Procédé et appareil pour la production de foi-ce motrice en utilisant la chute de température entre deux fluides à températures différentes. La. présente invention a. pour objet un pro cédé pour la production de force motrice, en utilisant la chute de température entre deux fluides à températures différentes et cela en ayant recours à la force de flottaison qui agit sur un récipient plongé dans un liquide lors qu'il est vidé du liquide même.
D'après l'invention on a, recours à des réci pients reliée entre eux et montés de fa çon à être plongés dans un liquide pour une partie de leur course, la force de flottaison étant créée en vidant chaque ré cipient à l'aide des vapeurs d'un agent opé rant capable de se vaporiser à la température du liquide où les récipients sont - plongés et dont les vapeurs sont condensées ensuite par un fluide à température plus basse.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, une forme de réalisation de l'invention. rig. 1 est une coupe transversale verticale d'un moteur d'après l'invention; fig. 2 en est l'élévation, partie en coupe, suivant un plan perpendiculaire à celui de la fig. 1;
fig: 3 en est la coupe en plan suivant :1-B de fig. 1; fig. 4 montre à une échelle agrandie et en coupe transversale une portion de la zone la plus basse de la chambre com prenant l'installation, et avec un des récipients mobiles qui a atteint l'extrémité inférieure de sa course; fig. 5 est la vue externe corres pondante, et fig. 6 est la coupe longitudinale du fond de la chambre pour montrer une sou pape pour l'introduction du liquide destiné à se vaporiser.
Comme on le voit à fig. 1 à 3, l'installa tion est constituée par un récipient en forme de U, 1, monté sur une embase 2 et dont les branches verticales se prolongent en deux con duits 3, 3' qui peuvent avoir toute hauteur désirée et qui débouchent, à leur sommet, dans une chambre 4 fermée par une voûte 5.
Le récipient 1, les conduits 3 et 3', la chambre 4 et la voûte 5 constituent donc une capacité fermée, qui se divise en deux com partiments en communication entre eux aux extrémités supérieure et inférieure.
Dans la voûte 5 est ménagée une ouver ture 6 à laquelle aboutit un tube 7 raccordé, à son autre extrémité, avec un condenseur 8 d'un type approprié quelconque, dans l'en veloppe duquel circule un fluide froid intro duit et déchargée à travers des raccords 9 et 10. Le liquide qui se condense dans ce con- denseur est amené, par un tube 11 où est in sérée une pompe 12, dans une boîte 13 mon tée au fond du récipient 1 avec lequel elle est en communication.
Les conduits verticaux 3 et 3' sont préfé- rablement à parois ondulées pour augmenter leur surface, et ils sont renfermés dans une enveloppe 14 à laquelle aboutit un conduit 15 (fig. 3).
Près du fond du coude formé par la, cham bre 1 est monté un arbre 16 sortant à l'ex térieur des parois 17 à travers des presse- étoupes 18 et supporté par les paliers 19. Sur cet arbre est calée une paire de roues 20 avec lesquelles sont engagées deux chaînes 21 em brassant deux roues supérieures 22 qui .sont montées sur un arbre 23, à l'intérieur de la voûte 5, supporté de façon réglable, par exem ple à l'aide de tirants 24.
Aux chaînes 21 sont suspendus, de façon à osciller autour d'un axe horizontal, des ré cipients 25, de section rectangulaire en plan et de forme arrondie clans la. section transver sale verticale.
Ces récipients 25 ont leur centre de gra vité plus en bas que l'axe d'oscillation, de façon à conserver toujours la même position, et ils comportent une bouche inférieure 26 et une ouverture supérieure contrôlée par une soupape à flotteur 27 (fig. 4).
Les récipients \?5 sont montés de façon à former deux colonnes verticales adjacentes. Sur le fond du récipient 1 est ménagée une ouverture longitudinale 28 (fig. 4) dans la quelle est montée la boîte de distribution 13. Celle-ci est doublée d'un matière isolante de la chaleur et est parcourue par une fente étroite 13' à travers laquelle elle est en com munication avec l'intérieur du récipient 1. Du côté opposé, la boîte est fermée par une pa roi 29 (fig. 6) percé de deux trous contre les quels sont montés les cylindres 30. A l'inté rieur de chacun de ces cylindres, où aboutit le Tube 11 provenant de la pompe 12, est logé un piston à ressort 31 pourvu d'une tige 32.
Sur ces deux tiges 32 est fixée une tra verse de section rhomboidale 33 pouvant pren dre place .dans la fente de la boîte 13 de fa çon à interrompre sa communication avec la chambre 1.
Sur l'arbre 16 est calée une roue dentée 34 engrenant avec un pignon 35 sur l'axe du quel est montée, de façon à permettre de ré gler aussi bien son calage que sa position sur l'axe, une came 36 actionnant un levier<B>37</B> avec lequel est articulée la tige 30 du piston de la pompe 12.
Le rapport de transmission entre la, roue 34 et le pignon 35, solidaire de l'arbre de la came 36, doit être tel que la came fasse un tour, et, par conséquent, donne lieu à une course foulante un piston (le la, pompe 12, chaque fois qu'un récipient 25 passe au-des sus de la fente de la. boîte 13.
En réglant le calage de la came, on peut naturellement fixer le moment où commence la course de compression de la pompe et, en formant la came par la réunion de plusieurs disques adjacents de diamètre différent, il est possible, par un déplacement axial de la came même, de modifier la, course du piston de la. pompe.
Le liquide qui arrive à la pompe, en par courant le tube 11, est par là injecté, aux in tervalles voulus, à travers la fente de la boîte 13 par ce fait que le liquide même, en péné trant d'ans les cylindres 30, exerce sur les pis tons 31 une pression qui oblige la traverse 33 de s'éloigner de la. fente, de sorte que le li quide peut passer dans le récipient 1 à tra vers ladite fente.
Pour réaliser le fonctionnement de l'appa reil, la capacité du récipient 1 et des conduit 3 et 3' est remplie d'un liquide maintenu, par exemple à l'aide de gaz chauds introduits à travers le conduit-15, à la température à la quelle se vaporise le liquide que le condenseur 8 fournit à la pompe 1.2.
La plus grande partie des récipients 25 se trouve alors plongée dans le liquide qui rem plit lesdits récipients au fur et à mesure qu'ils descendent dans le conduit 3', leur bouche in férieure étant toujours ouverte et la soupape à flotteur 27 demeurant ouverte, pour permet tre la. sortie des vapeurs, jusqu'à ce qu'elle soit soulevée par l'action du liquide sur lequel elle flotte.
Le mouvement de la. série de récipients 25 qui, entraînant les chaînes 21 sur lesquelles ils sont montés, font tourner dans le sens de la flèche les roues 20 et 22 ainsi que l'arbre moteur 16, est dû au fait que les récipients 2à se trouvant dans le conduit 3' sont remplis de liquide, tandis que ceux se trouvant dans le conduit 3 sont plus ou moins complètement vidés et possèdent par là une force ascention- nelle düe à la poussée du liquide dans lequel ils sont plongés.
Les récipients sont vidés par effet du li quide injecté à travers la fente de la boîte 13 et qui, en se vaporisant à la température du liquide environnant, remplit l'un après l'au tre les récipients 25 en chassant le liquide y contenu.
Comme, à cause du fonctionnement décrit de la came 36 actionnée par l'arbre 16, cha que fois qu'un récipient 25 atteint l'extrémité inférieure de sa, course et que sa bouche 26 se trouve au-dessus de la fente de la boîte 13, celle-ci est ouverte en donnant lieu à un jet de liquide facilement vaporisable, ce liquide pé nétrera dans les différents récipients où il se vaporise complètement sous l'action de la chaleur.
Les récipients 25 se trouvant dans le con duit 3 contiennent donc de ces vapeurs, de moins comprimés au fur et à mesure que les récipients montent, et qui se déchargent lors que chaque récipient sort de la masse liquide.
Ces vapeurs s'assemblent sous la voîite 5 d'où elles retournent au condenseur 8 dans lequel on maintient la température à laquelle les vapeurs sont condensées à l'étai liquide.
TI est utile que<B>le</B> liquide remplissant la chambre 1 et les conduits 3 et 3' pénètre aussi dans la chambre 4, et que celle-ci ait une forme évasée. De telle sorte, le liquide veut circuler dans le même sens que les récipients 25, ce qui réduit les résistances, et, la surface du liquide étant assez étendue, la résistance que chaque récipient rencontre pendant son émersion est faible.
II est aussi utile qu'à la. base de la voûte 5 soit ménagé un conduit 39 destiné à re cueillir de liquide se condensant à la surface interne de la voîite et à l'amener, à travers un tube 40, au tube 7 et au condenseur 8.
Le liquide destiné à remplir la chambre 1 et les conduits 3 et 3' pourra être, par exem ple de l'eau, de l'huile ou une solution saline (pour augmenter la force de flottaison) etc. Le liquide destiné à se vaporiser à l'intérieur des récipients 25 pourra être un quelconque des liquides se vaporisant à la pression dite à la colonne de liquide et à la température à laquelle est porté le liquide circulant dans le récipient 1 et dans les conduits 3 et 3'; sui vant les cas, on pourra employer des subs tances telles que ammoniaque, acide sulfu reux, chlorure d'éthyle, éther sulfurique, sul fure de carbone, essences, et aussi de l'eau.
Il est seulement nécessaire d'avoir soin que le liquide vaporisable et celui destiné à circu ler dans la chambre ne subissent pas des alté rations dans leurs propriétés. lorsqu'ils sont en contact l'un avec l'autre. Si le liquide vapo- risable est soluble dans celui de circulation, il. suffira d'ajouter à celui-ci du liquide vapori- sable jusqu'à complète saturation.
Pour le fonctionnement de l'appareil est nécessaire une différence de température en tre le liquide contenu dans la chambre 1, 3, 3' et 4 et le liquide destiné à se vaporiser, ce qui peut être réalisé aussi bien en chauffant le liquide de la chambre 1, 3, 3' et 4, par exemple en faisant circuler des gaz chauds à l'intérieur de l'enveloppe 14, qu'en abaissant la température des vapeurs condensées dans le condenseur 8 et en laissant la chambre 1, 3, 3' et 4 à la température ambiante, ou en core en combinant les deux moyens pour aug menter la différence de température.
La pression à l'intérieur de l'appareil peut être réglée, soit en retirant l'air, sbit en com primant les vapeurs, dans le but d'obtenir la vaporisation du liquide à la température que l'on a à, disposition. Le condenseur 8 peut être installé en po sition élevée de façon que la colonne de li quide dans le tube Il reliant le condenseur avec la boîte de distribution 13 ait un poids plus grand que la colonne de liquide dans la quelle se déplacent les récipients 25. Dans ce cas, la force absorbée par la pompe est limi tée à celle nécessaire à vaincre les frottements et la. pompe 12 peut aussi être supprimée et remplacée par une soupape commandée par la.
came 36 de façon à ouvrir, par intervalle ré- 0 # a bles, le tube à travers lequel le liquide vaporisable pénètre dans ladite boîte 13. L'appareil décrit permet de réaliser avec le concours d'un fluide qui alternativement est à l'état de vapeur et à l'état liquide, un moteur permettant d'utiliser de la façon la plus complète une chute de température due à des causes naturelles (emploi d'eau ou air - à . des températures différentes) on à un chauf fage ou refroidissement artificiels, et qui peut fonctionner aussi avec des chutes de tempéra ture limitées à quelques degrés centigrades.
A method and apparatus for producing motor faith using the temperature drop between two fluids at different temperatures. The present invention a. for object a process for the production of motive force, by using the temperature drop between two fluids at different temperatures and this by having recourse to the buoyancy force which acts on a container immersed in a liquid when it is emptied from the liquid even.
According to the invention, recourse is had to receptacles interconnected and mounted so as to be immersed in a liquid for part of their stroke, the buoyancy force being created by emptying each receptacle using vapors of an operating agent capable of vaporizing at the temperature of the liquid in which the receptacles are immersed and the vapors of which are then condensed by a fluid at a lower temperature.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the invention. rig. 1 is a vertical cross section of an engine according to the invention; fig. 2 is the elevation, part in section, along a plane perpendicular to that of FIG. 1;
fig: 3 is the following plan section: 1-B of fig. 1; fig. 4 shows on an enlarged scale and in cross section a portion of the lowest zone of the chamber comprising the installation, and with one of the movable containers which has reached the lower end of its stroke; fig. 5 is the corresponding external view, and FIG. 6 is the longitudinal section of the bottom of the chamber to show a valve for the introduction of the liquid intended to vaporize.
As seen in fig. 1 to 3, the installation consists of a U-shaped receptacle, 1, mounted on a base 2 and whose vertical branches extend into two conduits 3, 3 'which can have any desired height and which open out, at their top, in a room 4 closed by a vault 5.
The container 1, the conduits 3 and 3 ', the chamber 4 and the vault 5 therefore constitute a closed capacity, which is divided into two compartments in communication with each other at the upper and lower ends.
In the vault 5 is formed an opening 6 to which ends a tube 7 connected, at its other end, with a condenser 8 of any suitable type, in the casing of which circulates a cold fluid introduced and discharged through. fittings 9 and 10. The liquid which condenses in this condenser is brought, by a tube 11 into which a pump 12 is inserted, into a box 13 mounted at the bottom of the receptacle 1 with which it is in communication.
The vertical conduits 3 and 3 'are preferably of corrugated walls to increase their surface area, and they are enclosed in a casing 14 to which a conduit 15 terminates (Fig. 3).
Near the bottom of the bend formed by chamber 1 is mounted a shaft 16 exiting outside the walls 17 through cable glands 18 and supported by the bearings 19. On this shaft is wedged a pair of wheels 20. with which are engaged two chains 21 stirring two upper wheels 22 which. are mounted on a shaft 23, inside the vault 5, supported in an adjustable manner, for example using tie rods 24.
The chains 21 are suspended, so as to oscillate about a horizontal axis, receptacles 25, of rectangular section in plan and of rounded shape clans. vertical cross section.
These receptacles 25 have their center of gravity lower than the axis of oscillation, so as to always maintain the same position, and they have a lower mouth 26 and an upper opening controlled by a float valve 27 (fig. 4).
The containers \? 5 are mounted to form two adjacent vertical columns. On the bottom of the container 1 is formed a longitudinal opening 28 (Fig. 4) in which is mounted the distribution box 13. The latter is lined with a heat insulating material and is traversed by a narrow slot 13 '. through which it is in communication with the interior of the receptacle 1. On the opposite side, the box is closed by a pa king 29 (fig. 6) pierced with two holes against which the cylinders 30 are mounted. Inside each of these cylinders, where the Tube 11 coming from the pump 12 ends, is housed a spring piston 31 provided with a rod 32.
On these two rods 32 is fixed a cross of rhomboidal section 33 which can take place in the slot of the box 13 so as to interrupt its communication with the chamber 1.
On the shaft 16 is wedged a toothed wheel 34 meshing with a pinion 35 on the axis of which is mounted, so as to make it possible to adjust both its wedging and its position on the axis, a cam 36 actuating a lever <B> 37 </B> with which the rod 30 of the pump piston 12 is articulated.
The transmission ratio between the wheel 34 and the pinion 35, integral with the cam shaft 36, must be such that the cam makes one revolution, and, consequently, gives rise to a full stroke of a piston (the la , pump 12, each time a container 25 passes over the slot in the box 13.
By adjusting the timing of the cam, it is naturally possible to fix the moment when the compression stroke of the pump begins and, by forming the cam by the union of several adjacent discs of different diameter, it is possible, by an axial displacement of the pump. cam itself, to modify the stroke of the piston. pump.
The liquid which arrives at the pump, by current the tube 11, is there injected, at the desired intervals, through the slot of the box 13 by the fact that the liquid itself, by entering the cylinders 30 , exerts on the udders 31 a pressure which forces the crosspiece 33 to move away from the. slit, so that the liquid can pass into the container 1 through said slit.
To perform the operation of the apparatus, the capacity of the receptacle 1 and of the ducts 3 and 3 'is filled with a liquid maintained, for example by means of hot gases introduced through the duct-15, at the temperature at which vaporizes the liquid which the condenser 8 supplies to the pump 1.2.
The greater part of the receptacles 25 is then immersed in the liquid which fills said receptacles as they descend into the conduit 3 ', their lower mouth still being open and the float valve 27 remaining open, to allow it to be there. vapor outlet, until it is lifted by the action of the liquid on which it floats.
The movement of the. series of containers 25 which, driving the chains 21 on which they are mounted, rotate in the direction of the arrow the wheels 20 and 22 as well as the motor shaft 16, is due to the fact that the containers 2à being in the duct 3 'are filled with liquid, while those in line 3 are more or less completely emptied and thereby have an upward force due to the thrust of the liquid in which they are immersed.
The receptacles are emptied by the effect of the liquid injected through the slot of the box 13 and which, by vaporizing at the temperature of the surrounding liquid, fills the receptacles 25 one after the other, expelling the liquid contained therein.
As, because of the described operation of the cam 36 actuated by the shaft 16, whenever a container 25 reaches the lower end of its stroke and its mouth 26 is above the slot of the box 13, the latter is opened giving rise to a jet of easily vaporizable liquid, this liquid will enter the various containers where it vaporizes completely under the action of heat.
The receptacles 25 located in the pipe 3 therefore contain these vapors, which are less compressed as the receptacles rise, and which discharge as each receptacle leaves the liquid mass.
These vapors assemble under the channel 5 from where they return to the condenser 8 in which the temperature at which the vapors are condensed in the liquid prop is maintained.
It is useful that <B> the </B> liquid filling the chamber 1 and the conduits 3 and 3 'also enters the chamber 4, and that the latter has a flared shape. In this way, the liquid wants to flow in the same direction as the receptacles 25, which reduces the resistances, and, the surface of the liquid being quite large, the resistance that each receptacle encounters during its emersion is low.
It is as useful as at. base of the vault 5 is provided a conduit 39 intended to collect liquid condensing on the internal surface of the vault and to bring it, through a tube 40, to the tube 7 and to the condenser 8.
The liquid intended to fill the chamber 1 and the conduits 3 and 3 'may be, for example, water, oil or a saline solution (to increase the buoyancy force) etc. The liquid intended to vaporize inside the containers 25 may be any of the liquids vaporizing at the pressure referred to as the liquid column and at the temperature to which the liquid circulating in the container 1 and in the conduits 3 is brought. and 3 '; depending on the case, substances such as ammonia, sulfurous acid, ethyl chloride, sulfuric ether, carbon sulphide, gasolines, and also water can be used.
It is only necessary to take care that the vaporizable liquid and that intended to circulate in the chamber do not undergo alterations in their properties. when in contact with each other. If the vaporizable liquid is soluble in the circulating liquid, it. It will suffice to add vaporizable liquid to it until it is completely saturated.
For the operation of the device, a temperature difference between the liquid contained in the chamber 1, 3, 3 'and 4 and the liquid intended to vaporize is necessary, which can be achieved both by heating the liquid in the chamber. chamber 1, 3, 3 'and 4, for example by circulating hot gases inside the casing 14, by lowering the temperature of the vapors condensed in the condenser 8 and leaving the chamber 1, 3, 3 'and 4 at room temperature, or even a combination of the two means to increase the temperature difference.
The pressure inside the apparatus can be regulated, either by removing the air, or by compressing the vapors, in order to obtain the vaporization of the liquid at the temperature available. The condenser 8 can be installed in an elevated position so that the liquid column in the tube II connecting the condenser with the distribution box 13 has a greater weight than the liquid column in which the receptacles 25 move. In this case, the force absorbed by the pump is limited to that necessary to overcome the friction and the. pump 12 can also be omitted and replaced by a valve controlled by the.
cam 36 so as to open, by adjustable intervals, the tube through which the vaporizable liquid enters said box 13. The apparatus described makes it possible to produce with the aid of a fluid which is alternately at the same time. vapor state and in liquid state, an engine allowing the most complete use of a drop in temperature due to natural causes (use of water or air - at different temperatures) or heating or artificial cooling, and which can also operate with temperature drops limited to a few degrees centigrade.