FR2568674A1 - ENERGY GENERATING DEVICE BY THE SIMULTANEOUS EXPLOITATION OF TWO DIFFERENT TEMPERATURE SOURCES ACTING ON A WATERPROOF CAPACITY AND CONDENSING DRIVE. - Google Patents

Abstract

The device is characterized by the combination of a calorific source (1) supplying a volatile fluid of a boiler (2) of which the pressure supplies a compressor (5) which is self-regulated and contained within a case-condenser (16) and connected to an expansion reservoir (8) forming one of the stages of a sealed condensation capacity (10), of which another of the condenser-forming stages is comprised of the wall of a capacity (11, 12) containing the effluence or other products to be subjected, being subjected or having been subjected to a treatment, another evaporator-forming wall for the evacuation of the calories with an admission circuit (6) of condensation (9) and a return circuit (14, 15) to the boiler (2).

Description

Dispositif générateur d'énergie par l'exploitation simultanée de deux sources de températures différentes agissant sur une capacité étanche et motrice de condensation. Energy generating device by the simultaneous exploitation of two different temperature sources acting on a sealed and driving condensing capacity.

Il est destiné à utiliser comme moyen de condensation, l'effet thermique du traitement des eaux ou des masses de fluides statiques ou dynamiques destinées à toutes fins, ainsi que la captation de la chaleur de toute source génératrice de calories, afin de réaliser et de produire une source d'énergie économique à applications multiples. It is intended to use as a means of condensation, the thermal effect of the treatment of water or masses of static or dynamic fluids intended for all purposes, as well as the capture of heat from any source generating calories, in order to achieve and produce an economical energy source for multiple applications.

Il est connu d'utiliser la chaleur, notamment l'énergie solaire sous des formes d ' applications multiples comme les moteurs thermiques, ou thermodynamiques pour créer une énergie disponible et utilisable, mais tous ces dispositifs ont un rendement médiocre et demandent des installations complexes qui malgrè leur coût élevé n'apportent pas un rendement industriellement utilisable découlant généralement de difficultés techniques rencontrées pour la réalisation d 'éléments de condensations perfor mante.  It is known to use heat, in particular solar energy in forms of multiple applications such as heat engines, or thermodynamics to create an available and usable energy, but all these devices have poor performance and require complex installations which despite their high cost do not provide an industrially usable yield generally arising from technical difficulties encountered in the production of efficient condensing elements.

Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvénients. Il permet d'utiliser les apports thermiques des effluents des eaux et autres fluides avant, pendant et après leur traitement pour épuration ou autre, combinés avec une source d'énergie génératrice de calories, comme l'énergie solaire, par l'application d'une capacité étanche de condensation contenant un ensemble compresseur particulièrement adapté à cette fonction par son distributeur et permettant la production d'une énergie économique industriellement et dont l'exploitation peut être différée. The device according to the invention eliminates these drawbacks. It allows the thermal inputs of water effluents and other fluids to be used before, during and after their treatment for purification or other, combined with a calorie-generating energy source, such as solar energy, by the application of a sealed condensing capacity containing a compressor assembly particularly adapted to this function by its distributor and allowing the production of economical energy industrially and the operation of which can be deferred.

Ce dispositif est constitué par la combinaison d'une source chaude, tel un capteur solaire chauffant le fluide moteur contenu dans un bouilleur, d'un compresseur avec moto-distributeur synchronisé, dont le carter formant condenseur, constitue l'étage supérieur d'une capacité de condensation étanche formant différentiel de pression et auto-régulation en fonction de la variation des températures des sources, dont l'étage inférieur est confondu avec au moins une paroi d'une fosse septique ou tout autre dispositif contenant des eaux ou fluides statiques ou dynamiques devant subir, subissant ou ayant subi un traitement d'épuration ou autre procédé, ainsi que tout dispositif contenant une source de refroidissement, et dont les calories pourront être éventuellement réutilisables pour le préchauffage d'un bouilleur ou équivalent à l'aide d'une partie de condenseur formant évaporateur confondu dans au moins une autre paroi de la dite fosse septique ou tout autre dispositif contenant des eaux ou fluides. This device consists of the combination of a hot source, such as a solar collector heating the working fluid contained in a boiler, a compressor with synchronized motor-distributor, the housing forming condenser, constitutes the upper stage of a sealed condensation capacity forming a pressure differential and self-regulation as a function of the variation in the temperatures of the sources, the lower stage of which is merged with at least one wall of a septic tank or any other device containing static waters or fluids or dynamics having to undergo, undergoing or having undergone a purification treatment or other process, as well as any device containing a cooling source, and the calories of which may possibly be reusable for the preheating of a boiler or equivalent using a part of the condenser forming an evaporator combined in at least one other wall of the said septic tank or any other device containing water o u fluids.

Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention
La figure 1 montre vu dans son ensemble le dispositif générateur d'énergie.In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting example, of one of the embodiments of the subject of the invention
Figure 1 shows seen as a whole the energy generating device.

La figure 2 montre le compresseur condenseur avec distribution adaptée à sa fonction, et formant étage supérieur de la capacité de condensation. Figure 2 shows the condenser compressor with distribution adapted to its function, and forming the upper stage of the condensing capacity.

Le capteur solaire 1 est relié au bouilleur 2 par le circuit 3, 4, permettant le chauffage du fluide volatil moteur et son élévation en pression. Ce fluide moteur volatil sous pression à une température donnée par exemple un Fréon R114 à 850 C, donne une pression d'environ 10 bars, est amené au compresseur 5 par la canalisation 6, puis au bas du piston moteur 7 après être passé par le tiroir de distribution 7' en position admission. The solar collector 1 is connected to the boiler 2 by the circuit 3, 4, allowing the heating of the volatile engine fluid and its rise in pressure. This volatile working fluid under pressure at a given temperature, for example a Freon R114 at 850 ° C., gives a pressure of approximately 10 bars, is brought to the compressor 5 by the pipe 6, then to the bottom of the driving piston 7 after having passed through the 7 'distribution slide in intake position.

Cette pression exerce une poussée sur le piston moteur 7 qui se déplace vers son point haut positionnant le tiroir de distribution en position échappement. This pressure exerts a thrust on the engine piston 7 which moves towards its high point positioning the distribution slide in the exhaust position.

Les pistons et tiroir de distribution seront préférentiellement pourvus de segments ou garnitures à dilatation thermique permettant une régulation des frottements et une optimisation des étanchéités en fonction des variations de température des sources et pendant les différentes phases de fonctionnement du compresseur, les éléments constitutifs du compresseur étant montés et assemblés sur une plaque du carter 16' formant ensemble interchangeable par vis et joint d'étanchéité.  The pistons and distribution slide are preferably provided with segments or linings with thermal expansion allowing a regulation of friction and an optimization of sealing according to variations in temperature of the sources and during the different operating phases of the compressor, the constituent elements of the compressor being mounted and assembled on a housing plate 16 'forming an interchangeable assembly by screws and gasket.

Le fluide sous pression, se détend alors brusquement dans le vase d'expansion 8 relié de façon étanche par le conduit 8' au compresseur 5 formant avec celui-ci l'étage supérieur de condensation, puis se condense à une pression inférieure à travers le conduit 9 dans la capacité 10 formant étage inférieur de condensation constituée d'une paroi périphérique structurée d'un épurateur d'effluents 11, 12 constitué dans l'exemple donné par une fosse septique. The pressurized fluid then suddenly expands in the expansion tank 8 tightly connected by the conduit 8 'to the compressor 5 forming with it the upper condensing stage, then condenses at a lower pressure through the conduit 9 in the capacity 10 forming the lower condensation stage consisting of a structured peripheral wall of an effluent purifier 11, 12 constituted in the example given by a septic tank.

Cette paroi formant condenseur subit l'effet thermique des effluents 13 à une température relativement stable autour de 25O C suffisante pour permettre la condensation rapide du fluide volatil moteur par absorption des calories. A cette température, le fluide volatil moteur Fréon R114 est à la pression de 2,5 bars. This condenser forming wall undergoes the thermal effect of the effluents 13 at a relatively stable temperature around 25 ° C. sufficient to allow rapid condensation of the volatile motive fluid by absorption of calories. At this temperature, the volatile Fréon R114 motor fluid is at a pressure of 2.5 bars.

Cette pression est instantanément communiquée à l'étage supérieur constitué du compresseur 5 formant carter condenseur étanche 16 par le conduit d'auto-régulation des pressions 17, du vase d'expansion 8 et conduit 8'. This pressure is instantly communicated to the upper stage consisting of the compressor 5 forming a sealed condenser casing 16 via the pressure self-regulation pipe 17, the expansion tank 8 and pipe 8 '.

Cette pression agit instantanement sur les éléments constitutifs du compresseur, formant différentiel de pression entre les étages de la capacité étanche de condensation. This pressure acts instantly on the components of the compressor, forming a pressure differential between the stages of the sealed condensing capacity.

Le fluide condensé à basse pression retourne au compresseur par la canalisation 14 puis au bouilleur par le conduit 15. The fluid condensed at low pressure returns to the compressor through line 14 and then to the boiler through line 15.

Ce compresseur à utilisations multiples peut comprimer de l'air amené à travers le filtre 18, dans un réservoir de stockage ou accumulateur d'énergie 19. This multipurpose compressor can compress air supplied through the filter 18, into a storage tank or energy accumulator 19.

Cet air comprimé alimente à la demande un compresseur 20 relié à un échangeur 21, destiné par exemple à fournir de l'eau chaude à des fins domestiques à travers un circuit de distribution adapté 22, 23. This compressed air supplies on demand a compressor 20 connected to an exchanger 21, intended for example to supply hot water for domestic purposes through a suitable distribution circuit 22, 23.

Ce ballon de stockage échangeur est relié par le conduit 26 au secteur 25 du condenseur par 1 ' intermédiaire du détendeur 27. This heat exchanger storage tank is connected by the conduit 26 to the sector 25 of the condenser by means of the expansion valve 27.

Ce même secteur ou partie de condenseur est relié par le conduit 24 au compresseur 20.  This same sector or part of the condenser is connected by the conduit 24 to the compressor 20.

Ce circuit constitue un dispositif de pompe à chaleur pouvant produire du chaud et du froid par inversion du cycle frigorifique suivant une technique connue. This circuit constitutes a heat pump device capable of producing hot and cold by reversing the refrigeration cycle according to a known technique.

Dans l'exemple cité préférentiellement ce secteur du condenseur constitue l'évaporateur du dispositif. In the example cited preferentially, this sector of the condenser constitutes the evaporator of the device.

Les calories des effluents sont absorbées au moins partiellement par l'évaporateur 25 puis évacuées à la demande par dispositifs de vannes par le compresseur 20 vers un bouilleur 2 ou ballon de stockage 21 avec condenseur25'. The calories of the effluents are absorbed at least partially by the evaporator 25 then evacuated on demand by valve devices by the compressor 20 to a boiler 2 or storage tank 21 with condenser 25 '.

Toutes autres utilisations de 1' énergie disponible et contenue dans 1' accumulateur 19 sont d ' ailleurs possibles, comme la production du froid, l'irrigation des eaux, l'arrosage par aspersion, le pompage ou autres activités industrielles, sanitaires agroalimentaires, en combinaiSon avec le dispositif générateur d'énergie objet de l'invention, en fonctionnement simultané ou différé avec ce même dispositif générateur d'énergie. All other uses of the energy available and contained in the accumulator 19 are also possible, such as the production of cold, water irrigation, sprinkler spraying, pumping or other industrial activities, agrifood sanitation, combinaiSon with the energy generator device object of the invention, in simultaneous or deferred operation with this same energy generator device.

Ainsi à titre d 'exemple dans un dispositif comportant un procédé d'épuration électrolytique, le secteur 25 formant évaporateur du dispositif pompe à chaleur sera confondu avec au moins une paroi du bac d'électrolyse, contenant les électrodes afin de récupérer les calories produites par l'électrolyse et les évacuer à la demande vers le bouilleur 2 ou ballon de stockage 21 ou autres destinations. Thus by way of example in a device comprising an electrolytic purification process, the sector 25 forming the evaporator of the heat pump device will be merged with at least one wall of the electrolysis tank, containing the electrodes in order to recover the calories produced by electrolysis and evacuate them on demand to the boiler 2 or storage tank 21 or other destinations.

Afin d'exploiter au maximum l'air comprimé un compresseur 20" assurera une pression suffisante pour répondre aux besoins de pompage, de production d'électricité, et asservissements pneumatiques de façon à minimiser la consommation d'électricité et d'obtenir un fonctionnement autonome de la station. In order to exploit the compressed air as much as possible, a 20 "compressor will ensure sufficient pressure to meet the needs of pumping, electricity production, and pneumatic control systems so as to minimize electricity consumption and obtain autonomous operation. from the station.

Une autre application en exemple concerne un dispositif adapté d'épuration des eaux de mer destiné par exemple à la décontamination des coquillages, ce compresseur 20' complémentaire pourra assurer la circulation des eaux entre les différents bacs étant bien entendu que dans ces exemples et conformément à l'invention, une paroi au moins d'un bac contenant les eaux sera confondue avec le condenseur 10 du dispositif général.  Another example application relates to a suitable device for purifying seawater intended for example for decontaminating shellfish, this additional compressor 20 ′ can ensure the circulation of water between the different tanks, it being understood that in these examples and in accordance with the invention, at least one wall of a tank containing the water will be merged with the condenser 10 of the general device.

Dans ce type d'application et pour des populations résidant notamment en zones à électrification difficile, les panneaux solaires pourront être associés et confondus avec la structure porteuse. In this type of application and for populations residing in particular in zones with difficult electrification, the solar panels could be associated and confused with the supporting structure.

Dans un autre exemple concernant un dispositif d'épuration des eaux des piscines, la paroi de condensation 10 formant condenseur pourra s'étendre à une paroi de la piscine au moins avec un secteur 25 pour les applications complémentaires. In another example concerning a device for purifying swimming pool water, the condensing wall 10 forming a condenser may extend to a wall of the swimming pool at least with a sector 25 for complementary applications.

Le dispositif décrit dans la présente invention fonctionnera de façon préféré pour un développement industriel et économique avec un compresseur, fig 2, dont le mouvement du piston moteur 7 est synchronisé d ' une façon parfaite avec le distributeur 7' qui comporte un ensemble basculeur 28 formé par la fourchette 29, la tige guide 30 avec ressort 33 obligeant par l'inter- médiaire d'une biellette 32 et la tige 31, le tiroir 7' à exécuter la totalité de sa course pour assurer la distribution du fluide moteur dans les conduits 6, 8, 9, 17, assurant la fiabilité des positionnements admissions et échappements du tiroir de distribution face aux conduits 6 et 8. The device described in the present invention will preferably operate for industrial and economic development with a compressor, fig 2, the movement of the driving piston 7 of which is perfectly synchronized with the distributor 7 'which comprises a rocker assembly 28 formed by the fork 29, the guide rod 30 with spring 33 forcing, via a link 32 and the rod 31, the slide 7 'to run its entire stroke to ensure the distribution of the working fluid in the conduits 6, 8, 9, 17, ensuring the reliability of the intake and exhaust positioning of the distribution slide facing the conduits 6 and 8.

Pendant la première partie de son déplacement, le basculeur en rotation autour de son axe 34 tend le ressort 33 qui se détend brusquement dans la deuxième partie du déplacement. During the first part of its movement, the rocker in rotation about its axis 34 tightens the spring 33 which suddenly relaxes in the second part of the movement.

Enfin une telle installation ne fonctionne d'une façon industriellement utilisable que par une distribution entraînée par un basculeur 28 actionné par une fourchette 29 subissant le mouvement de doigts positionnés sur la tige du piston moteur assurant un démarrage automatique du compresseur avec des différences de pressions très faibles entre les sources de l'ordre de 3 bars, sans avoir à préchauffer le cylindre du piston moteur. Finally, such an installation operates in an industrially usable manner only by a distribution driven by a rocker 28 actuated by a fork 29 undergoing the movement of fingers positioned on the rod of the driving piston ensuring automatic starting of the compressor with very different pressures. weak between the sources of the order of 3 bars, without having to preheat the cylinder of the engine piston.

Pour des unités productrices d'énergie de grosses capacités et destinées à des populations de plus de 200 habitants ce système sera utilisé pour le démarrage d'un volant d'inertie contenu dans le carter condenseur 16 et dont la rotation provoquant des turbulences facilitera 1 ' auto-régulation des pressions et 1 ' entraînement des divers pistons et éléments constitutifs.  For energy producing units of large capacities and intended for populations of more than 200 inhabitants this system will be used for starting a flywheel contained in the condenser case 16 and whose rotation causing turbulence will facilitate 1 ' self-regulation of pressures and drive of the various pistons and components.

Ce dispositif utilisable pour la climatisation est conçu pour répondre à toute application utilisant la force motrice générée par le compresseur. le fonctionnement nocturne sera assuré par la réserve de pression et de calories contenue dans 2 et 21, complèté éventuellement par une résistance électrique chauffant les bouilleurs ou autres moyens de chauffage. This device, which can be used for air conditioning, is designed to respond to any application using the driving force generated by the compressor. night operation will be ensured by the reserve of pressure and calories contained in 2 and 21, possibly supplemented by an electrical resistance heating the boilers or other heating means.

Toutefois les formes et dispositions des différents éléments, ainsi d'ailleurs que les matières utilisées pour leur fabrication,, pourront varier dans la limite des équivalents, sans changer pour cela, la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite.  However, the shapes and arrangements of the various elements, as well as the materials used for their manufacture, may vary within the limit of equivalents, without changing the general design of the invention which has just been described.

Claims (6)

REVEND ICAT IONSRESELL ICAT IONS 10 Dispositif générateur d'énergie permettant l'utilisation simultanée d'une source d'énergie génératrice de calories telle l'énergie solaire et les effets thermiques des eaux dynamiques ou statiques devant subir ou subissant ou ayant subi un traitement, et dont les calories peuvent être employées comme préchauffage d'un bouilleur par l'application d'un compresseur formant carter condenseur équipé d'un moto-distributeur, formant auto-régulation et constituant avec un vase d'expansion, l'étage supérieur d'une capacité générale étanche et motrice de condensation dont l'étage inférieur est constitué par la double paroi d'une fosse septique ou autres dispositifs contenant des eaux, se cractérisant par la combinaison d'une capteur solaire (1) pouvant être confondu avec les parois structurées des bacs à eau chauffant un fluide volatil contenu dans un bouilleur (2) et dont la pression alimente un compresseur (5) auto-régulé contenu dans un carter condenseur (16) et relié à un vase d'expansion, formant 1' étage supérieur d ' une capacité étanche générale de condensation (10) dont l'étage inférieur formant condenseur est constitué par la double paroi d'une capacité (11, 12) contenant des eaux devant subir, subissant ou ayant subi un traitement, une autre paroi formant évaporateur d'évacuation des calories, avec un circuit d'adduction (6) de condensation (9) et circuit retour (14, 15) au bouilleur (2). 10 Energy generating device allowing the simultaneous use of a calorie generating energy source such as solar energy and the thermal effects of dynamic or static waters having to undergo or undergoing or having undergone a treatment, and whose calories can be used as preheating of a boiler by the application of a compressor forming a condenser housing equipped with a motor-distributor, forming self-regulation and constituting with an expansion vessel, the upper stage of a generally sealed capacity and condensing motor, the lower stage of which consists of the double wall of a septic tank or other devices containing water, characterized by the combination of a solar collector (1) which can be confused with the structured walls of the water heating a volatile fluid contained in a boiler (2) and whose pressure feeds a self-regulating compressor (5) contained in a condenser housing (16) and connected to an expansion tank , forming the upper stage of a general sealed condensing capacity (10), the lower condensing stage of which consists of the double wall of a capacity (11, 12) containing water which must undergo, undergo or have undergone treatment, another wall forming a heat evaporation evaporator, with a condensate supply circuit (6) (9) and return circuit (14, 15) to the boiler (2). 20 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le carter (16) relié de façon étanche au vase (8) par le conduit (8' ),formant étage supérieur du condenseur général (10) contient un compresseur constitué par un basculeur (34) régulé par une tige (30), ressort (33) agissant sur un tiroir (7') par une bielle articulée (32) et tige (31) qui entraîne alternativement vers l'admission (6) et l'évacuation (15) le tiroir de distribution (7') lié mécaniquement à un piston moteur (7) comportant un dispositif de liaison avec un piston compresseur (18') et un volant d'inertie.  20 Device according to Claim 1, characterized in that the casing (16) tightly connected to the vessel (8) by the conduit (8 '), forming the upper stage of the general condenser (10) contains a compressor constituted by a rocker (34) regulated by a rod (30), spring (33) acting on a drawer (7 ') by an articulated connecting rod (32) and rod (31) which alternately drives towards the inlet (6) and the evacuation ( 15) the distribution slide (7 ') mechanically linked to a driving piston (7) comprising a device for connection with a compressor piston (18') and a flywheel. 3 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que les étages inférieur et supérieur (16, 8) et conduit (8') sont reliés de façon étanche et permanente par les conduits (9) et (17) formant auto-régulation des pressions et capacité étanche et motrice de condensation. 3 Device according to claim 1 characterized in that the lower and upper stages (16, 8) and conduit (8 ') are connected in a sealed and permanent manner by the conduits (9) and (17) forming self-regulation of pressures and sealed and driving condensing capacity. 40 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que la paroi (10) d'une fosse septique ou autre dispositif contenant des eaux constituant un condenseur. 40 Device according to claim 1 characterized in that the wall (10) of a septic tank or other device containing water constituting a condenser. 50 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait qu'une paroi formant évaporateur d'évacuation des calories (25) pouvant être confondu avec la paroi d'un bac d'électrolyse est reliée au bouilleur (2) et (21). 50 Device according to Claim 1, characterized in that a wall forming a heat evaporation evaporator (25) which can be merged with the wall of an electrolysis tank is connected to the boiler (2) and (21). 60 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que les panneaux solaires (1) sont confondus avec la structure porteuse des bacs (11, 12). 60 Device according to claim 1 characterized in that the solar panels (1) are merged with the supporting structure of the tanks (11, 12). 70 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le compresseur (5) peut être relié à un filtre à air (18) et à un réservoir d'air comprimé (19) alimentant au moins un compresseur (20) relié à l'échangeur (21) et au bouilleur (2) avec circuits de distribution (22, 23) et boucle fluidique haute pression (26) avec détendeur (27) et condenseur évaporateur (25) lui-même relié directement par le conduit (24) au compresseur (20) alors que l'évaporateur (25) est complémentaire à l'évacuateur (10).  70 Device according to claim 1, characterized in that the compressor (5) can be connected to an air filter (18) and to a compressed air tank (19) supplying at least one compressor (20) connected to the '' exchanger (21) and to the boiler (2) with distribution circuits (22, 23) and high pressure fluid loop (26) with pressure reducer (27) and evaporator condenser (25) itself directly connected by the conduit (24) to the compressor (20) while the evaporator (25) is complementary to the evacuator (10).