Moteurs spéciaux, brevets, réduction de consommation de carburantStirling à came

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Téach
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Stirling à came

Message non lupar Téach » 14/09/20, 13:19

Bjr tout le monde,
je poste cette recherche sommaire relative à un Striling fonctionnant avec cames, sans savoir dans quelle catégorie alpha/béta/gamma la classer...

stirling.jpg

La source chaude est constituée de 2 faces à ailettes (rouge vif+rouge), le piston mobile de 2 faces à ailettes (rose, bleu clair) séparées par un isolant, enfin la source froide de 2 faces à ailettes (bleu et bleu outremer). La source froide est percée pour laisser passer les tiges mues par la came du piston. Je n'ai dessiné que 2 tiges et une came à 2x180° mais idéalement il en faudrait 3 et une came à géométrie tripe 3x120°...

Le cycle théorique de Stirling est caractérisé par un chauffage isochore, une détente isotherme, un refroidissement isochore et enfin une compression isotherme. L'avantage des cames est de pouvoir gérer indépendamment le déplacement des pistons, et du coup de respecter les 4 moments du cycle, en minimisant les phases intermédiaires du cycle réel.

L'adoption de pistons ayant une grande surface d'échange et de contact permet d'optimiser le transfert des échanges thermiques entre source chaude et piston 'chaud' et source froide et piston 'froid', et entre eux et le gaz. Le volume mort est quasiment nul.

Le transfert de gaz entre les zones chaude et froide se fait par des perçages multiples à travers le piston (pour minimiser la vitesse/perte de charge dans les perçages) et la zone isolante qui sépare ses faces chaude et froide.
Il faut aussi noter qu'il n'y a pas de régénérateur : si le volume mort est très faible devant le volume utile, le régénérateur devient inutile.

Ici par facilité la chemise n'est pas visible, la source chaude est immobile, la source froide se déplace, le piston à double face se déplace aussi de manière plus importante, selon le taux de compression envisagé.

En clair, le déplacement du piston et de la source froide se fait ainsi (désolé une vidéo aurait été mieux, mais je n'ai pas trouvé le moyen de l'inclure) :
- chauffage isochore : le piston et la source froide sont immobiles en position intermédiaire, le piston froid se refroidit au contact de la source froide, le gaz est dans volume haut, chauffé entre les ailettes ;
- détente isotherme : le piston et la source froide descendent en même temps, le volume froid reste nul ;
- transfert isochore : le piston est remonté au contact de la source chaude, entraînant le transfert du gaz vers la zone froide, la source froide reste immobile ;
- refroidissement isochore : le piston et la source froide sont immobiles, le gaz se refroidit au contact des ailettes froides ;
- compression isotherme : la source froide remonte, le piston reste au contact de la source chaude ;
- transfert isochore : le piston descend au contact de la source froide qui reste immobile, le gaz passe dans la zone chaude.

L'énergie mécanique est récupérée par un volant d'inertie solidaire des cames.
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