiale inferieure, ceci tout en refroidissant et en lubrifiant les moyens d’etancheite de piston et la jupe en tonneau que presente ledit anneau, lesdits moyens et ladite jupe etant maintenus au contact du cylindre froid. [98] [Fig. 9] est une vue en coupe du piston a double effet multitemperature suivant I’invention tel que montre en figure 8, ladite vue montrant notamment comment Ie fluide lubrifiant-refroidissant peut recirculer a I’interieur du volume interne de piston pour parfaire Ie refroidissement de I’ensemble mecano soude que torment I’anneau peripherique d’etancheite, Ie disque de liaison radiale inferieure, Ie disque de liaison radiale superieure et la broche centrale de piston, 18WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 et pour alimenter des orifices peripheriques de lubrification d’anneau que comporte l’anneau peripherique d’etancheite. [99] [Fig. 10] est une vue en coupe schematique rapprochee du piston a double effet multitemperature suivant I’invention et selon la configuration particuliere dudit piston telle que montree en figures 2 a 9, ladite vue montrant la position et les dimensions des calottes chaudes inferieure et superieure par rapport a I’ensemble mecano soude et a l’anneau isolant lorsque lesdites calottes sont froides. [100] [Fig. 11] est une vue en coupe schematique rapprochee du piston a double effet multitemperature suivant I’invention et selon la configuration particuliere dudit piston telle que montree en figures 2 a 9, ladite vue montrant la position et les dimensions des calottes chaudes inferieure et superieure par rapport a I’ensemble mecano soude et a l’anneau isolant lorsque lesdites calottes sont chaudes. [101] [Fig. 12] est une vue tridimensionnelle cadree sur la chambre de refroidissement et de lubrification de piston du piston a double effet multitemperature suivant I’invention, ladite vue montrant notamment Ie clapet anti-retour d'admission d’air et Ie clapet limiteur de pression qui sont tous deux relies a I’interieur du carter de transmission qui fait ici office de source d’air et de bache a air. [102] [Fig. 13] est une vue en coupe d’une variante du piston a double effet multitemperature suivant I’invention selon laquelle une partie de la galerie de lubrification-refroidissement est formee par un espace radial laisse entre d’une part, Ie tube superieur coaxial externe de broche et Ie tube inferieur coaxial externe de broche et d’autre part, la broche centrale de piston, tandis qu’un ecran reflechissant et un materiau isolant alveolaire ou fibreux sont interposes entre les calottes chaudes inferieure et superieure et Ie disque de liaison radiale inferieure et superieure auxquelles font face lesdites calottes. [103] [Fig. 14] est une vue en coupe rapprochee des moyens d’etancheite de tige superieure du piston a double effet multitemperature suivant I’invention, lesdits moyens etant constitues d’un anneau continu extensible relie a une platine d’anneau par un tube d’anneau de faible epaisseur radiale. 19WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 [104] [Fig. 15] est une vue en coupe rapprochee des moyens d’etancheite de tige superieure du piston a double effet multitemperature suivant I’invention, lesdits moyens etant constitues d’un anneau continu extensible axialement enserre entre deux bagues d’anneau par un ressort de compression axiale d’anneau.

[105] DESCRIPTION DE L’INVENTION :

[106] On a montre en figures 1 a 12 Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, divers details de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.

[107] Comme Ie montrent les figures 2, 3, 6 et 7, Ie piston a double effet multitemperature 201 peut translator dans un cylindre froid 204 amenage dans un carter-cylindre refroidi 203 que comprend un moteur thermique 202, ledit piston 201 etant directement ou indirectement relie par des moyens de transmission de puissance 205 loges dans un carter de transmission 206 a au moins un arbre de sortie de puissance 207 rotatif ou alternatif.

[108] Comme on Ie voit clairement en figure 7, ledit piston 201 forme une chambre de volume variable inferieure 208 avec Ie cylindre froid 204 et une culasse inferieure 213 qui est positionnee entre ledit piston 201 et Ie carter de transmission 206, ledit piston 201 formant simultanement une chambre de volume variable superieure 209 avec ledit cylindre 204 et une culasse superieure 214, lesdites chambres 208, 209 renfermant un gaz de travail 240.

[109] Comme illustre en figures 2 a 5 et en figures 8 et 9, Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend une broche centrale de piston 210 approximativement coaxiale au cylindre froid 204 et dont une premiere extremite forme une tige inferieure de piston 211 qui traverse de part en part la culasse inferieure 213 via un orifice de tige inferieure 215 qui coopere avec des moyens d’etancheite de tige inferieure 280 pour deboucher dans Ie carter de transmission 206 et pour etre directement ou indirectement reliee aux moyens de transmission de puissance 205 par des moyens de fixation de piston 231.

[110] La deuxieme extremite de ladite broche 210 forme quant a elle une tige superieure de piston 212 qui traverse de part en part la culasse superieure 214 via un orifice de tige superieure 216 qui coopere avec des moyens d’etancheite de tige superieure 281 pour deboucher dans une chambre de refroidissement et 20WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 de lubrification de piston 217 reliee a une source de fluide lubrifiant-refroidissant 218, cette derniere introduisant un fluide lubrifiant-refroidissant 257 dans ladite chambre 217.

[111] On note que les moyens d’etancheite de tige inferieure 280 et les moyens d’etancheite de tige superieure 281 peuvent etre respectivement en contact avec la tige inferieure de piston 211 et avec la tige superieure de piston 212 soit directement, soit indirectement par I’intermediaire respectivement d’un tube inferieur coaxial externe de broche 243 et d’un tube superieur coaxial externe de broche 248, comme I’illustrent les figures 2, 3, 6, 7, 14 et 15.

[112] On remarque en figures 2 a 11 que Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant invention comprend un anneau peripherique d’etancheite 220 dont Ie diametre exterieur est sensiblement inferieur au diametre interieur du cylindre froid 204.

[113] On remarque sur lesdites figures que I’anneau peripherique d’etancheite 220 comporte des moyens d’etancheite de piston 221 par exemple constitues de segments de compression 222 en fonte ou en acier tels que ceux ordinairement trouves sur les pistons des moteurs automobiles conventionnels, lesdits moyens 221 etant en contact avec ledit cylindre 204 pour realiser avec ce dernier une etancheite.

[114] On voit tres clairement en figure 4 que Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend egalement un disque de liaison radiale inferieure 224 qui relie radialement la broche centrale de piston 210 avec I’anneau peripherique d’etancheite 220 du cote de la chambre de volume variable inferieure 208, et un disque de liaison radiale superieure 225 qui relie radialement la broche centrale de piston 210 avec I’anneau peripherique d’etancheite 220 du cote de la chambre de volume variable superieure 209, I’espace laisse entre lesdits disques 224, 225, I’anneau peripherique d’etancheite 220 et la broche centrale de piston 210 formant un volume interne de piston 228.

[115] On notera que Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et/ou Ie disque de liaison radiale superieure 225 peut etre un simple disque metallique, un cone, un dome ou une troncosphere, ou etre de toute geometrie que ce soit non-nervuree ou nervuree pour donner aux dits disques 224, 225 une grande rigidite. 21WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[116] On note aussi qu’a titre de variante de realisation du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention, Ie disque de liaison radiale inferieure 224 peut etre relie a I’interieur du volume interne de piston 228 au disque de liaison radiale superieure 225 par des etais, des rayons, des ailettes ou par toute autre liaison mecanique qui solidarise lesdits disques 224, 225 afin qu’ils constituent un ensemble rigide.

[117] On notera egalement que Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et/ou Ie disque de liaison radiale superieure 225 peuvent etre preferentiellement rendus solidaires de la broche centrale de piston 210 et/ou de I’anneau peripherique d’etancheite 220 par soudage par friction, par faisceau d’electron ou par soudage a I’arc, ou pas tout type de soudage ou d’assemblage connu de I’homme de l’art.

[118] On remarque en figures 8 et 9 que Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend une galerie de lubrification-refroidissement 227 qui est amenagee principalement axialement dans la broche centrale de piston 210 et en une ou plusieurs sections, ladite galerie 227 mettant en communication d’une part, la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 avec Ie volume interne de piston 228, et d’autre part, ledit volume 228 avec I’interieur du carter de transmission 206.

[119] En figures 10 et 11, on peut voir tres clairement que Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend au moins un orifice peripherique de lubrification d’anneau 229 qui met en communication Ie volume interne de piston 228 avec la face peripherique externe de I’anneau peripherique d’etancheite 220, ledit orifice 229 debouchant axialement de ladite face entre au moins deux moyens d’etancheite de piston 221.

[120] Le piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend aussi des moyens de guidage 230 particulierement visibles en figure 4, lesdits moyens 230 prenant directement ou indirectement appui sur ou a proximite des moyens de transmission de puissance 205 et/ou du cylindre froid 204 et/ou de la culasse inferieure 213 et/ou de la culasse superieure 214, lesdits moyens 230 conservant directement ou indirectement I’anneau peripherique d’etancheite 220 centre dans le cylindre froid 204. 22WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[121] Particulierement en figure 7, on remarque que Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend une calotte chaude inferieure 226 interposee entre Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et la chambre de volume variable inferieure 208 et/ou une calotte chaude superieure 232 interposee entre Ie disque de liaison radiale superieure 225 et la chambre de volume variable superieure 209 ;

[122] Le piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend aussi des moyens de plaquage de calotte 234, qui tous apparaissent en figures 2 a 5 et en figures 8 et 9, et qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude inferieure 226 plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou sur le disque de liaison radiale inferieure 224, et/ou qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude superieure 232 plaquee sur ledit anneau 220 et/ou sur le disque de liaison radiale superieure 225, lesdits moyens 234 laissant lesdites calottes 226, 232 libres de se dilater par rapport audit anneau 220 et/ou auxdits disques 224, 225.

[123] Enfin, le piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention comprend des moyens de centrage de calotte 235 - par exemple montres en figure 7 - qui localisent la calotte chaude inferieure 226 et/ou la calotte chaude superieure 232 par rapport a I’anneau peripherique d’etancheite 220.

[124] On notera que selon une variante de realisation du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, la calotte chaude inferieure 226 et/ou la calotte chaude superieure 232 peuvent etre en tout ou partie constituees d’un materiau resistant a hautes temperatures 275 tel que du carbure de silicium 276 et ses differentes variantes, allie ou non a d’autres materiaux.

[125] A titre d’autre variante montree en figures 2 a 11, des moyens d’isolation thermique 233 et/ou des moyens d’etancheite de calotte 239 peuvent etre interposes soit, entre la calotte chaude inferieure 226 et I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou le disque de liaison radiale inferieure 224, soit, entre la calotte chaude superieure 232 et ledit anneau 220 et/ou le disque de liaison radiale superieure 225, soit les deux, lesdits moyens 233, 239 pouvant faire partie integrante desdites calottes 226, 232 et/ou desdits disques 224, 225. 23WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[126] En figures 4 a 9, on a aussi montre que des moyens d’isolation thermique 233 et/ou des moyens d’etancheite de calotte 239 peuvent etre interposes soit, entre la calotte chaude inferieure 226 et la broche centrale de piston 210, soit, entre la calotte chaude superieure 232 et ladite broche 210, soit les deux, lesdits moyens 233, 239 pouvant faire partie integrante desdites calottes 226, 232 et/ou de ladite broche 210.

[127] Ou qu’ils soient situes, les moyens d’isolation thermique 233 peuvent etre constitues d’au moins un anneau isolant 236 fait d’un materiau a faible conductivite thermique 237 tel que I’oxyde de zirconium 238 et ses differentes variantes, allie ou non a d’autres materiaux, ou tel que Ie quartz.

[128] A titre d’alternative non-limitative, I’anneau isolant 236 peut aussi etre fait en quartz dont la conductivite thermique est egalement basse, et dont Ie faible module d’elasticite lui confere une grande faculte a s’accommoder a la geometrie des composants avec lesquels il est en contact et coopere.

[129] On notera que I’anneau isolant 236 peut etre maintenu directement ou indirectement en contact avec la broche centrale de piston 210 et/ou I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou la calotte chaude inferieure 226 et/ou Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et/ou la calotte chaude superieure 232 et/ou Ie disque de liaison radiale superieure 225 par I’intermediaire d’au moins une arete de contact de faible surface 241.

[130] On remarquera en figures 10 et 11 qu’avantageusement, I’anneau isolant 236 peut comporter une gorge de de-rigidification 291 qui lui confere plus de souplesse et qui assure un contact plus homogene et mieux reparti entre ledit anneau 236 et la piece 210, 220, 226, 224, 232, 225 avec laquelle coopere ledit anneau 236.

[131] Selon une configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 , I’anneau isolant 236 peut aussi etre maintenu directement ou indirectement en contact avec la broche centrale de piston 210 et/ou I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou la calotte chaude inferieure 226 et/ou Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et/ou la calotte chaude superieure 232 et/ou Ie disque de liaison radiale superieure 225 par I’intermediaire d’au moins un joint d’etancheite d’anneau isolant 242 qui est etanche au gaz de travail 240. 24WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[132] On note que Ie joint d’etancheite d’anneau isolant 242 peut par example comporter plusieurs feuilles metalliques a I’instar des joints de culasse que comportent les moteurs thermiques a combustion interne automobiles modernes, ou etre constitue de materiaux resistants aux hautes temperatures comme Ie « Therma-pur >> developpe par la societe « Garlock ».

[133] Comme on Ie constate en figures 2 a 9, les moyens de plaquage de calotte 234 qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude inferieure 226 plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou sur Ie disque de liaison radiale inferieure 224, peuvent etre formes d’un tube inferieur coaxial externe de broche 243 qui enveloppe la broche centrale de piston 210, ledit tube 243 prenant appui d’une part, sur la calotte chaude inferieure 226 au voisinage de ladite broche 210, et d’autre part, sur les moyens de transmission de puissance 205 qui peuvent etre par exemple constitues d’une crosse 244 qui translate dans une cylindre de crosse 293, ladite crosse 244 etant articulee autour du pied d’une bielle 245 qui est elle-meme articulee autour d’une manivelle 246 amenagee sur un vilebrequin 247 ce dernier formant I’arbre de sortie de puissance 207.

[134] On constate aussi en figures 2 a 5 et en figures 7 a 9 que les moyens de plaquage de calotte 234 qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude superieure 232 plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou sur Ie disque de liaison radiale superieure 225, peuvent etre formes d’un tube superieur coaxial externe de broche 248 qui enveloppe la broche centrale de piston 210, ledit tube 248 prenant appui d’une part, sur la calotte chaude superieure 232 au voisinage de ladite broche 210, et d’autre part, sur une butee de tige superieure 249 amenagee directement ou indirectement sur la tige superieure de piston 212 au voisinage de son extremite qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217.

[135] Comme on Ie voit clairement en figure 4, certaines ou toutes les extremites du tube inferieur coaxial externe de broche 243 et/ou du tube superieur coaxial externe de broche 248 peuvent recevoir un ressort de tube 250 par I’intermediaire duquel lesdits tubes 243, 248 prennent respectivement appui sur la calotte chaude inferieure 226 et sur les moyens de transmission de puissance 205 et/ou sur la calotte chaude superieure 232 et sur la butee de tige superieure 25WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 249, Ie ressort de tube 250 pouvant avantageusement etre constitue d’un empilementde rondelles « Belleville » connues en sol.

[136] Les figures 10 et 11 illustrent que selon une configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, la calotte chaude inferieure 226 et/ou la calotte chaude superieure 232 peut avantageusement presenter une surface conique concave de calotte 251 par I’intermediaire de laquelle ladite calotte 226, 232 est maintenue plaquee par les moyens de plaquage de calotte 234 sur une arete circulaire de contact peripherique 252 qui est directement ou indirectement solidaire de I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou de la Peripherie du disque de liaison radiale inferieure 224 et/ou de la Peripherie du disque de liaison radiale superieure 225.

[137] Selon ladite configuration, Tangle du cone concave que forme surface conique concave de calotte 251 est tel, que lorsque ladite surface 251 glisse sur ladite arete 252 du fait de I’ecart entre la dilatation thermique de ladite calotte 226, 232 et celle de I’ensemble que forme I’anneau peripherique d’etancheite 220, Ie disque de liaison radiale inferieure 224, Ie disque de liaison radiale superieure 225 et la broche centrale de piston 210, la distance axiale qui separe Ie point d’appui des moyens de plaquage de calotte 234 sur ladite calotte 226, 232 de I’anneau peripherique d’etancheite 220 reste approximativement constants toute chose egale par ailleurs, cependant que la surface conique concave de calotte 251 et I’arete circulaire de contact peripherique 252 forment les moyens de centrage de calotte 235.

[138] On remarque que cette configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention permet que I’effort auquel sont soumis les moyens de plaquage de calotte 234 - qui sont hors de I’image en figures 10 et 11 mais bien presents en realite - reste approximativement constant quel que soit I’ecart entre la dilatation thermique de ladite calotte 226, 232 et celle de I’ensemble mecano soude 289 que forme I’anneau peripherique d’etancheite 220, Ie disque de liaison radiale inferieure 224, Ie disque de liaison radiale superieure 225 et la broche centrale de piston 210. 26WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[139] En outre, ladite configuration permet que limiter la variation de rapport volumetrique du moteur thermique 202 en fonction de sa temperature, particulierement lors des phases de demarrage a froid dudit moteur 202.

[140] On remarque qu’avantageusement et a titre de variante non representee, I’arete circulaire de contact peripherique 252 pourrait avantageusement presenter un contact spherique a la surface conique concave de calotte 251.

[141] En figures 2 a 9, on a montre que les moyens de fixation de piston 231 peuvent etre constitues d’une vis axiale de piston a double effet 219 qui comprend de premiere part, un corps de vis de piston 255 qui est loge dans un tunnel de vis de piston 256 qui traverse de part en part la broche centrale de piston 210 dans Ie sens de sa longueur, ladite vis 219 comprenant d’une part, une tete de vis de piston 253 qui prend appui a I’extremite de la tige superieure de piston 212 qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217, et d’autre part, un filetage de vis de piston 254 qui est visse dans les moyens de transmission de puissance 205.

[142] Selon une variante de realisation du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, un ensemble vis-ecrou peut remplacer la tete de vis de piston 253 qui peut d’ailleurs etre remplacee par tout autre type de fixation qui apparaitra de fagon evidente a I’homme de I’art.

[143] Comme on Ie voit clairement en figures 8 et 9, Ie tunnel de vis de piston 256 peut avantageusement former une part au moins de la galerie de lubrificationrefroidissement 227, Ie fluide lubrifiant-refroidissant 257 pouvant circuler entre Ie corps de vis de piston 255 et la paroi interne dudit tunnel 256, ce dernier formant avec ledit corps 255 une premiere section qui va de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 au volume interne de piston 228, et une deuxieme section qui va dudit volume 228 a I’interieur du carter de transmission 206, Ie corps de vis de piston 255 pouvant comporter des renflements d’etancheite de vis 258 pour separer Ie tunnel de vis de piston 256 en sections, lesdits renflements 258 pouvant a ces fins presenter un joint d’etancheite de renflement 259.

[144] Comme I’illustre clairement la figure 4, les moyens de guidage 230 peuvent etre constitues d’une jupe en tonneau 260 qui est amenagee en peripherie 27WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 externe de I’anneau peripherique d’etancheite 220 et qui prend appui sur Ie cylindre froid 204, ladite jupe 260 presentant une forme convergente qui favorise I’etablissement d’un regime de lubrification hydrodynamique entre elle-meme et Ie cylindre froid 204 avec lequel elle coopere.

[145] On remarque de fagon evidente en figures 10 et 11 que la jupe en tonneau 260 peut avantageusement etre positionnee entre deux segments de compression 222 et jouxter un segment racleur d’huile 278.

[146] La figure 8 illustre que la galerie de lubrification-refroidissement 227 peut deboucher dans Ie volume interne de piston 228 via un faible jeu axial laisse entre d’une part, un disque de repartition de fluide 261 qui est loge dans ledit volume 228 et d’autre part, Ie disque de liaison radiale superieure 225, ledit disque de repartition 261 etant approximativement parallele audit disque de liaison radiale 225 et formant d’une part, une etancheite avec la broche centrale de piston 210, et finissant d’autre part, radialement au voisinage de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite 220, Ie fluide lubrifiant-refroidissant 257 en provenance de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 pouvant sortir au niveau dudit voisinage par exemple via des deversoirs de repartition 290, des orifices ou des creneaux de quelque nature que ce soit amenages en peripherie du disque de repartition de fluide 261.

[147] Comme I’illustre bien la figure 9, selon une variante particuliere du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, la broche centrale de piston 210 peut comporter, a I’interieur du volume interne de piston 228 et au voisinage du disque de liaison radiale inferieure 224, une collerette de recirculation de fluide 262 qui, lorsque la broche centrale de piston 210 se deplace en direction de la culasse inferieure 213, rejette radialement et en direction de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite 220 Ie fluide lubrifiant-refroidissant 257 qui s’est accumule dans ledit volume 228 et en surface dudit disque 224, ladite collerette 262 pouvant comporter des rigoles de collerette 263 qui forment des jets radiaux de fluide lubrifiant-refroidissant 257 qui sont uniformement repartis sur trois cent soixante degres.

[148] Particulierement en figure 8, on remarque que Ie disque de liaison radiale inferieure 224 peut avantageusement presenter une forme un creux 294 au 28WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 niveau de sa liaison avec la broche centrale de piston 210, ladite forme 294 constituent un reservoir a trop-plein 264 qui peut Stocker du fluide lubrifiantrefroidissant 257, cependant qu’au moins un orifice de trop-plein 265 qui communique avec I’interieur du carter de transmission 206 via la galerie de lubrification-refroidissement 227 fixe Ie niveau maximal dudit reservoir 264 de sorte qu’a chaque acceleration en direction de la culasse superieure 214 du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, Ie niveau du fluide lubrifiant-refroidissant 257 que contient ledit reservoir 264 ne depasse pas celui de I’orifice de trop-plein 265, ledit fluide 257 en exces etant expulse a I’interieur du carter de transmission 206.

[149] En figure 7, on note qu’une buse a fluide 266 alimentee par la source de fluide lubrifiant-refroidissant 218 peut deboucher dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 pour y injecter un jet de fluide 267 qui est montre en figures 8 et 9.

[150] Toujours en figures 8 et 9, on constate que la buse a fluide 266 peut injecter un jet de fluide lubrifiant-refroidissant 257 dans un reservoir axial de vis 267 qui est amenage axialement dans la tete de vis de piston 253, ledit reservoir 267 communiquant avec la galerie de lubrification-refroidissement 227 via au moins un conduit radial de liaison reservoir-galerie 268.

[151] Les figures 8 et 9 montrent aussi de fagon evidente qu’un clapet anti retour de vis 269 peut etre loge dans la vis axiale de piston a double effet 219, ledit clapet 269 permettant au fluide lubrifiant-refroidissant 257 d’aller du reservoir axial de vis 267 vers la galerie de lubrification-refroidissement 227, mais non I’inverse, de sorte qu’a chaque acceleration en direction de la culasse superieure 214 du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, Ie fluide lubrifiantrefroidissant 257 que contient ledit reservoir 267 soit force a penetrer dans la galerie de lubrification-refroidissement 227 tandis que lorsque ledit piston 201 accelere en direction de la culasse inferieure 213, ledit fluide 257 contenu dans ladite galerie 227 ne retourne pas audit reservoir 267.

[152] A titre de variante du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, on a montre en figure 12 que la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 peut etre reliee a une source d’air 270 ou a une 29WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 quelconque source de gaz de quelque nature que ce soit par un clapet anti-retour d’admission d’air 271 qui laisse entrer un air de forpage de fluide 272 dans ladite chambre 217 sans Ie laisser en ressortir, cependant que ladite chambre 217 est reliee a une bache a air 273 par un clapet limiteur de pression 274 qui laisse I’air de forpage de fluide 272 aller de ladite chambre 217 a ladite bache 273 lorsque la pression dudit air 272 dans ladite chambre 217 atteint une certaine valeur.

[153] Selon cette configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, la pression qui alimente la buse a fluide 266 en fluide lubrifiant-refroidissant 257 est avantageusement superieure a la pression d’ouverture du clapet limiteur de pression 274.

[154] On remarque egalement en figure 12 que I’altitude du conduit qui relie la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 au clapet limiteur de pression 274 peut determiner Ie niveau maximal du fluide lubrifiant-refroidissant 267 dans ladite chambre 217, ledit conduit faisant office de trop-plein.

[155] Comme on I’a montre en figure 13, un ecran reflechissant 295 peut etre interpose entre la calotte chaude inferieure 226 et Ie disque de liaison radiale inferieure 224 auquel peut s’ajouter une partie de I’anneau peripherique d’etancheite 220 et/ou, entre la calotte chaude superieure 232 et Ie disque de liaison radiale superieure 225 auquel peut s’ajouter une partie dudit anneau 220, ledit ecran reflechissant 295 retournant a la calotte chaude inferieure 226 et/ou a la calotte chaude superieure 232 la chaleur qu’emet, notamment sous la forme de rayonnement dans I’infrarouge, ladite calotte 226, 232.

[156] On a egalement montre en figure 13 que les moyens d’isolation thermique 233 peuvent etre constitues d’un materiau isolant alveolaire ou fibreux 296 qui occupe tout ou partie de I’espace compris entre la calotte chaude inferieure 226 et Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et/ou entre la calotte chaude superieure 232 et Ie disque de liaison radiale superieure 225.

[157] La figure 13 illustre egalement qu’au moins un premier espace radial laisse entre Ie tube superieur coaxial externe de broche 248 et la broche centrale de piston 210, au moins un deuxieme espace radial laisse entre Ie tube inferieur coaxial externe de broche 243 et la broche centrale de piston 210, et un plusieurs espaces radiaux laisses entre Ie corps de vis de piston 255 et la paroi interne du 30WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 tunnel de vis de piston 256 peuvent former une part au moins de la galerie de lubrification-refroidissement 227, Ie fluide lubrifiant-refroidissant 257 pouvant circuler successivement dans lesdits espaces pour aller de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 au volume interne de piston 228, puis dudit volume 228 a I’interieur du carter de transmission 206.

[158] Selon cette configuration particuliere du piston a double effet multitemperature suivant I’invention, la paroi externe du tube superieur coaxial externe de broche 248 et la paroi externe du tube inferieur coaxial externe de broche 243 sont toujours maintenues a basse temperature, ceci afin qu’un film d’huile de lubrification qui revet la paroi externe desdits tubes 248, 243 soit preserve de tout cokefaction ou combustion spontanee par exces de temperature, y-compris quand Ie moteur thermique 202 est arrete apres avoir fonctionne a haute temperature, et particulierement dans la mesure ou une pompe electrique est prevue qui force du fluide lubrifiant-refroidissant 257 a circuler dans Ie galerie de lubrification-refroidissement 227 apres I’arret dudit moteur 202.

[159] On a montre en figures 14 et 15 que les moyens d’etancheite de tige inferieure 280 et/ou les moyens d’etancheite de tige superieure 281 peuvent etre constitues d’un anneau continu extensible 297 qui est directement ou indirectement solidaire du carter-cylindre refroidi 203, et dont Ie diametre interieur est sensiblement plus petit que Ie diametre exterieur de la tige inferieure de piston 211 ou de la tige superieure de piston 212 qu’il enserre.

[160] On note qu’en ce cas, I’epaisseur radiale et I’epaisseur axiale de I’anneau continu extensible 297 sont avantageusement faibles pour limiter les pertes energetiques produites par Ie frottement dudit anneau 297 sur la tige inferieure de piston 211 et/ou la tige superieure de piston 212.

[161] La figure 14 illustre que I’anneau continu extensible 297 peut etre relie a une platine d’anneau 298 par un tube d’anneau 299 de faible epaisseur radiale, ledit anneau 297, ladite platine 298 et ledit anneau 297 etant realises dans un seul et meme lopin de matiere.

[162] On note qu’en ce cas et avantageusement, la platine d’anneau 298 peut directement ou indirectement se deplacer radialement et de fagon etanche dans Ie carter-cylindre refroidi 203, et comporter au moins une butee radiale d’anneau 31WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 303 qui limite son excentration par rapport a la tige inferieure de piston 211 ou par rapport a la tige superieure de piston 212.

[163] Une autre variante illustree en figure 15 prevoit que I’anneau continu extensible 297 peut etre axialement enserre entre deux bagues d’anneau 300 par un ressort de compression axiale d’anneau 301 qui peut cooperer avec une bague etanche d’anneau 302, les deux bagues d’anneau 300 pouvant exposer a la tige inferieure de piston 211 ou a la tige superieure de piston 212 une butee radiale d’anneau 303 qui peut entrer en contact avec ladite tige 211,212.

[164] FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION :

[165] Le fonctionnement du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention se comprend aisement a la vue des figures 1 a 15.

[166] Ledit piston 201 peut s’appliquer a tout moteur thermique 202 executant un cycle de Beau de Rochas, de Miller, d’Atkinson, de Diesel, ou tout autre cycle thermodynamique connu de I’homme de I’art.

[167] En figures 1 a 15, on a montre le piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention et tel qu’il peut etre mis en oeuvre dans un moteur thermique 202 executant un cycle de Brayton a regeneration qui est identique a celui qu’execute le moteur thermique a transfert-detente et regeneration selon le brevet N° WO2016120560.

[168] Dans ce contexte particulier, ledit piston 201 ne s’applique qu’au detendeur 279 dudit moteur 202, aussi, les autres organes de ce dernier tels qu’un ou des compresseurs, un bruleur ou un echangeur de regeneration necessaires a la mise en oeuvre du cycle de Brayton a regeneration, ne sont pas representes.

[169] L’objectif du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention est de limiter au maximum les pertes de chaleur du gaz de travail 240 durant la phase de detente dudit gaz 240 operee durant le cycle de Brayton a regeneration, tout en s’assurant que ledit piston 201 realise avec le cylindre froid 204 une bonne etancheite en ne recourant qu’a des moyens d’etancheite de piston 221 conventionnels, en I’occurrence des segments de compression 222 similaires a ceux qui equipent les moteurs a combustion interne automobiles produits en 32WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 grande serie, lesdits segments 222 cooperant avec un segment racleur d'huile 278.

[170] Tenir cet objectif implique notamment que la plus grande part possible de surface de paroi externe du piston a double effet multitemperature 201 soit maintenue a haute temperature.

[171] Tenir cet objectif necessite egalement que Ie piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention realise une bonne etancheite avec la culasse inferieure 213 et avec la culasse superieure 214, respectivement grace a des moyens d’etancheite de tige inferieure 280 et a des moyens d’etancheite de tige superieure 281, lesdits moyens 280, 281 etant formes soit, de segments a coupe 282 metalliques connus en soi, soit d’un anneau continu extensible 297 qui est directement ou indirectement solidaire du carter-cylindre refroidi 203 comme Ie montrent les figures 14 et 15.

[172] Pour que ledit objectif soit pleinement atteint, Ie piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention s’applique avantageusement a un moteur thermique 202 fonde sur Ie meme dit objectif et qui, a ce titre, limite au maximum les pertes de chaleur du gaz de travail 240 en ayant la plus grande part possible de ses parois internes portee a haute temperature.

[173] C’est pourquoi en figures 1 a 3 on a montre un moteur thermique 202 dont Ie detendeur 279 report Ie piston a double effet multitemperature 201, ledit detendeur 279 comportant une culasse inferieure 213 et une culasse superieure 214 dont la temperature de fonctionnement est elevee - de I’ordre de neuf cent cinquante degres Celsius - lesdites culasses 213, 214 etant realisees en carbure de silicium 276, un materiau qui conserve ses caracteristiques mecaniques jusqu’a des temperatures de I’ordre de mille quatre-cents degres Celsius, et qui peut etre utilise en milieu oxydant a ces temperatures elevees.

[174] Seules les surfaces internes dudit detendeur 279 qui sont en contact a la fois avec Ie gaz de travail 240 et avec les moyens d’etancheite de piston 221 sont maintenues a une temperature de seulement cent degres Celsius, ladite temperature restant compatible avec un fluide lubrifiant-refroidissant 257 tel que de I’huile de lubrification et de refroidissement 283, et evitant que cette derniere - 33WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 en I’occurrence de I’huile pour moteur connue en soi - ne cokefie, ne brule, ou ne se degrade prematurement.

[175] Comme on Ie voit en figures 2 et 3, lesdites surfaces sont, outre Ie cylindre froid 204 amenage dans un carter-cylindre refroidi 203, une partie de I’anneau peripherique d’etancheite 220, une partie de la tige inferieure de piston 211 et une partie de la tige superieure de piston 212, ces organes 220, 204, 211, 212 totalisant une surface en contact avec Ie gaz de travail 240 tres inferieure a celle que totalisent la culasse inferieure 213, la culasse superieure 214, la calotte chaude inferieure 226, et la calotte chaude superieure 232.

[176] En figures 2 et 3 on a montre a titre d’exemple de mise en oeuvre particulier du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention les moyens de transmission de puissance 205 qui sont loges dans Ie carter de transmission 206 et qui sont ici prevus pour transformer les mouvements de va-et-vient dudit piston 201 dans Ie cylindre froid 204 en mouvement de rotation continu d’un vilebrequin 247.

[177] Toujours selon cet exemple de realisation non-limitatif, Ie carter de transmission 206 et les moyens de transmission de puissance 205 sont avantageusement maintenus a une temperature voisine de cent degres Celsius, compatible avec I’huile de lubrification et de refroidissement 283.

[178] On remarque en figures 2 et 3 que les moyens de transmission de puissance 205 sont a titre d’exemple constitues d’une bielle 245 qui est reliee a la tige inferieure de piston 211 par I’intermediaire d’une crosse 244, ladite bielle 34 etant articulee autour d’une manivelle 246 amenagee sur Ie vilebrequin 247, ce dernier formant un arbre de sortie de puissance 207.

[179] Comme on Ie voit clairement en figures 2 a 5 et en figures 8, 9 et 13, I’ensemble mecano soude 289 que forme I’anneau peripherique d’etancheite 220, Ie disque de liaison radiale inferieure 224, Ie disque de liaison radiale superieure 225 et la broche centrale de piston 210 sont fixes sur la crosse 244 par une vis axiale de piston a double effet 219 dont Ie corps de vis de piston 255 est loge dans un tunnel de vis de piston 256 qui traverse de part en part la broche centrale de piston 210 dans Ie sens de sa longueur. 34WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[180] Le tunnel de vis de piston 256 forme ici une galerie de lubrificationrefroidissement 227, I’huile de lubrification et de refroidissement 283 pouvant notamment circuler entre le corps de vis de piston 255 et la paroi interne dudit tunnel 256, ce dernier formant avec ledit corps 255 une premiere section de galerie de lubrification-refroidissement 227 qui va de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 au volume interne de piston 228, et une deuxieme section de dite galerie 227 qui va dudit volume 228 a I’interieur du carter de transmission 206.

[181] Avantageusement, le corps de vis de piston 255 comporte des renflements d’etancheite de vis 258 qui separent de fagon etanche le tunnel de vis de piston 256 en deux sections au moyen de joints d’etancheite de renflement 259.

[182] Comme le montre clairement les figures 2 a 5 et les figures 8, 9 et 13, la vis axiale de piston a double effet 219 comprend egalement une tete de vis de piston 253 qui prend appui a I’extremite de la tige superieure de piston 212 qui est orientee vers la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217, et un filetage de vis de piston 254 qui est visse dans la crosse 244.

[183] Nous supposerons ici que le gaz de travail 240 est introduit dans le detendeur 279 via une soupape d’admission 284 a une temperature de mille trois-cents degres Celsius, tandis que la temperature d’equilibre operationnelle de la culasse inferieure 213 et de la culasse superieure 214 qui enserrent le carter-cylindre refroidi 203 d’une part, et celle de la calotte chaude inferieure 226 et de la calotte chaude superieure 232 qui coiffent le piston a double effet multitemperature 201 d’autre part, est de neuf-cent cinquante degres Celsius.

[184] On note qu’avantageusement et comme I’illustrent les figures 1 et 2 et les figures 6 et 7, la soupape d’admission 284 et une soupape d'echappement 285 par laquelle le gaz de travail 240 est expulse du detendeur 279 apres y avoir ete detendu sont autoclaves, et peuvent etre chacune pilotee par un actionneur hydraulique de soupape a regeneration tel que decrit dans le brevet N° 3071896 en date du 11 octobre 2019 et appartenant au demandeur.

[185] Differemment du moteur thermique a transfert-detente et regeneration selon le brevet WO2016120560 dont toutes les parois internes de detendeur sont maintenues a une temperature elevee de par exemple de neuf-cent cinquante 35WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 degres Celsius, la paroi interne du cylindre froid 204 du detendeur 279 du moteur thermique 202 est ici maintenue par des moyens de refroidissement de cartercylindre 286 a la temperature relativement basse de cent degres Celsius, cette temperature n’etant donnee qu’a titre d’exemple.

[186] En figures 2 et 3, on a montre que les moyens de refroidissement de cartercylindre 286 peuvent etre constitues d’une chambre de refroidissement 287 qui enveloppe la surface externe du cylindre froid 204, un liquide caloporteur 288, en I’occurrence de I’eau, circulant dans ladite chambre 287.

[187] Ainsi et comme Ie montrent clairement les figures 2 et 3, pratiquement toutes les parois internes du detendeur 279 du moteur thermique 202 restent chaudes a I’instar de celles du moteur thermique a transfert-detente et regeneration selon Ie brevet WO2016120560, a I’exception du cylindre froid 204.

[188] Les surfaces chaudes restantes sont suffisantes pour obtenir du cycle de Brayton a regeneration un rendement thermodynamique significativement plus eleve en pratique que celui obtenu des cycles d’Otto et de Diesel.

[189] On note, ce qui est montre de fagon evidente en figures 10 et 11, que I’anneau peripherique d’etancheite 220 presente une jupe en tonneau 260, deux segments de compression 222 et un segment racleur d’huile 278, ces composants 260, 222, 278 etant egalement maintenus a une temperature de I’ordre de cent degres Celsius, proche de celle du cylindre froid 204 avec lequel ils cooperent, ceci notamment pour preserver I’integrite de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 qui forme un film sur la paroi interne dudit cylindre 204.

[190] On comprend done que, contrairement au moteur thermique a transfertdetente et regeneration selon Ie brevet WO2016120560, les moyens d’etancheite de piston 221 ne sont plus ici constitues d’un dispositif d’etancheite a coussin de fluide selon Ie brevet FR 3032252, mais bien d’une segmentation comparable a celle des moteurs a combustion interne automobiles conventionnels, lesdits moyens 221 etant refroidis et lubrifies de la meme maniere.

[191] Cette similitude permet au piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention de beneficier de savoirs faires plus que centenaires dans Ie domaine de la segmentation des pistons de moteurs a combustion interne. 36WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[192] La configuration particuliere dudit piston 201 et du detendeur 279 dont fait partie ledit piston 201 se justifie en ce que, dans les conditions de temperature qui viennent d’etre decrites, la chaleur cedee au cylindre froid 204 par Ie gaz de travail 240 forme une perte energetique comparable voire inferieure a celle induite d’une part, par Ie dispositif d’etancheite a coussin de fluide objet du brevet FR 3032252 du fait des moyens de compression necessaires a son alimentation en air comprime, et d’autre part, par Ie systeme de refroidissement regeneratif selon Ie brevet N° EP 3585993 a cause des pertes de charges a I’echappement additionnelles qu’il genere, et de la reintroduction dans Ie cycle thermodynamique de la chaleur extraite des parois internes du detendeur via un echangeur thermique de regeneration dont Ie rendement est inferieur a un.

[193] Pour preuve du bien-fonde du piston a double effet multitemperature 201 selon (’invention, on note que si toutes les parois internes du detendeur 279 montre en figures 2 et 3 - y compris la culasse inferieure 213, la culasse superieure 214, la calotte chaude inferieure 226 et la calotte chaude superieure 232 - etaient maintenues a seulement cent degres Celsius a I’instar des parois internes des moteurs a combustion interne automobiles produits en grande serie, la puissance calorifique moyenne specifique a la surface - par exemple exprimee en kilowatts par metre carre - cedee par Ie gaz de travail 240 au cylindre froid 204, serait tres inferieure a celle cedee par ledit gaz 240 auxdites culasses 213, 214 et auxdites calottes 226, 232.

[194] En effet, la surface que Ie cylindre froid 204 expose au gaz de travail 240 est petite en debut de detente dudit gaz 240, puis s’agrandit au fur et mesure que ledit gaz 240 se detend et que parallelement, sa temperature baisse, contrairement a la culasse inferieure 213, a la culasse superieure 214, a la calotte chaude inferieure 226 et a la calotte chaude superieure 232, dont la surface exposee au gaz de travail 240 reste constante.

[195] Ainsi, en supposant que lesdites culasses 213, 214 et lesdites calottes 226, 232 soient maintenues volontairement a cent degres Celsius durant la detente, la puissance de refroidissement specifique a la surface serait beaucoup plus faible au niveau des parois internes du cylindre froid 204 qu’au niveau de celles desdites culasses 213, 214 et desdites calottes 226, 232. 37WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[196] En outre, Ie piston a double effet multitemperature 201 etant comme son nom I’indique a double effet, la surface du cylindre froid 204 relativement a celle desdites culasses 213, 214 et desdites calottes 226, 232 se retrouve fortement reduite comparativement a ce que serait ladite surface si ledit piston 201 etait a simple effet.

[197] En effet, Ie cylindre froid 204 etant commun a la chambre de volume variable inferieure 208 et a la chambre de volume variable superieure 209, sa surface vaut ici et selon I’exemple de realisation du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention montre en figures 2 et 3, moins de trente pour cent de la surface interne totale du detendeur 279 qui est mise en contact avec Ie gaz de travail 240.

[198] On observe egalement qu’a puissance maximale identique, Ie moteur thermique 202 etant dote du piston a double effet multitemperature 201 et executant un cycle de Brayton a regeneration, la surface interne de son cylindre froid 204 est plus petite en absolu que la surface interne du cylindre d’un moteur a cycle d’Otto ou de Diesel d’architecture conventionnelle.

[199] Ceci, reduit les pertes thermiques relatives imputables audit cylindre froid 204.

[200] De plus, la temperature maximale atteinte par les gaz dans Ie cylindre d’un moteur a cycle d’Otto ou de Diesel conventionnel est de I’ordre de deux mille cinq cents degres Celsius contre seulement environ mille trois-cents degres Celsius s’agissant du moteur thermique 202 executant un cycle de Brayton a regeneration montre en figures 1 a 3.

[201] Toutes choses egales par ailleurs, cette moindre temperature reduit encore les pertes de chaleur du gaz de travail 240 au contact du cylindre froid 204.

[202] En outre, on remarquera que contrairement a la culasse inferieure 213, a la culasse superieure 214, a la calotte chaude inferieure 226 et a la calotte chaude superieure 232, Ie moteur thermique 202 etant dote du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention, son cylindre froid 204 est localise dans une zone de faible turbulence du gaz de travail 240 lors de I’introduction dudit gaz 240 dans la chambre de volume variable inferieure 208 ou la chambre de volume variable superieure 209 via la soupape d’admission 284 correspondante, 38WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 ou lors de I’expulsion dudit gaz 240 hors desdites chambres 208, 209 via leur soupape d'echappement 285.

[203] Cette turbulence de faible intensite limite Ie forgage convectif et la cession de chaleur par Ie gaz de travail 240 au cylindre froid 204.

[204] On remarquera d’ailleurs que, contrairement aux moteurs conventionnels a cycle d’Otto ou de Diesel, la turbulence des gaz introduits dans Ie detendeur 279 n’a pas besoin d’etre forcee par des mouvements connus de I’homme de I’art sous les termes anglo-saxons de « tumble », de «swirl » ou de « squish », pour favoriser quelque combustion que ce soit.

[205] En effet, dans la mesure ou Ie moteur thermique 202 dote du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention execute un cycle de Brayton a regeneration - ce qui est sa vocation premiere - la combustion ou Ie rechauffage du gaz de travail 240 s’effectue au moyen d’une source chaude situee en amont du detendeur 279 et non dans ledit detendeur 279, ladite source pouvant etre constituee d’un bruleur, d’un echangeur de chaleur ou encore et a titre d’exemple non-limitatif, d’un capteur a concentration de rayonnement solaire.

[206] La non necessite de creer de la turbulence volontaire pour favoriser une combustion reduit done encore les pertes thermiques du moteur thermique 202 dote du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention executant un cycle de Brayton a regeneration par rapport a celles d’un moteur conventionnel a cycle d’Otto ou de Diesel, et ceci, du fait d’un moindre forgage convectif entre Ie gaz de travail 240 et la paroi interne du cylindre froid 204.

[207] Ceci etant expose, pour beneficier des avantages du piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention, on comprend que ledit piston 201 implique de faire cooperer des pieces chaudes et des pieces froides distantes les unes des autres de seulement quelques millimetres.

[208] Pour demontrer comment Ie piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention autorise cette cooperation de pieces chaudes et de pieces froides tres proches les unes des autres, nous supposerons ici que la broche centrale de piston 210, Ie disque de liaison radiale inferieure 224, Ie disque de liaison radiale superieure 225, I’anneau peripherique d’etancheite 220 ainsi que Ie tube inferieur coaxial externe de broche 243 et Ie tube superieur coaxial externe de broche 248 39WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 sont realises en acier a hautes caracteristiques mecaniques, tandis que la calotte chaude inferieure 226 et la calotte chaude superieure 232 sont realisees en carbure silicium 276.

[209] Le carter-cylindre refroidi 203 et Ie cylindre froid 204 sont quant a eux realises en fonte, cependant que la culasse inferieure 213 et la culasse superieure 214 sont egalement realisees en carbure silicium 276.

[210] Nous supposerons egalement ici que le diametre interieur du cylindre froid 204 vaut deux cent quarante millimetres.

[211] La grande proximite entre les pieces froides 210, 224, 225, 220 en acier ou celles en fonte 203, 204, et les pieces chaudes 226, 232, fait apparaitre un double enjeu lie aux dilatations differentielles et a la limitation des transferts de chaleur depuis lesdites pieces chaudes 226, 232, vers lesdites pieces froides 210, 224, 225, 220, 203, 204.

[212] Prenons par exemple le cas de la calotte chaude inferieure 226 du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, selon sa configuration particuliere montree en figures 2 a 4, en figures 6 a 11, et en figure 13, le fonctionnement de la calotte chaude superieure 232 etant identique.

[213] Ladite calotte 226 et I’ensemble mecano soude 289 que forme I’anneau peripherique d’etancheite 220, le disque de liaison radiale inferieure 224, le disque de liaison radiale superieure 225 et la broche centrale de piston 210 avec lequel coopere ladite calotte 226, sont tous deux fabriques a une temperature de I’ordre de vingt degres Celsius.

[214] Or, en fonctionnement, la temperature de I’ensemble mecano soude 289 se stabilise a environ cent degres Celsius cependant que celle de la calotte chaude inferieure 226 se stabilise a neuf cent cinquante degres Celsius.

[215] Tenant compte des coefficients de dilatation des materiaux constitutifs de la calotte chaude inferieure 226 et de I’ensemble mecano soude 289, ces temperatures conduisent a des ecarts de diametre a chaud entre celui de ladite calotte 226 et celui dudit ensemble 289 de pres d’un millimetre.

[216] De meme, sous I’effet de la temperature, la longueur axiale totale de la calotte chaude inferieure 226 croft de I’ordre d’un millimetre egalement, une telle 40WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 variation de dite longueur ne pouvant que difficilement etre absorbee par les moyens de plaquage de calotte 234 qui doivent par ailleurs reprendre les efforts axiaux generes par I’inertie de ladite calotte 226 lors des accelerations du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention.

[217] En outre, la grande proximite entre la calotte chaude inferieure 226 et I’ensemble mecano soude 289 est de nature a favoriser les transferts de chaleur depuis ladite calotte 226 vers ledit ensemble 289, lesdits transferts etant nefastes au rendement thermodynamique du moteur thermique 202 a cycle de Brayton a regeneration.

[218] Le piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention repond a ce double besoin d’une part, d’absorber d’importants ecarts de dilatation entre diverses pieces maintenues au contact I’une de I’autre et operant a des temperatures tres differentes, et d’autre part, de limiter les echanges de chaleur entre lesdites pieces.

[219] En effet, comme on le voit par exemple en figure 5, ledit piston 201 comprend d’une part, un anneau isolant 236 en oxyde de zirconium 238 ou en quartz - des materiaux reputes pour leur bonne tenue en temperature et leur tres faible conductivite thermique - qui est interpose entre la calotte chaude inferieure 226 et I’anneau peripherique d’etancheite 220 et d’autre part, un anneau isolant 236 fait du meme materiau qui est interpose entre ladite calotte 226 et la broche centrale de piston 210.

[220] Comme on le voit en figure 6, avantageusement, le tube inferieur coaxial externe de broche 243 qui forme les moyens de plaquage de calotte 234 repose sur I’anneau isolant 236 qui est radialement proche de la broche centrale de piston 210.

[221] On note aussi en figure 6 le ressort de tube 250 qui prend appui sur la crosse 244 et qui est constitue d’un empilement de rondelles elastiques « Belleville >>.

[222] On remarque egalement que pour limiter les pertes de chaleur prejudiciables au rendement du moteur thermique 202 a cycle de Brayton a regeneration qui repoit le piston a double effet multitemperature 201 selon I’invention, I’anneau isolant 236 interpose entre la calotte chaude inferieure 226 et I’anneau peripherique d’etancheite 220 est maintenu plaque sur ladite calotte 226 par 41WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 I’intermediaire d’une arete de contact de faible surface 241 qui reduit la section laissee au passage de la chaleur.

[223] Comme on Ie remarque en figures 10 et 11, grace a la configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, la dilatation thermique de la calotte chaude inferieure 226 n’influe que peu ou pas sur la longueur totale de I’assemblage que constitue ladite calotte 226 avec I’anneau peripherique d’etancheite 220, de sorte que les moyens de plaquage de calotte 234 qui plaquent ladite calotte 226 sur ledit anneau 220 ne sont pas surcontraints par ladite dilatation.

[224] En effet, on remarque en figures 10 et 11 que la calotte chaude inferieure 226 presente une surface conique concave de calotte 251 par I’intermediaire de laquelle ladite calotte 226 est maintenue plaquee par les moyens de plaquage de calotte 234 sur une arete circulaire de contact peripherique 252 que presente I’anneau isolant 236 lequel est solidaire de I’anneau peripherique d’etancheite 220, ladite arete 252 faisant office d’arete de contact de faible surface 241.

[225] L’angle du cone concave que forme la surface conique concave de calotte 251 est calcule pour que lorsque ladite surface 251 glisse sur I’arete circulaire de contact peripherique 252 du fait de I’ecart entre la dilatation thermique de la calotte chaude inferieure 226 et celle de I’ensemble ensemble mecano soude 289, la distance axiale qui separe Ie point d’appui du tube inferieur coaxial externe de broche 243 sur ladite calotte 226 de I’anneau peripherique d’etancheite 220 reste approximativement constante toute chose egale par ailleurs.

[226] Selon cette configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, la surface conique concave de calotte 251 et I’arete circulaire de contact peripherique 252 que presente I’anneau isolant 236 qui est solidaire de I’anneau peripherique d’etancheite 220, forment les moyens de centrage de calotte 235.

[227] Selon ladite configuration, I’effort axial auquel est soumis Ie tube inferieur coaxial externe de broche 243 reste approximativement constant quel que soit I’ecart entre la dilatation thermique de la calotte chaude inferieure 226 et celle de I’ensemble mecano soude 289, cependant que ladite calotte 226 reste 42WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 radialement toujours centree par rapport a I’anneau peripherique d’etancheite 220.

[228] Notons d’ailleurs que ladite configuration permet aussi de limiter la variation de rapport volumetrique du moteur thermique 202 en fonction de sa temperature, particulierement lors des phases de demarrage a froid dudit moteur 202.

[229] On remarquera, par exemple en figure 6, que I’anneau isolant 236 qui est interpose entre la calotte chaude inferieure 226 et Ie tube inferieur coaxial externe de broche 243 ne comporte pas a proprement parler d’arete de contact de faible surface 241 , I’epaisseur radiale dudit tube 243 constituant en soi ladite arete 241.

[230] Comme Ie montrent clairement les figures 4 et 5 et les figures 8, 11 et 13, une jupe en tonneau 260 est done bien amenagee en peripherie externe de I’anneau peripherique d’etancheite 220 de sorte a prendre appui sur Ie cylindre froid 204, ladite jupe 260 presentant une forme convergente qui favorise I’etablissement d’un regime de lubrification hydrodynamique entre elle-meme et ledit cylindre 204.

[231] Au voisinage des deux extremites axiales de I’anneau peripherique d’etancheite 220, on remarque, de fapon particulierement claire en figures 10 et 11, les deux segments de compression 222 qui forment les moyens d’etancheite de piston 221 et qui empechent Ie gaz de travail 240 de passer de la chambre de volume variable inferieure 208 a la chambre de volume variable superieure 209, et inversement.

[232] Toujours en figures 10 et 11, au dessous de la jupe en tonneau 260, on distingue Ie segment racleur d’huile 278 et les orifices peripheriques de lubrification d’anneau 229 qui debouchent a I’arriere dudit segment 278.

[233] Cette disposition permet d’une part, d’amener de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 pour lubrifier la jupe en tonneau 260 et les segments de compression 222, et d’autre part, de retourner tout excedent de dite huile 283 dans Ie volume interne de piston 228.

[234] Les figures 8 et 9 montrent Ie cheminement de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 au travers de I’ensemble mecano soude 289. 43WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213

[235] En effet, ladite huile 283 en provenance d’une source de fluide lubrifiantrefroidissant 218 est ici injectee dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 par une buse a fluide 266, cette derniere projetant un jet d’huile de lubrification et de refroidissement 283 dans un reservoir axial de vis 267 qui est amenage axialement dans la tete de vis de piston 253.

[236] Le reservoir axial de vis 267 permet de stacker de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 quel que soit le sens de deplacement du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, et de maximiser la part de dite huile 283 qui transite par le volume interne de piston 228 avant d’etre expulsee dans le carter de transmission 206.

[237] En effet, une partie relativement faible de ladite huile 283 est utilisee d’une part, pour lubrifier les segments a coupe 282 ou I’anneau continu extensible 297 qui forment une etancheite entre le tube superieur coaxial externe de broche 248 et la culasse superieure 214 et d’autre part, pour refroidir ledit tube 248.

[238] A ce titre, on remarque en figure 12 le clapet limiteur de pression 274 qui fait office de trop-plein de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 et qui permet, en cooperation avec un clapet anti-retour d’admission d’air 271 relie a une source d’air 270 ledit clapet 271 laissant un air de forgage de fluide 272 entrer dans ladite chambre 217, de legerement pressuriser cette derniere tout en limitant le niveau d’huile de lubrification et de refroidissement 283 que contient ladite chambre 217.

[239] En effet, en dega d’une certaine pression regnant dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217, le clapet anti-retour d’admission d’air 271 laisse entrer de I’air de forgage de fluide 272 en provenance de la source d’air 270 dans ladite chambre 217, cependant qu’au dessus d’une certaine dite pression, le clapet limiteur de pression 274 expulse de I’air de forgage de fluide 272 dans une bache a air 273.

[240] Comme on le voit en figure 12, avantageusement, I’interieur du carter de transmission 206 peut former a la fois la source d’air 270 et la bache a air 273.

[241] La legere pressurisation de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 au moyen d’un air de forgage de fluide 272 permet, lorsque le moteur thermique 202 tourne a faible vitesse et que les accelerations du piston a 44WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 double effet multitemperature 201 suivant I’invention sont de faible intensite, de forcer I’huile de lubrification et de refroidissement 283 a penetrer dans la galerie de lubrification-refroidissement 227 qui est amenagee dans la broche centrale de piston 210.

[242] Toujours aux fins de maximiser la part d’huile de lubrification et de refroidissement 283 qui transite par Ie volume interne de piston 228, on remarque en figures 7, 8, 9 et 13 Ie clapet anti retour de vis 269 qui est ici positionne au fond du reservoir axial de vis 267 afin qu’a chaque acceleration en direction de la culasse superieure 214 du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, I’huile de lubrification et de refroidissement 283 que contient ledit reservoir 267 soit forcee a penetrer dans la galerie de lubrificationrefroidissement 227 via des conduits radiaux de liaison reservoir-galerie 268, tandis que lorsque ledit piston 201 accelere en direction de la culasse inferieure 213, ladite huile 283 contenue dans ladite galerie 227 ne retourne pas audit reservoir 267.

[243] L’ensemble de ces amenagements realises au niveau de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 et au niveau de la tete de vis de piston 253 assure une circulation d’huile de lubrification et de refroidissement 283 a I’interieur de l’ensemble mecano soude 289 pour maintenir la temperature de ce dernier aux environs de cent degres Celsius, ceci tout en assurant a la jupe en tonneau 260 et aux segments 222, 278 une lubrification appropriee.

[244] Comme on Ie voit en figures 8, 9 et 13, une premiere section de la galerie de lubrification-refroidissement 227 achemine I’huile de lubrification et de refroidissement 283 depuis la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 jusqu’au volume interne de piston 228, ceci en passant d’abord par Ie reservoir axial de vis 267, Ie clapet anti retour de vis 269 et les conduits radiaux de liaison reservoir-galerie 268.

[245] En figures 8 et 9, on a montre que I’huile de lubrification et de refroidissement 283 debouche dans Ie volume interne de piston 228 via un faible jeu axial laisse entre un disque de repartition de fluide 261 et Ie disque de liaison radiale superieure 225, ledit disque de repartition 261 etant principalement parallele audit disque de liaison radiale 225 et formant d’une part, une etancheite avec la 45WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 broche centrale de piston 210, et finissant d’autre part, radialement au voisinage de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite 220, I’huile de lubrification et de refroidissement 283 en provenance de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston 217 pouvant sortir au niveau dudit voisinage via des deversoirs de repartition 290.

[246] La proximite axiale entre Ie disque de repartition de fluide 261 et Ie disque de liaison radiale superieure 225 est telle, que I’huile de lubrification et de refroidissement 283 est forcee a lecher I’entierete de la surface interne du disque de liaison radiale superieure 225 avant de ressortir par les deversoirs de repartition 290.

[247] Cette configuration particuliere du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention permet de maintenir la temperature du disque de liaison radiale superieure 225 proche de cent degres Celsius, quelle que soit la puissance delivree par Ie moteur thermique 202.

[248] On remarque d’ailleurs en figure 13 que pour limiter la chaleur regue par Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et par Ie disque de liaison radiale superieure 225, un ecran reflechissant 295 peut avantageusement etre interpose entre la calotte chaude inferieure 226 et Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et entre la calotte chaude superieure 232 et Ie disque de liaison radiale superieure 225, ledit ecran reflechissant 295 retournant a la calotte chaude inferieure 226 et/ou a la calotte chaude superieure 232 la chaleur qu’emet, notamment sous la forme de rayonnement dans I’infrarouge, ladite calotte 226, 232.

[249] La figure 13 illustre qu’en plus de I’ecran reflechissant 295, un materiau isolant alveolaire ou fibreux 296 peut occuper tout ou partie de I’espace compris entre la calotte chaude inferieure 226 et Ie disque de liaison radiale inferieure 224 et entre la calotte chaude superieure 232 et Ie disque de liaison radiale superieure 225.

[250] Comme on Ie voit en figure 8, une partie de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 sortant des deversoirs de repartition 290 refroidit I’anneau peripherique d’etancheite 220 par I’interieur et alimente les orifices peripheriques de lubrification d’anneau 229, de sorte qu’un peu de ladite huile 283 ressort entre 46WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 les deux levres du segment racleur d’huile 278, ce dernier formant, consecutivement aux allers et retours operes par Ie piston a double effet multitemperature 201 dans Ie cylindre froid 204, un film d’huile de lubrification et de refroidissement 283 en surface dudit cylindre 204, ceci tout en recuperant ladite huile 283 presente en exces sur ladite surface.

[251] On remarque en figures 8 et 9 que les efforts d’acceleration sont utilises par Ie piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention pour forcer Ie parcours de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 afin que toutes les surfaces du volume interne de piston 228 soient uniformement refroidies.

[252] A ce titre, on remarque en figures 8 et 9 la collerette de recirculation de fluide 262 que comporte la broche centrale de piston 210, a I’interieur du volume interne de piston 228 et au voisinage du disque de liaison radiale inferieure 224.

[253] A chaque acceleration en direction de la culasse inferieure 213 du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention et comme I’illustre la figure 9, ladite collerette 262 rejette radialement et en direction de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite 220 de I’huile de lubrification et de refroidissement 283 qui s’est accumulee dans un reservoir a trop-plein 264 constitue d’une forme en creux que presente Ie disque de liaison radiale inferieure 224 au niveau de sa liaison avec la broche centrale de piston 210.

[254] Comme montre en figures 4 a 11, la collerette de recirculation de fluide 262 peut avantageusement comporter des rigoles de collerette 263 qui torment des jets radiaux de fluide lubrifiant-refroidissant 257 de sorte a garantir que I’huile de lubrification et de refroidissement 283 soit uniformement repartie sur trois cent soixante degres.

[255] On remarque en figures 8 et 9 les orifices de trop-plein 265 qui debouchent de la paroi externe de la broche centrale de piston 210 et qui communiquent avec I’interieur du carter de transmission 206 via la galerie de lubrificationrefroidissement 227.

[256] La position axiale desdits orifices 265 fixe Ie niveau maximal dudit reservoir 264 de sorte qu’a chaque acceleration en direction de la culasse superieure 214 du piston a double effet multitemperature 201 suivant I’invention, Ie niveau d’huile de lubrification et de refroidissement 283 que contient ledit reservoir 264 ne 47WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 depasse pas celui desdits orifices de trop-plein 265, ladite huile 283 en exces etant expulsee vers I’interieur du carter de transmission 206.

[257] Les possibilites du piston a double effet multitemperature 1 selon I’invention ne s’en limitent pas aux applications qui viennent d’etre decrites et il doit d’ailleurs etre entendu que la description qui precede n’a ete donnee qu’a titre d’exemple et qu’elle ne limite nullement Ie domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaqant les details d’execution decrits par tout autre equivalents 48

Claims

Revendications [Revendication 1] Piston a double effet multitemperature (201) pouvant translator dans un cylindre froid (204) amenage dans un carter-cylindre refroidi (203) que comprend un moteur thermique (202), ledit piston (201) etant directement ou indirectement relie par des moyens de transmission de puissance (205) loges dans un carter de transmission (206) a au moins un arbre de sortie de puissance (207) rotatif ou alternatif cependant que ledit piston (201) forme une chambre de volume variable inferieure (208) avec Ie cylindre froid (204) et une culasse inferieure (213) qui est positionnee entre ledit piston (201) et Ie carter de transmission (206), ledit piston (201) formant simultanement une chambre de volume variable superieure (209) avec ledit cylindre (204) et une culasse superieure (214), lesdites chambres (208, 209) renfermant un gaz de travail (240), caracterise en ce qu’il comprend • Une broche centrale de piston (210) approximativement coaxiale au cylindre froid (204) et dont une premiere extremite forme une tige inferieure de piston (211) qui traverse de part en part la culasse inferieure (213) via un orifice de tige inferieure (215) qui coopere avec des moyens d’etancheite de tige inferieure (280) pour deboucher dans Ie carter de transmission (206) et pour etre directement ou indirectement reliee aux moyens de transmission de puissance (205) par des moyens de fixation de piston (231), tandis que la deuxieme extremite de ladite broche (210) forme une tige superieure de piston (212) qui traverse de part en part la culasse superieure (214) via un orifice de tige superieure (216) qui coopere avec des moyens d’etancheite de tige superieure (281) pour deboucher dans une chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) reliee a une source de fluide lubrifiant-refroidissant (218), cette derniere introduisant un fluide lubrifiant-refroidissant (257) dans ladite chambre (217) ; • Un anneau peripherique d’etancheite (220) dont Ie diametre exterieur est sensiblement inferieur au diametre interieur du cylindre froid (204), ledit anneau (220) comportant des moyens d’etancheite de piston 49WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 (221) qui sont en contact avec ledit cylindre (204) pour realiser avec ce dernier une etancheite ; • Un disque de liaison radiale inferieure (224) qui relie radialement la broche centrale de piston (210) avec I’anneau peripherique d’etancheite (220) du cote de la chambre de volume variable inferieure (208), et un disque de liaison radiale superieure (225) qui relie radialement la broche centrale de piston (210) avec I’anneau peripherique d’etancheite (220) du cote de la chambre de volume variable superieure (209), I’espace laisse entre lesdits disques (224, 225), I’anneau peripherique d’etancheite (220) et la broche centrale de piston (210) formant un volume interne de piston (228) ; • Une galerie de lubrification-refroidissement (227) amenagee principalement axialement dans la broche centrale de piston (210) et en une ou plusieurs sections, ladite galerie (227) mettant en communication d’une part, la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) avec Ie volume interne de piston (228), et d’autre part, ledit volume (228) avec I’interieur du carter de transmission (206) ; • Au moins un orifice peripherique de lubrification d’anneau (229) qui met en communication Ie volume interne de piston (228) avec la face peripherique externe de I’anneau peripherique d’etancheite (220), ledit orifice (229) debouchant axialement de ladite face entre au moins deux moyens d’etancheite de piston (221) ; • Des moyens de guidage (230) qui prennent directement ou indirectement appui sur ou a proximite des moyens de transmission de puissance (205) et/ou du cylindre froid (204) et/ou de la culasse inferieure (213) et/ou de la culasse superieure (214), lesdits moyens (230) conservant directement ou indirectement I’anneau peripherique d’etancheite (220) centre dans Ie cylindre froid (204) ; • Une calotte chaude inferieure (226) interposee entre Ie disque de liaison radiale inferieure (224) et la chambre de volume variable inferieure (208) et/ou une calotte chaude superieure (232) interposee 50WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 entre Ie disque de liaison radiale superieure (225) et la chambre de volume variable superieure (209) ; • Des moyens de plaquage de calotte (234) qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude inferieure (226) plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou sur Ie disque de liaison radiale inferieure (224), et/ou qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude superieure (232) plaquee sur ledit anneau (220) et/ou sur Ie disque de liaison radiale superieure (225), lesdits moyens (234) laissant lesdites calottes (226, 232) libres de se dilater par rapport audit anneau (220) et/ou auxdits disques (224, 225) ; • Des moyens de centrage de calotte (235) qui localisent la calotte chaude inferieure (226) et/ou la calotte chaude superieure (232) par rapport a I’anneau peripherique d’etancheite (220). [Revendication 2] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que la calotte chaude inferieure (226) et/ou la calotte chaude superieure (232) sont en tout ou partie constituees d’un materiau resistant a hautes temperatures (275). [Revendication 3] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 2, caracterise en ce que Ie materiau resistant a hautes temperatures (275) est principalement constitue de carbure de silicium (276). [Revendication 4] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que des moyens d’isolation thermique (233) et/ou des moyens d’etancheite de calotte (239) sont interposes soit, entre la calotte chaude inferieure (226) et I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou Ie disque de liaison radiale inferieure (224), soit, entre la calotte chaude superieure (232) et ledit anneau (220) et/ou Ie disque de liaison radiale superieure (225), soit les deux. [Revendication 5] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que des moyens d’isolation thermique (233) et/ou des moyens d’etancheite de calotte (239) sont interposes soit, entre la calotte chaude inferieure (226) et la broche centrale de piston (210), 51WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 soit, entre la calotte chaude superieure (232) et ladite broche (210), soit les deux. [Revendication 6] Piston a double effet multitemperature suivant les revendications 4 et 5, caracterise en ce que les moyens d’isolation thermique (233) sont constitues d’au moins un anneau isolant (236) fait d’un materiau a faible conductivite thermique (237). [Revendication 7] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 6, caracterise en ce que Ie materiau a faible conductivite thermique (237) est principalement constitue d’oxyde de zirconium (238). [Revendication 8] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 6, caracterise en ce que I’anneau isolant (236) est maintenu directement ou indirectement en contact avec la broche centrale de piston (210) et/ou I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou la calotte chaude inferieure (226) et/ou Ie disque de liaison radiale inferieure (224) et/ou la calotte chaude superieure (232) et/ou Ie disque de liaison radiale superieure (225) par I’intermediaire d’au moins une arete de contact de faible surface (241). [Revendication 9] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 6, caracterise en ce que I’anneau isolant (236) est maintenu directement ou indirectement en contact avec la broche centrale de piston (210) et/ou I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou la calotte chaude inferieure (226) et/ou Ie disque de liaison radiale inferieure (224) et/ou la calotte chaude superieure (232) et/ou Ie disque de liaison radiale superieure (225) par I’intermediaire d’au moins un joint d’etancheite d’anneau isolant (242) qui est etanche au gaz de travail (240). [Revendication 10] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que les moyens de plaquage de calotte (234) qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude inferieure (226) plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou sur Ie disque de liaison radiale inferieure (224), sont formes d’un tube inferieur coaxial externe de broche (243) qui enveloppe la broche centrale de piston (210), ledit tube (243) prenant appui d’une part, sur la calotte chaude 52WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 inferieure (226) au voisinage de ladite broche (210), et d’autre part, sur les moyens de transmission de puissance (205). [Revendication 11] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que les moyens de plaquage de calotte (234) qui maintiennent directement ou indirectement la calotte chaude superieure (232) plaquee sur I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou sur Ie disque de liaison radiale superieure (225), sont formes d’un tube superieur coaxial externe de broche (248) qui enveloppe la broche centrale de piston (210), ledit tube (248) prenant appui d’une part, sur la calotte chaude superieure (232) au voisinage de ladite broche (210), et d’autre part, sur une butee de tige superieure (249) amenagee directement ou indirectement sur la tige superieure de piston (212) au voisinage de son extremite qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217). [Revendication 12] Piston a double effet multitemperature suivant les revendications 10 et 11, caracterise en ce que certaines ou toutes les extremites du tube inferieur coaxial externe de broche (243) et/ou du tube superieur coaxial externe de broche (248) regoivent un ressort de tube (250) par I’intermediaire duquel lesdits tubes (243, 248) prennent respectivement appui sur la calotte chaude inferieure (226) et sur les moyens de transmission de puissance (205) et/ou sur la calotte chaude superieure (232) et sur la butee de tige superieure (249). [Revendication 13] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que la calotte chaude inferieure (226) et/ou la calotte chaude superieure (232) presente une surface conique concave de calotte (251) par I’intermediaire de laquelle ladite calotte (226, 232) est maintenue plaquee par les moyens de plaquage de calotte (234) sur une arete circulaire de contact peripherique (252) qui est directement ou indirectement solidaire de I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou de la Peripherie du disque de liaison radiale inferieure (224) et/ou de la peripherie du disque de liaison radiale superieure (225), Tangle du cone concave que forme ladite surface (251) etant tel que lorsque ladite surface (251) glisse sur ladite arete (252) du fait de I’ecart entre la dilatation thermique de ladite 53WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 calotte (226, 232) et celle de I’ensemble que forme I’anneau peripherique d’etancheite (220), Ie disque de liaison radiale inferieure (224), Ie disque de liaison radiale superieure (225) et la broche centrale de piston (210), la distance axiale qui separe Ie point d’appui des moyens de plaquage de calotte (234) sur ladite calotte (226, 232) de I’anneau peripherique d’etancheite (220) reste approximativement constante toute chose egale par ailleurs, cependant que la surface conique concave de calotte (251) et I’arete circulaire de contact peripherique (252) torment les moyens de centrage de calotte (235). [Revendication 14] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que les moyens de fixation de piston (231) sont constitues d’une vis axiale de piston a double effet (219) qui comprend de premiere part, un corps de vis de piston (255) qui est loge dans un tunnel de vis de piston (256) qui traverse de part en part la broche centrale de piston (210) dans Ie sens de sa longueur, ladite vis (219) comprenant d’une part, une tete de vis de piston (253) qui prend appui a I’extremite de la tige superieure de piston (212) qui debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217), et d’autre part, un filetage de vis de piston (254) qui est visse dans les moyens de transmission de puissance (205). [Revendication 15] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 14, caracterise en ce que Ie tunnel de vis de piston (256) forme une part au moins de la galerie de lubrification-refroidissement (227), Ie fluide lubrifiant-refroidissant (257) pouvant circuler entre Ie corps de vis de piston (255) et la paroi interne dudit tunnel (256), ce dernier formant avec ledit corps (255) une premiere section qui va de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) au volume interne de piston (228), et une deuxieme section qui va dudit volume (228) a I’interieur du carter de transmission (206). [Revendication 16] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que les moyens de guidage (230) sont constitues d’une jupe en tonneau (260) qui est amenagee en peripherie 54WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 externe de I’anneau peripherique d’etancheite (220) et qui prend appui sur Ie cylindre froid (204). [Revendication 17] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que la galerie de lubrificationrefroidissement (227) debouche dans Ie volume interne de piston (228) via un faible jeu axial laisse entre d’une part, un disque de repartition de fluide (261) qui est loge dans ledit volume (228) et d’autre part, Ie disque de liaison radiale superieure (225), ledit disque de repartition (261) etant approximativement parallele audit disque de liaison radiale (225) et formant d’une part, une etancheite avec la broche centrale de piston (210), et finissant d’autre part, radialement au voisinage de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite (220), Ie fluide lubrifiant-refroidissant (257) en provenance de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) pouvant sortir au niveau dudit voisinage. [Revendication 18] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que la broche centrale de piston (210) comporte, a I’interieur du volume interne de piston (228) et au voisinage du disque de liaison radiale inferieure (224), une collerette de recirculation de fluide (262) qui, lorsque la broche centrale de piston (210) se deplace en direction de la culasse inferieure (213), rejette radialement et en direction de la paroi interne de I’anneau peripherique d’etancheite (220) Ie fluide lubrifiantrefroidissant (257) qui s’est accumule dans ledit volume (228) et en surface dudit disque (224). [Revendication 19] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que Ie disque de liaison radiale inferieure (224) presente une forme un creux (294) au niveau de sa liaison avec la broche centrale de piston (210), ladite forme (294) constituent un reservoir a trop-plein (264) qui peut Stocker du fluide lubrifiant-refroidissant (257), cependant qu’au moins un orifice de trop-plein (265) qui communique avec I’interieur du carter de transmission (206) via la galerie de lubrificationrefroidissement (227) fixe Ie niveau maximal dudit reservoir (264). [Revendication 20] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce qu’une buse a fluide (266) alimentee par 55WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 la source de fluide lubrifiant-refroidissant (218) debouche dans la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) pour y injecter un jet de fluide (267). [Revendication 21] Piston a double effet multitemperature suivant les revendications 14 et 20, caracterise en ce que la buse a fluide (266) injecte un jet de fluide lubrifiant-refroidissant (257) dans un reservoir axial de vis (267) qui est amenage axialement dans la tete de vis de piston (253), ledit reservoir (267) communiquant avec la galerie de lubrification-refroidissement (227) via au moins un conduit radial de liaison reservoir-galerie (268). [Revendication 22] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 21, caracterise en ce qu’un clapet anti retour de vis (269) est loge dans la vis axiale de piston a double effet (219), ledit clapet (269) permettant au fluide lubrifiant-refroidissant (257) d’aller du reservoir axial de vis (267) vers la galerie de lubrification-refroidissement (227), mais non I’inverse. [Revendication 23] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) est reliee a une source d’air (270) par un clapet anti-retour d’admission d’air (271) qui laisse entrer un air de forgage de fluide (272) dans ladite chambre (217) sans Ie laisser en ressortir, cependant que ladite chambre (217) est reliee a une bache a air (273) par un clapet limiteur de pression (274) qui laisse l’air de forgage de fluide (272) aller de ladite chambre (217) a ladite bache (273) lorsque la pression dudit air (272) dans ladite chambre (217) atteint une certaine valeur. [Revendication 24] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce qu’un ecran reflechissant (295) est interpose entre la calotte chaude inferieure (226) et Ie disque de liaison radiale inferieure (224) auquel peut s’ajouter une partie de I’anneau peripherique d’etancheite (220) et/ou, entre la calotte chaude superieure (232) et Ie disque de liaison radiale superieure (225) auquel peut s’ajouter une partie dudit anneau (220) [Revendication 25] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 4, caracterise en ce que les moyens d’isolation thermique (233) 56WO 2023/152701 PCT/IB2023/051213 sont constitues d’un materiau isolant alveolaire ou fibreux (296) qui occupe tout ou partie de I’espace compris entre la calotte chaude inferieure (226) et Ie disque de liaison radiale inferieure (224) et/ou entre la calotte chaude superieure (232) et Ie disque de liaison radiale superieure (225). [Revendication 26] Piston a double effet multitemperature suivant les revendications 10, 11 et 14, caracterise en ce qu’au moins un premier espace radial laisse entre Ie tube superieur coaxial externe de broche (248) et la broche centrale de piston (210), au moins un deuxieme espace radial laisse entre Ie tube inferieur coaxial externe de broche (243) et la broche centrale de piston (210), et un plusieurs espaces radiaux laisses entre Ie corps de vis de piston (255) et la paroi interne du tunnel de vis de piston (256) torment une part au moins de la galerie de lubrification-refroidissement (227), Ie fluide lubrifiant-refroidissant (257) pouvant circuler successivement dans lesdits espaces pour aller de la chambre de refroidissement et de lubrification de piston (217) au volume interne de piston (228), puis dudit volume (228) a I’interieur du carter de transmission (206). [Revendication 27] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 1, caracterise en ce que les moyens d’etancheite de tige inferieure (280) et/ou les moyens d’etancheite de tige superieure (281) sont constitues d’un anneau continu extensible (297) qui est directement ou indirectement solidaire du carter-cylindre refroidi (203), et dont Ie diametre interieur est sensiblement plus petit que Ie diametre exterieur de la tige inferieure de piston (211) ou de la tige superieure de piston (212) qu’il enserre. [Revendication 28] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 27, caracterise en ce que I’anneau continu extensible (297) est relie a une platine d’anneau (298) par un tube d’anneau (299) de faible epaisseur radiale, ledit anneau (297), ladite platine (298) et ledit anneau (297) etant realises dans un seul et meme lopin de matiere. [Revendication 29] Piston a double effet multitemperature suivant la revendication 27, caracterise en ce que I’anneau continu extensible (297) est axialement enserre entre deux bagues d’anneau (300) par un ressort de compression axiale d’anneau (301). | 57