LU83554A1

LU83554A1 - Moteur thermique alternatif,procede de commande d'un tel moteur,et ensemble d'elements destine a former un tel moteur par transformation d'un moteur existant

Info

Publication number: LU83554A1
Application number: LU83554A
Authority: LU
Inventors: V Fischer
Original assignee: Thermal Systems Ltd
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1981-12-01
Also published as: MTP890B; AR225798A1; PT73033B; IT1137434B; JPS57151008A; OA06812A; FI810450L; ZW11081A1; FR2488650A1; BR8104966A; IL62338A0; MC1411A1; AU7235981A; KR830005458A; ZA81840B; PL232689A1; US4426847A; ES503227A0; JPS5938405B2; MA19136A1

Description

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La présente invention concerne un moteur alternatif à combustion externe, c'est-à-dire un moteur ayant un ou plusieurs cylindres dans lesquels un déplacement alternatif constitue une source d’énergie, la chaleur alimentant 5 le moteur étant créée à l'extérieur du cylindre. En particulier, l'invention concerne un nouveau cycle thermodynamique .

On a déjà souvent essayé de réaliser un moteur combinant un rendement thermique élevé, c'est-à-dire trans-v 10 formant la chaleur en travail utile, avec des rapports puis- sance/poids et puissance/volume raisonnables. Le moteur à «* combustion interne a un bon rapport puissance/poids mais un rendement thermique relativement faible. Le moteur diesel ~ a le meilleur rendement thermique (pouvant atteindre 40 % 15 environ). On a construit des moteurs ayant un rendement thermodynamique plus élevé et mettant en oeuvre des cycles de Carnot, Stirling et Ericsson, mais ils n'ont pas rencontré en général un succès commercial important, en grande partie à cause du problème de la réalisation d'un échangeur 20 de chaleur petit et efficace, permettant un chauffage rapide et efficace du gaz de travail par la source extérieure ce chaleur.

Le moteur à vapeur est une forme bien connue de ; moteur à combustion externe, mais son rapport puissance,poias 25 est faible de façon générale, étant donné qu'il nécessite 1 une chaudière à vapeur et un condenseur séparés. Le moteur f 'S; • à vaoeur met en oeuvre habituellement de la vaoeur d'eau

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; · sèche ou une autre vapeur sèche comme fluide de travail.

! En outre, le rendement du moteur s vapeur est limité par 1 30 les restrictions du cycle de Rankine.

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F . „ espace ce travail au moteur per ur. fluide ce transfert de chaleur, ce moteur comprenant *5 ^ ur* cv_2.drrr c ~ U*” v** : dans xe cvnnure atin qu'il ait une course de contre1"· *— T t * < \ L* et une course de détente, un échangeur de chaleur destiné à chauffer, à l’extérieur du cylindre, le fluide de transfert de chaleur sous une pression telle qu'il reste à l'état liquide, et 5 un injecteur commandé afin qu’il injecte le liqui-

Ide chauffé dans l'espace de travail ä proximité de la fin de la course de compression du piston, si bien que le liquide se vaporise spontanément dans l'espace de travail, le cylindre ayant une sortie commandée afin qu'el-10 le évacue le fluide de transfert de chaleur de l'espace de travail à proximité de la fin de la course de détente j * du piston.

j L'échangeur de chaleur comprend avantageusement : fc ' un brûleur destiné â chauffer le liquide. Un compresseur 15 est avantageusement utilisé pour la transmission de gaz de : combustion, habituellement d'air, au brûleur. Cependant, un compresseur n'est pas primordial.

; ’ Le compresseur peut être délimité par l'espace formé â une extrémité du cylindre. Cependant, un compresseur 20 rotatif ou alternatif séparé peut aussi être utilisé, par ! exemple à ailettes ou à turbine.

j Le cylindre peut être du type à double effet, fi comprenant un piston délimitant d'un côté (habituellement |j du côte de la tige) l'espace du compresseur er de l’autre l! *«· Î25 côté l’espace de travail. Cependant, l'utilisation cTéquiva-^ lents mécaniques de cet arrangement est aussi possible ; par exemple deux cylindres peuvent être couplés à un même arbre, j ;· l'un des cylindres délimitant l'espace du compresseur par j son piston alors que l'autre cylindre délimite l'espace | * 30 de travail par son piston sépare.

| Le moteur peut aussi comprendre deux pestons ; opposés se déplaçant a 1 te r r. a ti mener. t dans un cylindre ccr- | mun, si bien que l'espace de travail est délimité par les

Ideux couronnes des pistons et les parois du cylindre.

“5 ~ DiTrSüT?SS SDCOSCSS C SU CS C'** —-pur classicue sont utilisées le cas échéant et peuvent être sous forme de clapets ou elles peuvent être commandées par 3 T t * < * une came entraînée par le moteur. Cependant, le moteur peut aussi ne comprendre aucune soupape, le piston pouvant par exemple ouvrir et fermer des lumières, comme dans un moteur à deux temps.

5 Un injecteur est aussi destiné à injecter le fluide de transfert de chaleur à l'état liquide et pré- . chauffé dans l'espace de travail. Le rôle du liquide in jecté est de permettre le transfert de 'l'échangeur de chaleur à l’espace de travail et d’accroître ainsi la 10 tension de la vapeur dans l’espace de travail.

Lors du fonctionnement du moteur, l’espace de travail contient une certaine quantité de fluide de transfert de chaleur ä l’état vapeur et habituellement aussi une certaine quantité à 1 ’état liquide. Le fluide de transfert 15 de chaleur se vaporise au moins en partie dans l’espace de travail après injection, lors du fonctionnement du moteur.

On considère maintenant la définition de termes utilisés dans la suite du présent mémoire, afin d’éviter certaines confusions. Le fluide de transfert de 20 chaleur peut être présent à l’état liquide ou vapeur. L’expression "vapeur humide" indique que le liquide injecté est présent aussi bien à l'état liquide (par exemple sous forme de gouttelettes) qu’à l’état vapeur simultanément.

Le liquide est de préférence chauffé car un 25 brûleur à combustible dans un échangeur de chaleur peu s encombrant, par exemple un serpentin d'un tube à petit trou, à pression et température élevées (c'est-à-dire •j 1 afin que l’énergie interne soit importante). Comme ur. tel tube à petit trou peut supporter ces pressions élevées, 30 le liquide peut habituellement être chauffé à sa température critique. Dans des applications particulières dans lesquelles la chaleur transmise doit être élevée, il peut être avantageux que le fluide soit porté à une température et une pression supérieures à celles du point cri-35 ticue. Le liquide chaud sous très si or: est alors inîecté dans l’espace ce travail. L ’ énergie interne et rlurce «=>st rapidement transmise lors ce l'injection des coatreiettes l W w / I T / ' v < .

• . 4 liquides chaudes S l'espace de travail lorsque le liquide se vaporise si bien que la pression augmente. La vapeur qui 1 se trouve dans l'espace de travail du cylindre se détend j (habituellement de façon polytropique, c'est-à-dire non 5 adiabatique) en entraînant le piston et en créant du travail.

Le fluide de transfert de chaleur est un liquide vaporisable tel que l'eau dont une partie passe instantanément à l'état vapeur après l'injection dans l'espace de travail. Ainsi, le transfert de chaleur entre la vapeur Î10 d'eau chaude injectée et la vapeur qui se trouve dans l'espace de travail est très rapide. En conséquence, on peut noter que le liquide injecté constitue simplement un fluide jj de transfert de chaleur qui permet à la vapeur de l'espace t- ~ de travail de transformer l'énergie interne en travail rné-

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Iî 15 canique. Il est souhaitable que le fluide de transfert de :: chaleur ait une conductibilité thermique élevée afin que le transfert de chaleur soit maximale dans l'échangeur. Le I; ' fluide est de préférence choisi parmi le sodium, le mercure, ! l'eau, l’huile, et certains de leurs mélanges qui conviennent, j 20 Le mélange peut être formé à l'intérieur ce l'espace d'· travail ou à l’extérieur. L'espace de travail peut aus:-i j;f éventuellement contenir un fluide vaporisable de transfert j; de chaleur, qui peut être vaporisé par injection du liquide chauffe (qui n'est pas alors lui-même vaporisable). L'eau Î25 peut être utilisée en mélange avec une huile, par exemple ç sous forme d'une émulsion, d'une dispersion ou d'une soif lut:on d'eau et d'une huile hydrosoluble afin que la 3ubri-

Ij t ~ ficaticn eu moteur soit facilitée.

| Lors du fonctionnement, une quantité résidu-: »le ce 30 vapeur due à la vaporisation du fluide de transfert do cha- îî leur et hsbitueilement une certaine quantité de τ icrui'*e son.t I. .

toujours presentes a an s 1 espace ce *_ ra v.er.. , na reuen, r j d'une certaine quantité de liquide résiduel dans l'es: a te f de travail après 1 ' échappement est souhaitable pour df-. s ii ,, 7 5 rsisons issâr.ù rlu? clair θγ*: % r. t. csrs le suitê ci j U __ „ !j sent, nsinc-ire* cc.r recuit, ues r.ressicrE atesir.ter en- dant la course de compression. Ainsi, la construction d_ r r «v 5 * cylindre et/ou du piston de manière qu'une certaine quantité de liquide soit retenue dans l’espace de travail après l'échappement peut être souhaitable. En général, cette caractéristique peut être obtenue par formation de cavités 5 convenables dans le piston ou le cylindre.

La pression dans l'espace de travail au point mort bas est en général supêi*ieure à la pression atmosphérique (1 bar) et il est en général avantageux que le fluide évacué subisse une réduction de pression à 1 bar environ.

10 La pression au point mort haut est déterminée par le rapport de compression qui, lors de l'utilisation d'un rendement élevé, est en général d'au moins 10/1. Cependant, le moteur peut fonctionner avec des rapports de compression très _ faibles, par exemple inférieurs à 5/1. Le moteur a de pré- 15 férence un rapport de son alésage à sa course compris entre 1/1 et 1/3.

Il faut distinguer l'invention du moteur à vapeur en ce que le fluide de transfert de chaleur est maintenu sous forme liquide et ne peut pas se vaporiser tant 20 qu'il n'a pas été introduit dans l'espace de travail. Cette caractéristique diffère nettement du moteur à vapeur dans lequel, même lors de l'utilisation d 'une chaudière à 'vaporisation adiabatique, l'eau est toujours introduite dans le cylindre sous forme de vapeur. En fait, comme la vapeur 25 d'eau doit être surchauffée afin que les gouttelettes soient >. retirées, dans un moteur classique à vapeur, de l'eau liqui de ne peut pas s'évaporer directement dans le cylindre du moteur à vapeur puisque des gouttelettes d'eau apparaîtraient dans le cylindre. Cependant, dans le moteur salon * 30 l'invention, il est avantageux que la majorité de l'eau soit orésente dans l'espace de travail sous forme de gouttelettes ce liquide puiscue la cruantite de condensation, ultérieure permettant la récupération de chaleur latente de vaporisation qui doit avoir lieu, est réduite.

? 5 ConT.tr Ici JTî£ "7 O^ri. të "* rtc*- C*“ ΘΘ £.· t - p — cuee à l'état liquide, il n'y a pratiquement pas d'augmentation d'entropie due S la vaporisation. Dans le cycle de ( /

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Rankine des moteurs à vapeur, cette vaporisation représente une limite théorique au rendement d'un moteur idéal puisque du travail doit être consacré à la recondensation de la va-

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j peur évacuée en eau liquide. Cette opération est superflue | 5 selon l'invention si bien que presque toute l'énergie inter- ne perdue par le liquide injecté peut être transformée en travail liquide. La majorité du fluide de transfert de chaleur ne change pas habituellement d'état. Ainsi, le rendement théorique du cycle selon l'invention est supérieur ä celui S "z I 10 du cycle de Rankine pour la vapeur d'eau.

j 1 II est nécessaire que le fluide chauffé de trans- '* fert de chaleur soit maintenu à l'état liquide avant l'in- ] jection. Bien que l'opération puisse être réalisée par uti- i j ~ lisation de capteurs convenables afin que la température, 15 à une pression donnée, ne dépasse jamais la température d'ébullition du liquide, on constate que, lorsqu'un ori-| fice de dimension convenable est relié a l'échangeur dans j · lequel le liquide est chauffé et si un courant de liquide j est maintenu dans l'échangeur, le chauffage du liquide ne 20 provoque pas 1'ébullition de celui-ci. Ainsi, lorsque la i I, dimension de l'orifice est convenablement choisi, on peut i ; j éviter l'utilisation de dispositifs complexes ce détectior.

de la température et de la pression. Evidemment, l'orifice i peut faire partie du dispositif d'injection du liquide.

25 Ainsi, on peut régler le travail du moteur par simple ré-i c glage de la quantité de chaleur transmise au brûleur, par :l exemple par réglage du combustible transmis au brûleur {pour i; * un débit volumique constant d'injection d'un liquide} .

* . „ , . _ i Le travai- eu moteur peut aussi être reolé car 1 » 30 le taux d'injection de liquide, par exemple par utilisa- l tion d'une pompe volumétrique variable.

i Habituel 1er en t, le finde de transfert de che- i: leur est récupéré après son évacuation de } 'espace de tra- | vail. Le fluide évacué est encore chauffé dans une cer- [ 35 taire mesure et meut être recvclë dans -'ëchan—eur afin eue p son ënercie interne ne soit pas tercue. Z-e cette ma'-lire- {j. le fluide constitue simplement un. fluice ce transfert de i- h I y·’*'·· ' i 7 * · ' \ chaleur et n'est pas consommé.

L'eau constitue le fluide le plus avantageux de transfert de chaleur. Un dispositif peut être utilisé pour la récupération de l'eau produite par la combustion du brû-5 leur. Ainsi, on peut éviter tout remplissage par de l'eau puisque celle-ci est tirée de la combustion dans le brûleur.

Le gaz transmis au brûleur peut faire partie du processus de combustion qui a lieu dans le brûleur. Le gaz peut être capable d'entretenir la combustion, par exemple 1Û de l'oxygène, de l'air ou un autre gaz contenant de l'oxygène, ou de l'oxyde nitreux. Dans une variante, le gaz peut lui-même être un gaz combustible choisi parmi tous les gaz combustibles connus tels que les hydrocarbures gazeux, l'oxyde de carbone ou l'hydrogène.

15 Le combustible brûlé dans le brûleur peut être choisi parmi les combustibles connus tels que les essences, les fuel oils, les hydrocarbures liquéfiés ou gazeux, les alcools, le bois, le charbon et le coke.

Il est en général avantageux d'utiliser divers 20 dispositifs de récupération de chaleur. Ainsi, le moteur dans son ensemble peut être placé dans, une enceinte d'isolation thermique et peut comporter des échangeurs de chaleur destinés à recueillir la chaleur parasite et à la transférer par exemple au combustible du brûleur afin qu'il soit ·* 25 préchauffé. Il est aussi avantageux que la chaleur restant dans les gaz du brûleur soit récupérée, par exemple par circulation de ces gaz dans une chambre de récupération dans t ' laquelle un courant de liquide est vaporisé (en général le même liquide que celui qui est injecté dans le moteur).

30 II est avantageux eue le liquide soit pulvérisé dans les gaz brûlés afin qu'il soit chauffé à une température proche de sa température d'ébullition avant sa transmission à l'échangeur de chaleur. En outre, lors de l'utilisation d'eau, une chambre de pulvérisation d'eau ou un condenseur £SÎL S Vci.r OSCT3UX CS.’*'* 1 s Ό2ΓOV£^cl^ f"u. p^TlleOP PSUl êère séparée des gar nrlles par condensa taon en le :.:r.e‘;r ne nécessite plus d1 eau d'appoint. Habituellement, le fluide * *v » T / ! 8 i I évacué de transfert de chaleur contient une certaine propor- tion de vapeur. Celle-ci peut être séparée du liquide dans un piège et transmise avec le gaz de combustion au brûleur si bien que le gaz de combustion est préchauffé et une 5 plus grande quantité de vapeur est condensée.

La construction d'un moteur selon l’invention est considérablement simplifiée par rapport aux moteurs connus, tels que les moteurs à combustion interne. Ainsi, les tem-pératuresexistant dans l'espace de travail sont en général 10 réduites si bien que les problèmes d'étanchéité autour des pistons sont simplifiés. Il faut noter que de 1'éner-

?" gie peut être transmise dans le moteur selon l'invention S

des températures plus faibles que celles d'un moteur à * I - combustion interne. En outre, le moteur à combustion interne ; 15 a un rendement thermique inférieur en ce qu'il doit compor- ii ter un dispositif de refroidissement des cylindres, des- I ' , tiné à empêcher leur grippage.

; j En outre, comme les températures rencontrées dans !* le moteur sont relativement faibles, par exemple peuvent 20 atteindre 2 50°C, la construction du cylindre en métal n'est J pas habituellement nécessaire. Les matières plastiques tel- I les que le polytëtrafluorëthylëne, des fibres de verre im- I prégnées d'une résine de silicone, et autres utilisées pour ! la construction, sont particulièrement avantaoeuses étant 25 donné leur faible prix et leur facilité d'utilisation. E’au- I très matières d'isolation thermique, telles que le bois ou les céramiques, peuvent aussi être utilisées.

Dans un mode de réalisation avantageux, le liquide chaud est injecté à une première extrémité de l'espace de j * 30 travail et la sortie est formée à l'autre extrémité de la course du piston. L'utilisation de manières ayant une faille conductibilité thsrr.iaue permet, s la treirtëre ex-'-ë^i" l· --· ? ' jj I cylindre d'être chaude lorsque la rëcior. de sortie est re- J lativement froide.

j , _ f* 35 Ij. est en cenersi svanteueux eue l'tnec^io'' sût Î-Ü r déclenchée en un point αχ s tant de 0 i 5Cc du point auquel | l'espace de travail a atteint son volume minimal.

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t ί ' 1 9 Ψ é L'énergie est en général prélevée dans le moteur par une tige fixée au piston alternatif. L'extrémité libre de la tige peut être reliée à un arbre excentrique d'un volant rotatif ou à un tvllebrequin afin que le déplacement 5 alternatif soit transformé en un mouvement de rotation.

Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un moteur à cylindre unique, il faut noter que les moteurs ä deux ou plusieurs cylindres sont en général préférables en pratique. Chaque moteur ne nécessite habituellement qu'un 10 seul échangeur de chaleur et une seule chambre de pulvérisation.

S*' L'invention concerne aussi un procède de mise en oeuvre d'un moteur alternatif à combustion externe, ainsi ; ,J qu'un ensemble d'éléments destiné à transformer un moteur j 15 (par exemple un moteur à combustion interne tel qu'un mo- j teur diesel) en un moteur selon l'invention.

r f [ D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- \ ’ tion seront mieux compris à la lecture de la description qui i va suivre d'exemples de réalisation et en se référant au:·: 20 dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation de moteur à combustion externe selon l'invention ; ' - la figure 2 est un schéma simplifié du premier 25 mode de réalisation, correspondant au principe de fonctionnement ; ; - la figure 3 est une coupe schématique d’un cy- : ^ - lindre du moteur ; I - la figure 4 est une coupe schématique d'un j 30 échangeur de chaleur du moteur ; - la figure 5 est une coupe schématique d'un dispositif de pulvérisation destiné su refroidissement des t ij gaz provenant du brûleur ; y - les figures 6à et 6B sont des graphiques repré- ï 35 sentant respectivement la variation de la pression F avec i ci volume V eii ce le temo exe "cu^re T svsc 1 ’ ennirooie S - t ..w- . W - . - - ^ « ‘ j, le premier mode de réalisation de l'invention ; y i \ * 4 10 * - les figures 7A et 7B représentent à titre com- I paratif les diagrammes PV et TS d'un moteur connu à combus-

H

II tion interne à deux temps ; I- la figure 8 est une élévation schématique d'un 5 second mode de réalisation de moteur selon l'invention ; - la figure 9 est une vue de bout en coupe partielle du moteur de la figure 8 ; et - la figure 10 est un schéma du circuit d'eau recyclé .

10 Comme l'indique la figure 1, le moteur à combus tion externe selon l'invention comprend essentiellement un cylindre 5 ayant un piston 6 délimitant un espace T de compresseur et un espace P de travail, un serpentin H de j - chauffage d'eau liquide sous pression à l'aide d'un brû- i 15 leur B, un préchauffeur éventuel PH destiné à préchauffer le combustible destiné au brûleur, à l'aide de la chaleur Γ des gaz brûlés, un dispositif S de pulvérisation destiné à refroidir et laver les gaz du brûleur, une pompe X destinée a transmettre de l’eau sous pression au serpentin de chauf-20 fage, et un piège T destiné ä récupérer et a séparer l'eau vapeur et l'eau liquide après la sortie de l'espace de tra-i vail.

* Le moteur a combustion externe fonctionne ae la il manière suivante. De l'air A à pression et température at- i '* I 25 mosphériques est aspire dans l'espace C du compresseur au I ·. cylindre 5 par déplacement du piston 6 vers la droite {com- ! me indiqué sur la figure 1) avec ouverture du clapet 4 |f - d'entrée. La sortie de l'espace C est fermé par un clapet 2. Lorsque le piston 6 atteint le point extrême droit de 30 son parcours (point mort haut), le clapet 4 d'entrée se ferme. Le mouvement du piston alternatif qui revient vers 1 la gauche en se poursuivant provoque le der ut ce la cc::.- ÿ | pression de 11 air.

S . .-.Tl·' S La compression se poursuit aiin que 1 air oe •I 3Ξ i ’esrace C atteicne une ores s ion crui suffit su ronctionne— j j* ment du brûleur B. Lorsque le piston s'approche du point f ^ mort bas, le clapet 3 de sortie s'ouvre et évacue la vapeur humide de l'espace T de travail. Le clapet 2 s'ouvre aussi et admet l'air comprimé et légèrement chauffé dans le piège T.

4 11 ‘ * * \

Peu après le point mort bas, les clapets 2 et 3 se 5 ferment et, lorsque le piston se déplace à nouveau vers le point mort haut, de la vapeur d'eau sèche et saturée résiduelle de l'espace P de travail est comprimée.

A proximité du point mort haut, l'eau liquide chaude et sous pression est injectée par un clapet 1 et un 10 injecteur associé 51 si bien que la pression augmente rapi- > dement dans le cylindre (suivant la ligne bc de la figure 6A) du fait du chauffage de la vapeur d'eau déjà présente dans l'espace de travail et de la vaporisation d'une partie de l'eau injectée. Le piston revient alors vers le point mort 15 bas, l'espace de travail ayant une pression qui diminue et se refroidissant. La détente de la vapeur dans le cylindre est représentée par la ligne cd de la figure SA. A proximité du point mort bas, de la vapeur d'eau est évacuée du cylindre et passe par le clapet 3 et la cloison cylindri-20 que 10 vers le piège T. Dans celui-ci, l'eau liquide est récupérés et recyclée vers le dispositif H de chauffaae dans lequel elle est chauffée et mise sous pression. De l'eau V7 d'appoint peut être transmise au piège T le cas échéant.

La vapeur saturée sèche du piètre T est mélangée 25 à l'air comprimé de l'espace C si bien que l'air de combustion est préchauffé et alors transmis au brûleur E.

Un dispositif éventuel de séchage est placé entre le piège T et le brûleur et le condensât liquide 'est renvoyé vers le piège par la canalisation 7.

30 Le préchauffeur PH préchauffe le combustible F

qui parvient alors au brûleur par la canalisation 6. £e l’eau qui peut ainsi être condensée et provenant des qaz brûlés, est.recyclee vers la pompe par une canalisation 9. Suivant le rapport de comoress ion et la puissance au ne— 35 ment considéré, la température de l’eau injectée peut être supérieure ou égale à la température de l'espace de / travail juste avant 1'injection.

* 4 i· Ä Ί ν ; 12

La figure 2 montre que l'eau constitue elle-même i i principalement le fluide de transfert de chaleur qui est .

Il recyclé après utilisation. La seule eau perdue par le sys-

Itëme est celle qui est entraînée dans les gaz brûlés re-5 froidis quittant la chambre S de pulvérisation.

On considère maintenant le cycle plus en détail. L’eau chauffée à la pression atmosphérique et à une température inférieure à 100°C est transmise du piège T (et éventuellement de la chambre S de pulvérisation et 10 du préchauffeur PH) vers la pompe X sous pression puis elle est transmise à pression élevée au dispositif H de ! chauffage. L'eau qui se trouve dans celui-ci est portée à une température de 300°C environ et à une pression de | - 86 bars environ. En principe, l'eau peut être chauffée à ] 15 toute température supérieure ou inférieure à la tempëra- I ture critique et à la pression critique (374°C et 220,9 bars) j mais la pression est toujours telle que, quelle que soit I ‘ la température, l'eau reste ä l'état liquide.

! L'espace P de travail contient de l'eau résiduel- 20 le de la course précédente, sous forme liquide et vapeur, j· Lorsque le piston se dirige vers le point mort haut, l'eau y gazeuse est comprimée à 22 bars environ et (pour un rap-

I port de compression de 16/1) â une température de 217°C

environ au point mort haut. Par exemple, le rapport de com-; 25 pression du cylindre est compris entre 10/1 et 20/1. Une | , certaine vaporisation de l'eau résiduelle peut avoir lieu ' pendant la compression suivant la vitesse du piston. Gerte I opération rend minimal le surchauffage de la vapeur con- ! primée, si bien qu'elle reste à l'état saturé sec.

: 30 Au point mort haut, l’eau chaude sous pression ; de 86 bars environ et ê 30C'°C est injectée dans l'espace P de travail par l'injecteur 51 et une partie de l'eau liquide s'évapore immédiatement, si bien qu'elle atomise : l'eau liquide injectée restante eu élève rapidement la j 35 pression dans l'espace P. L'investier d'eat est poursuivie pendant 5 à 2 5 % environ de l'ensemble de la course. La pression atteinte dépend de la quantité et de la température t i - ^ 13 « < t de l'eau liquide injectée ainsi que de la quantité qui s’évapore.

L1 alimentation rapide de pression provoque un déplacement ä nouveau du piston 6 vers le point mort bas.

5 A 35° environ avant ce point mort bas, le clapet 3 s'ouvre et évacue l'eau liquide et l'eau vapeur de l'espace P. Ces matières évacuées sont transmises au piège T dans lequel l'eau liquide est récupérée et est renvoyée vers le dispositif H de chauffage.

10 Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à un compresseur ä piston, placé dans le même cylindre que l'espace de travail ou non, il faut noter que, le cas échéant, tout autre compresseur convient, par exemple un ventilateur ou un compresseur rotatif.

15 Ce mode de réalisation permet une construction particulièrement simple du cylindre, telle que représentée sur la figure :· Les températures relativement basses rencontrées perme-tent l'utilisation de matière plastique pour la construction du cylindre et en fait une matière 20 plastique présente des avantageux importants représentés par sa faible conductibilité thermique.

È , _ .

t Le c"-tnare représente sur la ligure 3 a un corps j 52 ayant une rc.ngëe d'orifices 53 placés circonférentielie- jj ment et format> la sortie de l'espace P de travail du cy- ! " 25 lindre. Une tête 54 de cylindre ayant un injeeteur 51 1 > d'eau monté à ‘.'intérieur est fixée à une première extré- ! mitf du corps -1 et une plaque 55 d’extrémité ayant une ! . ' entrée 55 et f--' sortie 57 (avec des clapets de retenue correspondants ferme l'espace du compresseur à l'autre • ' 30 extrémité du r-lin~re· piston 58 et une tige 59 sont c2h!,S le ~ -tXjiU2ΓΘ · •ri ΠΟ~β2Γ CUe 1 r ’t.é' ÜU ^Ύ·7±. t, Q v et CîU "* est adjacente û 1’injeeteur 51 est à température relative-= ment élevée alors que l'autre extrémité, adjacente aux 35 orifices 53, e · - ε température relativer.er.t faible. L'utilisation d’uns γ.-^-ϊ·-Γ£ prastxque ayant une raide conçue— tibilite therr. -’-e permet l'entretien de cette différence ; / i ·* · 14 * * . r [ avantageuse de températures. Ainsi, si de la chaleur doit être conduite vers les orifices 53, la température des ma-|| tières évacuées augmente si bien que le rendement thermique

'I

I diminue.

5 Lors de l'utilisation d'un moteur à plusieurs cylindres, des soupapes d'injection commandées par des cames individuelles peuvent être montées dans chaque cylindre. Dans une variante, un distributeur peut transmettre périodiquement l'eau chaude sous pression aux cylin-10 dres convenables. Les injecteurs peuvent transmettre un volume constant d'eau à une température variable. Cepen- fj dant, les injecteurs transmettant un volume variable d'eau | 1 à pression constante peuvent aussi être utilisés, surtout i~ lorsqu'une variation plus rapide de la puissance est néces- ; 15 saire.

La figure 4 représente la construction de l'échangeur de chaleur qui combine le serpentin H de chauffage ; ‘ et le brûleur B. L'échangeur a des manchons interne et ex- | terne coaxiaux 60 et 61 délimitant un double trajet de cir- ; 20 culation des gaz du brûleur. Une isolation 64 est formée ! i | autour de l'extérieur de l'échangeur de chaleur. Une buse h d'entrée de combustible est destinée à brûleru le combus- î si tible F dans l'air A admis par l'entrée d'air. L'eau v: I* circule dans un serpentin H de chauffage qui comprend un 25 enroulement interne 62 et un enroulement externe 63, dans .·· le sens indiqué par les flèches si bien eue l'eau quitte le serpentin interne 62 à proximité de la température la plus élevée du brûleur. L'eau enaude sous pression est alors transmise par une tuyauterie 50 avant injection 30 dans l'espace P de travail.

iv La figure 5 représente un dispositif de puivé- ! risation utilisé pour le refroidissement et le iavace des I gaz du brûleur B et ainsi pour la récupération d'une par- 1 tie de la chaleur et de l'eau de combustion. Ce dispositif !r.

;;1 35 comporte une chancre 2“ de pu 1 ver; sa tien avant un entonnoir xi sur j.eque_ r eau est puevertsee p.^r une buse 41, cens ' le courant des gaz brûlés chauds. Ces derniers sont astires 15 Λ t s r * par l’entrée 19 et destinés à circuler tangentielleinent autour de la chambre avant de s'échapper par la sortie 20 sous forme de gaz refroidis. Les gaz brûlés passent ainsi à travers la pulvérisation puis dans un rideau d'eau 5 tombant par l'orifice interne de l'entonnoir le. Les gaz brûlés sont de préférence refroidis à moins de ΙΟΟ'Ό afin que la chaleur latente de vaporisation de l'eau du brûleur soit récupérée. De l'eau à .100°C environ quitte la · sortie 21 avant d'être transmise par la pompe X à l'ê-10 changeur de chaleur. L'eau froide W d'alimentation est introduite dans la chambre par l'intermédiaire d'une soupape à flotteur 40 destinée à maintenir un niveau constant d'eau au fond de la chambre de pulvérisation. Une pompe R de recyclage et un conduit associé 22 sont destinés à 15 recycler l'eau dans la pulvérisation afin qu'elle soit portée à sa température d'ébullition. Cependant, en pratique, lorsqu'il est souhaitable que les gaz brûlés soient refroidis à moins de 100°C, le retrait d'eau par la sortie 21 à une température nettement plus faible telle que 50°C 20 peut être nécessaire.

Les figures 6A et 6B représentent le fonctionnement thermodynamique idéal du moteur de la figure 1. Les figures 7A er. 7B permettent la comparaison avec le fonctionnement d'un moteur classique à deux temps.

25 Bien que l'invention ne soit nullement limitée - par une théorie quelconque, on considère que le fonction nement du moteur peut être représenté de la manière sui-. ‘ vante. Les figures 6A et 6B représentent les diagrammes PV et TS. Très peu de l’eau injectée passe à l'état va- 30 peur, la plus grande partie restant en phase liquide scus forme de gouttelettes.

A tout moment, il y a un volume de vapeur résiduelle dans l'espace de travail. En première anproxima^·»en la vapeur d'eau qui reste peut être considérée comme un 3Ξ fluide gazeux de travail qui orélève et fournir de la chaleur à chaque cycle, en formant du travail, i :estace de ·" travail contient aussi de l'eau liauide résiduelle.

( I « * 4 * * y ï 1 r 16 i La vapeur d'eau de l'espace P de travail est î comprimée pendant la course de compression, suivant la I ligne ab. La compression n'est pas isentropique étant don-

Iné la vaporisation de l’eau résiduelle dans le cylindre.

5 La vaporisation du liquide résiduel dans l'es pace de travail pendant la compression provoque une réduction de l'entropie de la vapeur. S'il n'v avait pas de liquide résiduel dans l'espace de travail, la compression (adiabatique de la vapeur pourrait donner, dans le diagram-10 me TS, une ligne ab verticale, c'est-à-dire que la vapeur d'eau aurait été surchauffée.

Î- * Cependant, en présence d'eau liquide, toute ten dance de la vapeur à être surchauffée est compensée par ! - vaporisation d'une partie du liquide. Ainsi, la ligne ab • 15 suit la courbe représentant la vapeur saturée sèche sur le dôme entropique (représenté en traits interrompus) i pour l'eau.

A volume constant, de l'eau liquide chaude et sous pression est injectée au point fc S une température , 20 supérieure à la température de l’espace de travail, et une ( petite partie de l'eau se vaporise si lien que la pressier.

S augmente de P à P suivant la ligne bc. La température T

j O c de la vapeur saturée sèche augmente aussi, alors que | l'entropie de la vapeur sèche diminue vers c.

||25 Lorsque le piston descend, la vapeur d'eau hur.ice se détend le long de la ligne cd mais, étant donné la présence de gouttelettes liquides chaudes, la détente n’est pas adiabatique mais t*clytropique eu fair du transfert de chaleur du liquide si bien que la courbe cd du diagramme * 30 PV est aplatie. La détente provoque aussi une réduction de la température C et une faible eu orten rat ion ce 1 ’entrooie I S.

[f- I Après évacuation de l'espace de travail, la pree- t sion et la température dans cet esoace ce travail diminuent 3^ sui’/sni le 1ΐ^Γ:ΐτ Ce., .^•3? ΓΘΓ 'SÜT€;T:CtrS c · C f C SI C ' C.1 ΟΙ2ΓΤ2ΓΞ.ΓΛΓ7£·- „1 A; représentent le cycle suivi par l'eau liquide. Ainsi, l'eau V / 4 > » 17 liquide est chauffée dans le serpentin de chauffage suivant la ligne a'b' et est injectée dans l'espace de travail au point b’. La température de l'eau liquide diminue alors le long de la ligne b'c après injection et ensuite le liquide 5 et la vapeur sont en équilibre.

Des exemples de conditions dè fonctionnement sont les suivants. La pression P au point a est de 1,2 bar et la température de 378K (105°C) . Pour un rapport de compression de 16/1, la pression et la température au point 10 b atteignent environ 22 bars et 490K (217°C). L'eau liquide à 573K (300°C) et 86 bars est alors injectée dans l'espace de travail au point b et une petite quantité passe à l'état vapeur, le reste restant sous forme liquide. La - pression augmente ainsi le long de la ligne bc (par exem- 15 pie à ?c = 30 bars) et la température augmente du fait de l'injection d'eau plus tiède (T = 507K, soit 234°Cj. Lorsque l'eau est à la même température que la vapeur d'eau comprimée, la ligne bc du diagramme TS est horizontale. La réduction d'entropie le long de la ligne bc de la vapeur 20 d'eau qui se trouve à l'origine dans le cylindre est due à l'injection d'eau à l'état liquide. Comme le piston revient vers le point mort bas, l'eau gazeuse se détend le lonq de la liane cd jusau'à une pression d'environ 2 bars, ä une température théorique Tp d-environ 393K ou 25 120°c. La vapeur d'eau et le liquide sont alors évacués _ de l'espace de travail suivant la ligne da si bien que la température et la press non diminuent alors que l'entropie » os ]g vapeur dans l'espace de travaux augmente.

Les figures 7A et 7B représentent, S titre de 30 comparaison, un cycle connu à deux temps. De l'air est aspiré au point a et est comprimé scu aoaticuener.t et isentropiquement suivant la ligne an- -= température s.a point b est accrue et is pente ce la ligne ab est plus élevée que pour le cycle selon i‘invention. présence 35 d'eau liquide dans l'espace ce travai- eu cyc^e seien _!in-mention aplatit la ligne ab puisque ce· _'energie est necessaire pour la vaporisation de l'eau ixquice pencant 18 . A.

V

* » r compression.

I Dans le cycle à deux temps, le combustible est | alors brûlé dans le cylindre et élève la pression, la tem- £ I® pêrature et l'entropie suivant la ligne bc. Dans le cycle 5 selon l’invention, la pression augmente légèrement du fait de la vaporisation instantanée d'une certaine partie du | liquide, et la température de la vapeur augmente dans l'es- fi I pace de travail. Cependant, alors que,’dans le cycle à if jj - deux temps, il y a augmentation de l'entropie suivant la I 10 ligne bc, il y a réduction de l'entropie dans le cycle * selon l'invention, pour la vapeur d'eau présente dans S l'espace de travail, du fait de l'addition d'eau liquide i, après injection.

Ensuite, une détente adiabatique et isentropique ( | 15 est exécutée le long de la ligne cd, le liquide chauffé ! dans l'espace de travail dans le cycle selon l’invention I fournissant la chaleur et provoquant ainsi un aplatisse- j ment de la courbe PV par rapport à celle du cycle â deux i i temps.

i 20 Le rendement thermique élevé du cycle selon |i l'invention est dû au fait que, alors que. dans le cy- i cle à deux temps, les cas évacués par le cylindre se j, trouvent à pression et température élevées, seules l'eau !!! liquide et une pe.tite quantité de vapeur sont évacuées 25 selon l'invention. Ainsi, l'eau liquide est injectée dans l'espace de travail et elle en est évacuée.

La plus grande partie de l'eau injectée, après - l'injection, reste à l'état licruide (compte non tenu de la petite quantité d'eau qui passe instantanément à l'état 30 vapeur) et il n'y a ainsi pas d'augmentation notable d ’entre-oie eue ê la vaporisation, et la perte csënercis interne par l’eau injectée est. transfermée presque complètement en travail utile. En outre, il r.'est pas r.é-cessaire que le cylindre soit purgé à la fin du cycle, jj 3 5 selon l'invention, si bien que 1s chaleur de la vapeur -, , . - - - - Îc'eau n'est pas perçue, ua présents ce gouttelettes résiduelles de liquide sur les parois de la soupape de travail jj- / _ il ».

19 * * assure la retenue de la vapeur d'eau résiduelle nécessaire â un nouveau cycle. Il faut en outre noter sur les figures que la licnv ae représente l'ouverture de la soupape d'échappement avant la fin du cycle.

5 Les figures 8, S et 10 représentent un exemple utiliP-Me en pratique de moteur selon l'invention, mettant en oeuvre le même principe que le mode de réalisation schéma*-ique la figure 1, mais n'ayant pas de chambre de pulvérisation, un ventilateur rotatif transmettant un 10 mêlant' air et de vapeur saturée sèche au brûleur.

Le moteur a quatre cylindres disposés en V à 90°.

I ' 5}e TV-U est pompée dans le piège fermé 100 de stockage | icorr'“-pondant au piège T de la figure 1} par une pompe à | : haute pression 101, suivant une canalisation 102, jusqu'à | 15 un ëp-vngeur de chaleur 103 à contre-courant à deux étages, ayair* ’c construction représentée sur la figure 4. Une sou-| pap° ' '4 de décharge de pression est montée entre la cana- î . i îsat 103 et le piège 100. L'air et la vapeur d'eau | chauc-‘ évacués du piège 100 parviennent a l'échangeur 103 ? 20 par u" conduit 105, sous la commande du ventilateur rota- ·? 4.i.v. Le courant d'air est réglé par une soupape 1G7.

ί Un cc-rustible (par exemple du gaz propane) est introduit | d'un -cservoir 127 au préchauffeur 126 et dans le courant j d'air transmis par la soupape 108 de combustible. Les 25 gaz h :--ês quittent l'échangeur par un conduit 109.

Chaque piston 110 se déplace dans un cylindre οοτ*scandant ni et est relié a une tête 112 par une tige ' s 113 : tête est reliée au vilebrequin 114 par une autre | b-ieiv 115. Chaque cylindre a une tête U C. ayant un irnec- | -*n teu'* conBnandé Par un arbre à came 118 par l'interme- ! d'un culbuteur 11?. Chaque cviirdre a aussi un '‘'.ri- s ccg- K , „ ^ Λ ί - ëcn appement i r v aesoucnan-u g ans un collecteur con- i.

{ mun vi d'échappement qui renvoie la vapeur humide au piège l 100. ' volant 124 est monté sur le vilebrequin. Un orifice I 3s; , 7Q ; respiration est aussi prévu.

Le moteur a par exsnois un rapport de compressé ·~γ. | de ’ * - » un piston de 102 mm de diamètre et une course de ! 20 * * .

e 102 mm, et chaque cylindre donne une puissance d'environ 11 kW pour une température d'injection d'eau de l'ordre , de 300°C et une pression de 86 bars. L'inclinaison des cylindres facilite l'évacuation de l'eau liquide par 5 gravité. A 300°C par exemple, 5 g d'eau sont injectés ä chaque fois. La totalité du moteur est logée dans une enceinte isolée thermiquement.

L'eau liquide chaude quitte l'échangeur de chaleur par la tuyauterie 122 et parvient à l'injecteur 117.

10 Une soupape 123 de réglage de pression est montée entre la tuyauterie 122 et le réservoir.

I La figure 10 représente le circuit de circulation | d'eau plus en détail. Un clapet de retenue 124 est placé ; en aval de la pompe 101 et empêche le retour de vapeur | 15 d'eau dans la pompe. Une soupape 126 de réglage de pres sion est montée en parallèle avec la soupape 104 de décharge et peut être utilisée pour le réglage de la puis-j ’ sance du moteur.

j: Le moteur a combustion externe représenté peut 20 avoir un rendement thermique très élevé. En théorie, de l'air froid A et de l'eau froide V? (le cas échéant’ sont i jj aspirés dans le moteur, et des gaz brûlés froids sont ? évacués. Ainsi, presque toute la chaleur fournie par le ? brûleur peut être transformée en travail. En pratique, 'I > i 25 on peut escompter des rendements thermiques de I'ordre de ! i 50 à 80 %.

i Bien entendu, diverses modifications peuvent être S _ a apportées par l'homme de l’art eux proceaes et atspcsitifs qui viennent d'être décrits uniquement § titre d'exemples 30 non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

: •f j

P

i

Claims

21
1. Moteur alternatif à combustion externe, dans lequel de l'énergie est transmise à un espace de travail du moteur par un fluide de transfert de chaleur, le moteur 5 étant du type qui comprend un cylindre contenant un piston et délimitant un espace de travail, le piston pouvant se déplacer alternativement dans le cylindre afin qu'il fasse varier cycliquement le volume de l'espace de travail entre une valeur mi-10 nimale et une valeur maximale, et un échangeur de chaleur destine à chauffer le fluide de transfert de chaleur à l’extérieur du cylindre, le cylindre ayant une sertie commandée de manière qu'il transmette le fluide de transfert de chaleur à l'es-15 pace de travail lorsque ce dernier a un volume proche de son volume maximal, ledit moteur étant caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (H) est destiné à chauffer le fluide de transfert de chaleur sous pression afin que ce fluide soit 20 maintenu a l'état liquide, et le moteur comporte en outre un injecteur(51) commandé afin qu'il injecte le liquide chauffé dans l'espace de travail (F) lorsaue le volume de celui-ci est proche de sa valeur minimale, si bien qu'une partie du 25 liquide se vaporise spontanément dans l'espace de travail et le reste conserve son état liquide.
2. Moteur selon la revendication 1? caractérisé en ce que l’échangeur de chaleur (Ei comporte un eu plusieurs tubes destinés a contenir le fluide de transrert ce ena- 30 leur et un brûleur (B) consommant un combustible et destiné à chauffer le fluide mil se trouve dans le tube ou cens les tubes, le fluide restant ceosnner.t eu puase it — guide.
3. Moteur selon la revendication 2, caractérise en
3 Ow "· * ^ Vt p; r*. cl /-» ; eu * "> ^ w*” LIT *7 OTTO TT €οΠ ΌΤΐ 0 un serpentin interne î €2) et un serrertir externe (63 or — axiaux l'un ä l'autre, le brûleur (B) étant placé dans le / ' A * * y · · ' < 22 serpentin interne afin que les gaz brûlés chauds du brûleur passent dans le serpentin interne puis entre les deux serpentins *
4. Moteur selon l'une des revendications 2 et 3, 5 caractérisé en ce que de l'air est transmis au brûleur par un compresseur rotatif.
5. Moteur selon l’une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le cylindre est utilisé à double effet et délimite d'un côté du piston (6) l'espace de 10 travail (P) et, de l'autre côté du piston, un espace de compresseur (C) qui a une entrée et une sortie d'air, cette dernière étant destinée à transmettre l'air au brûleur.
6. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston, le cylindre 15 ou ces deux éléments sont formés au moins en partie d'une ! matière d'isolation thermique choisie parmi les matières ; plastiques, les résines armées de fibres, le bois et les céramiques.
7. Moteur selon l'une quelconque des revendications I, 20 précédentes, caractérisé en ce que ladite sortie comprend j une lumière (120) formée dans la paroi eu cylindre et dé-! couverte par le piston lorsque celui-ci s'approche de sa position correspondant au volume maximal, l’injecteur étant placé à l’extrémité du cylindre opposée à la sortie.
8. Moteur selon l'une quelconque des revendications i précédentes, caractérisé en ce que le rapport de compression est compris entre 1,5/1 et 20/1.
9. Moteur selon 1'une quelconque des revendications I précédentes, caractérise en ce que le dispositif de recy- j 30 clage est destiné à collecter le fluide de transfert de chaleur oui est évacue et a le receler vers 11 échar.ceur [ de chaleur. j lô. Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ? ce que le dispositif de recyclage est ur. circuit fermé eu; L 7. nn 6 c une Düression S Ια. 7/ 1 s ? ί. c r I atmosphérique.
21. Moteur selon l'une des revendications 9 et IC, e 23 JA Λ J * ( > < caractérisé en ce que le dispositif de recyclage comporte i un piège (T) ayant une entrée du fluide de transfert de chaleur, reliée à la sortie du cylindre, une entrée d'air, une sortie destinée à transmettre de l'air et de la vapeur 5 du fluide de transfert de chaleur à un brûleur de l'échangeur de chaleur, et une sortie de liquide, reliée à l'échangeur .
12. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que i'injecteur est une 10 soupape commandée par une came.
13. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de réglage de vitesse destiné à régler la puis- ; sance du moteur par réglage du volume de liquide iniecté j i 15 dans l'espace de travail. ;* 14. Moteur selon la revendication 1?, caractérisé en îi ce que la commande de vitesse est une pompe volumétrique j ’ variable. !
15. Moteur selon l'une quelconque des revendications 20 1 à 13, caractérisé en ce que le moteur comporte er, outre ! une commande de vitesse destinée â régler la ouissance du moteur par réglage de la température du liquide injecté | dans l'espace de travail.
1. Moteur selon l'une quelconque des revendiestionc 25 précédentes, caractérisé en ce que le cylïri(3ref le ristor - ou ces deux éléments sont réalisés de manière au'il resre une certaine auantité de liquide dans l'espace de ^rava''· ; apres l'évacuation du fluide ce transfert de chaleur.
17. Moteur selon la revendication 16, = c -v 30 ce que le cylindre, le piston ou ces deux éléments ont une I cavité destinée à retenir du liquide.
18. Moteur selon l'une quelconque ce?, r evendicatd - précédentes, caractérisé en ce que le rapport de l'alésa--à la course est compris entre 2/1 et 1/3. In Z j G T> y q r-« p. ~ <£ £& COrnTlS’lOi: C ï U*' ^0 tl θ U ^ λ *ï — a * t. combustion externe, du type qui comporte ur. cvlir.crs et un piston délimitant un espace de travail dont le vélum* f i #'· · i » r 24 varie cycliquement entre une valeur minimale et une valeur maximale, de l'énergie étant transmise ä cet espace de travail par un fluide de transfert de chaleur, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend ' 5 1) la formation, à l'extérieur du cylindre, d'un fluide chauffé de transfert de chaleur, sous une pression telle qu'il reste à l'état liquide, 2. l'injection de ce liquide chauffé dans la vapeur du fluide présente dans l'espace de travail, une 10 partie du liquide se vaporisant spontanément et le reste étant conservé sous forme liquide, l'énergie interne de l'espace de travail étant ainsi accrue, et 3. l'évacuation du fluide de transfert de chaleur de l'espace de travail, celui-ci continuant cependant 15. contenir de la vapeur résiduelle du fluide de transfert de chaleur.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que le fluide de transfert de chaleur est choisi dans le groupe qui comprend l'eau, l'huile, le sodium, le 20 mercure et des mélanges contenant au moins l'une de ces matières.
21. Procédé selon l'une des revendications 19 et 20, caractérisé en ce que, avant l’injection, l'espace de travail contient un fluide de transfert de chaleur ä la fois 25. l'état liquide et à l'état vapeur.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 39 à 21, caractérisé en ce qu'une partie au moins du fluide de transfert de chaleur ëvscuæde l'espace de travail est à I ' état liquide.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que le fluide chauffé oui est a l'état liquide a une température «·- '--.c- o—essuor. supérieures ou inférieures aux valeurs correspondant au point critique, la température étant cependant supé-35 rieure § la température d'ébullition 1 ls pression atr os-phérique.
24. Procédé selon l'une quelconque ces revendications - ' 4» i ' ' 1 . l * * 25 # 19 a 23, caractérisé en ce que le fluide, lorsqu’il a été évacué, est à une pression pratiquement éga3e ä la I pression atmosphérique.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 19 à 24, caractérisé en ce que la majorité du liquide injecté reste à l'état liquide après l'injection dans l'espace de travail.
26, Procédé selon 1'une quelconque des revendications 19 a 25, . caractérisé en ce que le fluide de transfert 10 de chaleur est l'eau, et l'eau évacuée est recyclée vers j __ le moteur, de la chaleur étant fournie au fluide par un ! brûleur d'un combustible dans l'air, les pertes d'eau re- I cyclêe étant compensées par la condensation de l'eau des I gaz brûlés. il ,1 15 27. Procédé selon l'une quelconque des revendications - 19 à 26, caractérisé en ce que l'énergie calorifique _î est transformée en travail utile, avec un rendement supé- ' rieur au rendement théorique du cycle de Kankine, entre les si y mêmes températures supérieure et inférieure. 'Si || 20 28. Procédé selon l'une quelconque ces revendications if 19 à 27, caractérisé en ce que la température eu liquide il injecté est supérieure à celle de l'esoace de travail au * , , , . . js moment de 1 injection. if; i| 29. Procédé selon l'une Quelconque des revend1- cat 1--:- ~ i: i Î25 19 a 28, caractérise en ce que la vaoeur trêser.te dans l'espace de travail est comprimée par le piston avant l'injection. ji
30. Procédé selon l'une quelconque des revendications
19 S 29, caractérisé en ce aue l’injection est déclenchée 30 pour une position du piston qui correspond è un angle de J 0 à 900 apres la position pour laquelle 1'esnace de travail i à son volume minimal.
31. Ensemble d’éléments destiné à. transformer un r·;— i I teur a combustion interne en un moteur alternatif à cornons- ! ; !' 35 tior. enterre selon ia revendication 1, caractérise qu'il comprend en combinaison | un échangeur de chaleur et un brûleur à connuξ- ϊ* v ;S m~ * ^î* 26 t <r * tible consommant de l'air, destiné à chauffer un liquide sous pression, un compresseur destiné à transmettre de l'air de combustion au brûleur, 5 un cylindre et un piston, isolés thermiquement, le cylindre ayant une sortie ce liquide et de vapeur, une pompe destinée à transmettre du liquide sous pression à l’échangeur de chaleur, un injecteur de liquide sous pression dans le cy- 10 lindre, un dispositif de dosage permettant le dosage du volume de liquide injecté, et un piège de séparation ayant une première entrée destinée à recevoir de la vapeur humide du cylindre et une 15 seconde entrée destinée à recevoir de l'air de combustion du compresseur, et une première sortie destinée à transmettre de l'air chauffé de combustion au brûleur et une seconde sortie destinée à transmettre du liquide vers la pompe. j i \ V V - ^ *·