Stirling mit Trilobic Ringkolben (SPRATL)

[Remundo]

Erstellen Sie Bewegung von einer Energiequelle, wandeln es in eine nützlichere dank einer geeigneten Vorrichtung, während eine gute Wirkungsgrad und der Schutz der Umwelt,

das sind die Herausforderungen, die SYCOMOREEN fällt.


SYCOMOREEN ist ein Familienunternehmen, das eine ganze Familie von Erfindungen rund um erneuerbare Energien entwickelt.

Heute ist ein großartiger Tag, denn ich lade Sie ein, das dritte Baby von SYCOMOREEN zu entdecken:

Stirlingmaschinen mit rotierenden ringförmigen trilobischen Kolben (SPRATL)

von Remundo nach der ursprünglichen Erfindung von Pascal HA PHAM adaptiert

Das Patent wurde am 22. August 2008 beim INPI angemeldet.

Derzeit veröffentlichen wir die Patentansprüche aus rechtlichen und geistigen Eigentumsgründen nicht.

Sie haben jedoch Zugriff auf alle Abbildungen, animierten Gifs und Beschreibungen.

Sie können auch die Adresse einsehen http://sycomoreen.free.fr/
insbesondere http://sycomoreen.free.fr/syco_francais ... ation.html


Wir warten auf Ihre Reaktionen zu dieser neuen Maschine mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten: Erzeugung von thermischer, mechanischer, elektrischer Energie, Kraft-Wärme-Kopplung, Thermolyse, Hydrolyse für verschiedene Produktionen (Wasserstoff, Metalle usw.) aus sauberen Energien und/oder Recycling organischer Abfälle usw.

Vorerst déveleppons wir nur unsere Maschinen, sondern sind offen für jede industrielle Partnerschaft Vorschlag.

Viel Spaß beim Lesen und Entdecken!

Remundo für SYCOMOREEN

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Thermodynamische Stirling-Zyklen in Druck/Volumen- und Temperatur/Entropie-Diagrammen

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Trilobische ringförmige Rotationskolbenmaschinen
mit thermodynamischen Stirling-Zyklen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung (1), die mit trilobischen Ringkolbenmaschinen aufgebaut ist, die sich durch ihren zweistufigen Charakter mit ungleichen Volumina auszeichnen in ihrer generischen Version; ein peripheres Gehäuse (CAR), ein Bi-Arc-Kern (NBA) und ein trilobischer Ringkolben (PRA), der sich dreht und zwischen dem Kern (NBA) und dem Gehäuse (CAR) gleitet, wie in den PCT-Anmeldungen 03.3921 und INPI 07.5990 und 07.6157, eingereicht von Pascal HA PHAM, beschrieben.
Mit mindestens zwei polylobischen ringförmigen Rotationskolbenmaschinen und überwiegend trilobischen (2,2F,2C), Dank der sinnvoll genutzten Eigenschaften dieser Maschinen können thermomechanische Stirling-Umwandlungen mit hoher Effizienz durchgeführt werden:
1. Die maximalen und minimalen Volumina des Stirling-Zyklus werden einfach dadurch erhalten, dass das Volumen der Kammern der äußeren Stufe größer ist als das der Kammern der inneren Stufe.
2. Die isothermen Phasen des Zyklus werden dank der Konvektion, die durch die Bewegungen und Übertragungen der Wärmeübertragungsflüssigkeit innerhalb einer Maschine ermöglicht wird, viel besser respektiert(2,2F,2C) homogener Temperatur.
3. Die isochoren Phasen des Zyklus werden durch die Verbindung von Kammern gleicher Art und Bewegung zwischen den heißen Maschinen (2C) und den kalten Maschinen (2F) perfekt respektiert.
4. Ein oder mehrere Regeneratoren (RGN), die zwischen den Maschinen (2,2, 2F, XNUMXC) implantierbar sind, ermöglichen dank entgegengesetzter und unidirektionaler Ströme der Wärmeübertragungsflüssigkeit ein hervorragendes Maß an interner Wärmerückführung zwischen der isochoren Abkühlung und Erwärmung des Stirling-Zyklus.

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Mechanische Arbeit und Wärmeübertragung der Flüssigkeit in einem Kreislauf durch einen grafischen Ansatz

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Das Gerät (1) kann mit jeder heißen Quelle betrieben werden, insbesondere aus:
- von die Konzentration der Sonnenstrahlung, geothermische Reserven, exoenergetische chemische Reaktionen (Verbrennung von Biomasse)., Abfälle, Kohlenwasserstoffe usw., Spaltungen oder Kernfusionen usw.
- industrielle Abwärme (Öfen, Gießereien, verschiedene Wärmeträgerflüssigkeiten, dissipative Effekte in Maschinen und Anlagen),

und jede natürliche Kältequelle (Umgebungsluft, Seen, Flüsse, Keller, Eis/Schnee usw.) oder durch künstliche Kühlung gewonnen werden.

Die Erfindung passt besonders gut zu „Hyperthermal Traps of Direct Solar Radiation (PHRSD)“ beschrieben in der Patentanmeldung 08.00627 der Firma SYCOMOREEN (Frankreich) zur Entwicklung von Solarstrom.

Es werden folgende Abkürzungen verwendet:
- " Tf "Und" Tc » bezeichnet jeweils die absolute Temperatur in Kelvin der kalten und heißen Quellen,
- " SPRATL-Maschine „bezeichnet eine Stirlingmaschine mit einem trilobischen ringförmigen Drehkolben“ im Sinne der Erfindung (1).

In der nachstehenden Beschreibung werden zahlreiche Details bereitgestellt, die sich chronologisch mit den folgenden Themen befassen: Thermodynamische Stirling-Zyklen, Stand und Grenzen des aktuellen Stands der Technik, vorgeschlagene Lösungen (Erinnerung an die Eigenschaften von PRATL-Maschinen, die zu ihrer Verwendung im Stirling-Zyklus führen, Reihen- und Parallelschaltung mehrerer PRATL-Maschinen, Bewegungsumwandlung, Vorsichtsmaßnahmen zur Wärmeisolierung, Prinzip und Vorteile des Regenerators, Abdichtung der Kammern, Erweiterung auf polylobische ringförmige Rotationskolben), Abmessungen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung, gefolgt von ihrer detaillierten Beschreibung.

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Linke Spalte: Unvollkommener Zyklus aktueller Maschinen

Rechte Spalte in dicker Linie: Durch die SPRATL-Maschine optimierter Zyklus, kleiner als der ideale Zyklus, aber größer als der Zyklus aktueller Maschinen

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Thermodynamische Stirling-Zyklen

Die Erfindung nutzt, vorzugsweise mit einer gasförmigen Wärmeübertragungsflüssigkeit, den thermodynamischen Stirling-Zyklus. Ein Stirlingmotor-Zyklus führt die folgenden Schritte aus, wie in den Abbildungen 1A und 1B dargestellt (P: Druck; V Volumen; T: Temperatur; S: Entropie der Flüssigkeit)
- 1->2: Isotherme Kompression in Kontakt mit der kalten Quelle der Temperatur Tf, wobei das Fluid von einem maximalen Volumen Vmax zu einem minimalen Volumen Vmin übergeht,
- 2->3: Isochore Erwärmung bei Volumen Vmin, mit zunehmendem Flüssigkeitsdruck,
- 3->4: Isotherme Entspannung in Kontakt mit der heißen Quelle der Temperatur Tc, wobei die Flüssigkeit vom Volumen Vmin auf Vmax übergeht,
- 4->1: Isochore Kühlung bei Volumen Vmax, mit Abnahme des Flüssigkeitsdrucks.

Die Stufen 2->3 und 4->1 sind isochor und nehmen dem Gas keine Arbeit auf oder geben ihm keine Arbeit: 2->3 bewirkt den Übergang des Gases von Tf zu Tc und 4->1 von Tc zu Tf.

Andererseits findet der Austausch mechanischer Arbeit in den Phasen 1->2 und 3->4 statt:
- In Schritt 1->2 sorgt die isotherme Natur der Kompression für die Wärmeübertragung von der Flüssigkeit zur Kältequelle und erfordert die Zufuhr mechanischer Arbeit zur Flüssigkeit.
- In der Stufe 3->4 erfordert die isotherme Natur der Expansion eine Wärmeübertragung von der heißen Quelle auf die Flüssigkeit: Letztere leistet somit mehr mechanische Arbeit als die, die sie während der Kompression 1->2 erhalten hat, daher die treibende Natur des Zyklus.

Robert Stirling entschied sich schnell dafür, seine Maschine zu verbessern, indem er sie mit einem Regenerator ausrüstete.

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Typische SPRATL-Maschine

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Dieser Regenerator ermöglicht es der Flüssigkeit, während ihrer isochoren Erwärmung 2->3 die Wärme zurückzugewinnen, die sie während ihrer isochoren Abkühlung 4->1 dort abgegeben hat. Dank dieser internen Wärmerückgewinnung Der thermodynamische Wirkungsgrad des Stirling-Zyklus mit Regenerator entspricht dem des Carnot-Motorzyklus:
RC = 1 – Tf / Tc

mechanische Arbeit, die von der Flüssigkeit erzeugt wird
mit CR = ____________________________________
Wärme, die das Fluid der heißen Quelle entzieht

Bei einem Empfängerzyklus, wie in den Abbildungen 1C und 1D dargestellt, ist die Laufrichtung des Zyklus umgekehrt:
- 1->4: Isochore Erwärmung bei Volumen Vmax, mit Anstieg des Flüssigkeitsdrucks,
- 4->3: Isotherme Kompression in Kontakt mit der heißen Temperaturquelle Tc, wobei das Fluid von einem maximalen Volumen Vmax zu einem minimalen Volumen Vmin übergeht,
- 3->2: Isochore Kühlung bei Volumen Vmin, mit Abnahme des Flüssigkeitsdrucks,
- 2->1: Isotherme Entspannung In Kontakt mit der kalten Quelle der Temperatur Tf gelangt das Gas vom Volumen Vmin zum Volumen Vmax.

Die Schritte 1->4 und 3->2 sind isochor und nehmen der Flüssigkeit keine Arbeit auf oder führen ihr keine Arbeit zu. Dies sind nur Wärmeübertragungsschritte: 1->4 bewirkt, dass die Flüssigkeit von Tf zu Tc gelangt, und 3->2 von Tc zu Tf.
In Stufe 4->3 sorgt die isotherme Natur der Kompression für eine Wärmeübertragung vom Fluid zur heißen Quelle und erfordert die Zufuhr mechanischer Arbeit zum Fluid.
Auf der Stufe 2->1 erfordert die isotherme Natur der Expansion eine Wärmeübertragung von der Kältequelle auf die Flüssigkeit und zwingt die Flüssigkeit dazu, weniger mechanische Arbeit abzugeben, als sie während der Kompression 4->3 erhalten hat, daher die empfängliche Natur des Zyklus.
Die Maschine kann dann entweder als Kühlschrank oder als Wärmepumpe genutzt werden, sofern ihr mechanische Arbeit übertragen wird..

Wenn die Maschine mit einem Regenerator ausgestattet ist, der es dem Fluid ermöglicht, während seiner Erwärmung 4->1 die dort während seiner Abkühlung 3->2 gespeicherte Wärme zurückzugewinnen, entsprechen die thermodynamischen Wirkungsgrade des Zyklus denen von Carnot, genauer gesagt:

Von der Flüssigkeit aus der Kältequelle aufgenommene Wärme
EF = __________________________________
mechanische Arbeit, die auf die Flüssigkeit übertragen wird

EFC = Tf / (Tc – Tf) ist die Kühleffizienz

EFC ist die Effizienz eines idealen Carnot-Kühlschranks.

Von der Flüssigkeit an die heiße Quelle übertragene Wärme
EC = __________________________________
mechanische Arbeit, die auf die Flüssigkeit übertragen wird

ECC = Tc / (Tc – Tf) ist die kalorische Effizienz.

ECC ist Carnots idealer Wärmepumpenwirkungsgrad.

Diese wenigen grundlegenden Hinweise auf die Thermodynamik werden es ermöglichen, die Grenzen der aktuellen Technik der Stirlingmaschinen und die vielfältigen Vorteile der vorliegenden Erfindung besser zu verstehen (1).

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Der Regenerator (RGN) und die Vorsichtsmaßnahmen zur Wärmedämmung