Motor térmico sin combustión de ciclo rotativo de fluido condensable en circuito cerrado alimentado por la energía de una diferencia de temperatura.

Motor térmico sin combustión de ciclo rotativo de fluido condensable en circuito cerrado alimentado por la energía de una diferencia de temperatura.



El sistema es un motor rotatorio basado en el calentamiento y enfriamiento de un fluido inmerso en un circuito cerrado, donde la zona caliente del motor en la cual se aporta calor hace que el gas aumente la presión y tienda a expandirse atravesando para ello una zona de álabes rotatorios. Una vez expandido se enfría en una zona con disipadores y otra zona de álabes rotatorios unidos al mismo eje de expansión lo vuelve a comprimir para llevarlo a su situación inicial.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400236.

Solicitante: VILLA, Jesús Miguel.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: VILLA,Jesús Miguel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01K11/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01K PLANTAS MOTRICES A VAPOR; ACUMULADORES DE VAPOR; PLANTAS MOTRICES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; MOTORES QUE UTILIZAN CICLOS O FLUIDOS DE TRABAJO ESPECIALES (plantas de turbinas de gas o de propulsión a reacción F02; producción de vapor F22; plantas de energía nuclear, disposición de motores en ellas G21D). › F01K 11/00 Plantas motrices a vapor caracterizadas por motores que forman cuerpo con las calderas o los condensadores. › siendo los motores turbinas.
  • F02C1/10 F […] › F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02C PLANTAS MOTRICES DE TURBINAS DE GAS; TOMAS DE AIRE PARA PLANTAS DE PROPULSION A REACCION; CONTROL DE LA ALIMENTACION DE COMBUSTIBLE EN PLANTAS DE PROPULSION A REACCION QUE CONSUMEN AIRE (estructura de turbinas F01D; plantas de propulsión a reacción F02K; estructura de compresores o ventiladores F04; aparatos de combustión en los que la combustión tiene lugar en un lecho fluidizado de combustible u otras partículas F23C 10/00; elaboración de productos de combustión a alta presión o gran velocidad F23R; utilización de turbinas de gas en plantas de refrigeración por compresión F25B 11/00; utilización de turbinas de gas en vehículos, véanse las clases apropiadas relativas a vehículos). › F02C 1/00 Plantas motrices de turbinas de gas caracterizadas por la utilización de gases calientes o gases presurizados no calentados, como fluido energético (caracterizadas por la utilización de productos de combustión F02C 3/00, F02C 5/00). › Ciclos cerrados.
  • F03G6/00 F […] › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03G MOTORES DE RESORTES, DE PESOS, DE INERCIA O ANALOGOS; DISPOSITIVOS O MECANISMOS QUE PRODUCEN UNA POTENCIA MECANICA, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR O QUE UTILIZAN UNA FUENTE DE ENERGIA NO PREVISTA EN OTRO LUGAR (disposiciones relativas a la alimentación de energía obtenida a partir de fuerzas de la naturaleza en los vehículos B60K 16/00; propulsión eléctrica de los vehículos por fuente de energía obtenida a partir de fuerzas de la naturaleza B60L 8/00). › Dispositivos productores de potencia mecánica a partir de energía solar (hornos solares F24).
Motor térmico sin combustión de ciclo rotativo de fluido condensable en circuito cerrado alimentado por la energía de una diferencia de temperatura.

Descripción:

Motor térmico sin combustión de ciclo rotativo de fluido condensable en circuito cerrado alimentado por la energía de una diferencia de temperatura.

Objeto de la invención

El objeto de la invención es aprovechar solo una diferencia de temperatura externa al motor para realizar un trabajo. De esta forma el calor residual de cualquier operación, o el calor del sol, puede ser aprovechado con mayor eficiencia. Teniendo en cuenta que 10 concentrar rayos solares es relativamente fácil, solo es necesario encontrar una diferencia de temperaturas para que el rotor gire y realice un trabajo.

De esta forma se simplificaría el hecho de que cualquier persona pueda usar una diferencia de temperatura para conseguir energía, sin pasar por las dificultades de 15 calderas de vapor, o combustión.

Otro uso seria el aprovechar los ciclos de calor y frío a conveniencia, como bomba de calor en una vivienda.

Antecedentes de la invención

La máquina de vapor fue la primera máquina que usaba el calor externo para realizar un trabajo. Actualmente se usan turbinas para realizar trabajos a través de vapor de agua o de combustión de gas. Existe un motor térmico sin combustión interna, Stirling, que usa 25 un movimiento alterno sin embargo usa fluidos no condensables. La presente memoria explica el funcionamiento de un motor térmico de ciclo rotativo movido por fluido que puede ser condensable y que aprovecha solo la energía de una diferencia de temperatura.

El rendimiento de un motor térmico ideal según Sadi Carnot se basa en la diferencia entre temperaturas. Por lo tanto mientras mayor sea la diferencia de temperatura aportada mayor será el rendimiento.

El hecho de que existan gases incombustibles y condensables que modifican 35 notablemente su presión ante una mínima diferencia de temperatura, hace posible este motor. Un ejemplo de estos gases, es cualquier gas frigorígeno no combustible, aunque también el aire.

Descripción de la invención 40

El motor consta de dos partes principales, una donde se calienta el fluido y otra donde se enfría.

En la parte caliente la fuente de energía se aporta en forma de calor a una cámara que 45 rodea la parte de expansión del motor. El fluido es introducido dentro del motor, y al calentarse va desplazando los álabes en dirección a la zona de menor presión, como si de una turbina se tratase. Solo que esta turbina, succiona fluido y lo calienta dentro de si misma, a través de sus paredes o del estator. Por lo que crea un movimiento rotatorio en el eje de los álabes. Una vez recorrido los álabes necesarios el fluido expandido y 50 caliente pasa a la zona de enfriamiento donde otros álabes en zona fría lo van succionando y comprimiendo para tras enfriarse volver a entrar de nuevo en la zona de calentamiento. Estos álabes de compresión usan el movimiento del rotor para volver a comprimir el fluido, y es necesario enfriar para absorber el calor de la compresión. De esta forma los álabes en la zona de expansión aportan un trabajo sobre el rotor que gira, y parte de este trabajo es aprovechado en la zona fría para volverlo a introducir 5 comprimido. El resto del trabajo es aprovechable, descontando rozamientos. Por eso se cumple que mientras mayor sea la diferencia de temperatura entre la zona fría y caliente del motor, mayor rendimiento se obtiene.

Descripción de una forma de realización preferida 10

Tenemos una especie de turbina y en su exterior esta rodeada de una cámara (2) donde hacemos circular aceite térmico caliente procedente de un colector solar o de calor residual. El fluido de trabajo sería gas frigorígeno no combustible a presión. El fluido estaría antes de entrar en el motor en estado líquido, y al entrar en el motor (1) pasaría a 15 estado gaseoso y calentándose. El aumento de presión por el calor suministrado hace que el gas circule hacia una zona de menor presión para expandirse. Para llegar a esa zona debe atravesar todos los álabes (3) que sean necesarios, según la diferencia de temperatura prevista. Y también atraviesa todos los estators o paredes de la turbina donde se suministra calor. De esta forma los álabes le imprimen al rotor un movimiento 20 giratorio.

Una vez pasado los álabes de expansión el gas pasa a una cámara donde se retira el aporte de calor, por lo tanto se enfría al aire ambiente. Dependiendo del calor aplicado esta cámara será más o menos grande o será necesario introducir los disipadores (4) de 25 calor necesarios.

Después de ésta cámara el mismo rotor mueve otros álabes (5) que comprimen el gas de nuevo para volverlo a introducir en un tubo en estado liquido (6) . Esta sería la zona de compresión, donde es importante aplicar la temperatura mas fría, para retirar también el 30 calor de la compresión del gas.

Es interesante disponer de un depósito (7) para acumular fluido condensado a baja temperatura. Tanto para la continuidad de trabajo del motor, como para depositar lubricantes, así como para disponer de gas para enfriar para uso directo. 35

Explicación de los dibujos

Se trata de una sección del motor.


 


Reivindicaciones:

1. Sistemas de motor térmico sin combustión de ciclo rotativo de fluido condensable en circuito cerrado alimentado por la energía de una diferencia de temperatura caracterizado por una cámara (2) donde se aporta el calor en forma de fluido a alta 5 temperatura, un punto (1) donde se introduce otro fluido condensable a presión que atraviesa una zona caliente de álabes (3) que está unida a una zona de expansión del gas dotada de disipadores de calor (4) , al terminar la zona de expansión y enfriamiento, otra zona de álabes (5) invertidos con respecto a la anterior va disminuyendo el diámetro hasta un tubo de salida que se une con el inicio y está dotado de disipadores de calor (4) 10 y un depósito acumulador (7) .


 

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