MX2010008098A

MX2010008098A - Bomba de fluido para motor térmico, motor térmico, sistema térmico y metodo.

Info

Publication number: MX2010008098A
Application number: MX2010008098A
Authority: MX
Inventors: Barry Woods Johnston
Original assignee: Barry Woods Johnston
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2010-12-21
Also published as: AU2009206314A1; BRPI0907401A2; CA2712734A1; EP2252767A1; CN101978134A; JP2011510226A; WO2009094559A1

Abstract

En un sistema térmico, el fluido de baja presión se regresa a una fuente de fluido de afta presión a través de un balance de presiones o fuerzas internas que equilibra la resistencia al flujo del fluido de trabajo que es bombeado a partir de la baja presión a la alta presión.

Description

La FIGURA 6 es una vista en sección transversal simplificada de un mecanisrno de válvula/puerto de acuerdo con una modalidad adicional. ¡ La FIGURA 7 es una vista en sección transversal simplificada de dej un | sistema térmico de acuerdo con una modalidad adicional. j I ' Las FIGURAS 8A-8B son vistas en sección transversal simplificadasj de Ibómbas de fluido de acuerdo con modalidades adicionales; la FIGURA 8C es una vista en perspectiva esquemática de la estructura de un pistón de bomba/elemento desviador mostrado en la FIGURA 8B; y la FIGURA 8D incluye vistas lateral j y ¡superior esquemáticas de una modalidad en la cual se combinan dos motores Wankel. j La FIGURA 9A es una vista en sección transversal simplificada dej un| sistema I ' térmico de acuerdo con una modalidad adicional, la FIGURA 9B incluye ; ¡vistas simplificadas de un mecanismo de sujetador en la FIGURA 9A a través dé numerosas etapas durante un ciclo del sistema.

La FIGURA 10 incluye vistas en sección transversal simplificadas de un regulador de condiciones variables de acuerdo con una modalidad.

Las FIGURAS 1 1 -12 son vistas en sección transversal simpNficádás de estabilizadores de regulador variable de acuerdo con una o más modalidades.j Las FIGURAS 13A- 3B son vistas en sección transversal simplificadas cié (varios motores Kockums adaptados de acuerdo con una o más modalidades.

La FIGURA 14 describe una válvula divisora giratoria para uso cori uria ' p más modalidades.

La FIGURA 15 describe una aplicación particular de un motor térmic.o a potencia combinado (CHP) altamente eficiente de acuerdo con una o más modalidades DESCRIPCION DETALLADA En la siguiente descripción detallada, para fines de explicación, sej eslablecen numeroso detalles específicos para proporcionar un entendimiento comp ete de las modalidades específicamente descritas. Sin embargo, será evidente que se pueden practicar una o más modalidades sin estos detalles específicos. En otros casos, estructuras y dispositivos bien conocidos se muestran de manera esquemática a fin de simplificar el dibujo. I ; 'I ! ¦ i ¡ La FIGURA 1 es un diagrama esquemático de un sistema térmico 1000 a cual se hará referencia a continuación en la presente como motor Soony 1000.

El motor Soony 1000 en una modalidad comprende un motor térmico 400, un intercambiador térmico 500, un intercambiador de enfriamiento 600, and una I b 1omba de fluido 700.

El intercambiador térmico 500 en una modalidad incluye una caldera lá cual jes un recipiente cerrado en el cual se calentó un fluido de trabajo. El fluido de trabajo, en una modalidad, es calentado bajo presión. El vapor o vapor de agua del fluido de trabajo calentado, el cual se encuentra ahora en un estado de alta presión, es circulado entonces fuera del intercambiador térmico 500 para uso en el cilindro de motor 400. La fuente de calor (no mostrada) para el intercambiador térmico 500 en una modalidad f uéde1 ser la combustión de cualquier tipo de combustibles fósiles tales como madera, ¿¡arbón, petróleo, gas natural. En una modalidad adicional, la fuente de calor puede sen también solar, eléctrica, nuclear (por ejemplo, desechos nucleares de grado inferior)j o similares.

¡ | La fuente de calor puede ser además el calor rechazado desde otros procesos ta es como escapes de automóvil o chimeneas de fábricas, etcétera. { i : El fluido de trabajo puede ser cualquier tipo de fluido de trabajo que sea uti izable 101 para transferir el trabajo generado por el motor térmico 400 hacia el extériór| durante la carrera descendente y para impulsar el pistón de potencia 103 para descargar el fluido de trabajo procesado en la carrera ascendente, y el trabajo negativo j dü 'ante la compresión como se describirá a continuación en la presente en ciertas modalidades.

Los ejemplos de cilindro de motor 400 incluyen, aunque no se limita v a, los motores de flujo unidireccional con multi-cilindro descritos en las patentes y solicitudes listadas al inicio de esta especificación, en especial las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,806,403 y 6,505,538. i i La bomba de fluido 700 está provista para mover el fluido de trabajo procesado en un estado de baja presión de regreso al intercambiador térmico 500 que se encuentra en el estado de alta presión. En ciertas modalidades, la bomba de fluido 700 permite ,que el fluido de trabajo expandido sea regresado hacia el intercambiador térmico) 500 sin un cambio de fase vapor-líquido. La bomba de fluido 700 incluye una cámara dej bo nba 701 dividida en dos sub-cámaras de bomba 1 14 y 1 12 por medio de un pistón de bomba desplazable 1 13. El pistón de bomba 1 13 es operativa y controlablemente impulsado por el pistón de potencia 103 del motor térmico 400 a través del conector 800 que permi e que el pistón de bomba 1 13 siga al pistón de potencia 103 durante un cierto período (por ejemplo, la carrera ascendente) y para ser independiente del pistón de potencia 103 durante otro período (por ejemplo, la carrera descendente) de un ciclo de Mótor' oony 1000. El pistón de bomba 1 13 es desviado adicionalmente por medio de uni elé'mento desviador 709. En ciertas modalidades, el elemento desviador 709 comprende u n ¡resorte que jala el pistón de bomba 1 13 en una dirección que reduce al mínimo el v†lumerj) de la segunda sub-cámara de bomba 112. Otras configuraciones de elemento desviador 709, tales como cilindros de aire o cualquier clase de activadores que puedan fo 'zar a la bomba de fluido al cierre en el momento adecuado como se describe a continuáción en la presente, se utilizan en una o más modalidades.

La pr,mera sub-ca.ara de bo.ba , 14 es comun¡cab,e con ,a camaja de pistón 104 del motor térmico 400 a través de la conexión 123 y definen una I cámara de i i i l l expansión en la carrera descendente del pistón de potencia 103 así como una cámara de I desplazamiento de bomba en la carrera ascendente del pistón de potencia 103. í:l ¡puerto de escape 122 en una modalidad está provisto en la primera sub-cámara dej bomba 1 14 para comunicación de fluido entre el intercambiador de enfriamiento 600 y la ( rimera sub-cámara de bomba 1 14. Sin embargo, no se excluyen otras disposiciones. Por' ejemplo, se proporcionan uno o más puertos de escape 122 en modalidades adicionales e in l 'a p ir!imera I | sub-cámara de bomba 1 14 y/o cámara de pistón 104 y/o conexión 123. De igual manera, se proporcionan uno o más puertos de entrada 121 en ciertas modalidades en la primera sub-cámara de bomba 1 14 y/o cámara de pistón 104 y/o conexión 123. La primera sub-cámara tiene funciones duales de una cámara de expansión y una j cámara de desplazamiento de bomba, como se describirá más adelante en la presente ß ? Iciertas modalidades, y puede ser referido en la descripción de la presente como "cámara de expansión" (de manera colectiva con la cámara de pistón) o como "cámára de desplazamiento de pistón".

La segunda sub-cámara de bomba 1 12 es comunicable con el intercám iador térmico 500 a través de un puerto de salida de bomba 124 y el intercam ia'dor de enfriamiento 600 a través de un puerto de entrada de bomba 125. Se proporcionan uno o más elementos de control, tales como válvulas de retención, en uno o más puertas 121 , 122, 124, 125 para abrir y cerrar de manera controlable los respectivos puertos durante la operación del motor Soony 1000. Se proporciona también, en modalidades adicionales, un mecanismo de control de válvula/puerto (no mostrado) para controlar la | apertura y/o cierre de uno o más puertos 121 , 122, 124, 125. La segunda sub-cámara de |bomba I puede ser referida en la descripción de la presente como una "bomba". La "bomba es cerrada o apagada" cuando la segunda sub-cámara de bomba está en o cerca ¡ de su volumen mínimo (cero en ciertas modalidades) después de una acción de bombeo como se describirá a continuación en la presente en una o más modalidades. La ' bomba está llena" cuando la segunda sub-cámara de bomba está en o cerca de su volumen máximo (el volumen completo de la cámara de la bomba en ciertas modalidades) justo anles de una acción de bombeo como se describirá a continuación en la presente en una o más modalidades.

Se describirá ahora un ciclo operativo del motor Soony 1000 con referejicija a la FIGURA 2 la cual incluye múltiples vistas similares a la FIGURA 1 que ilustraij numerosas etapas durante la operación del motor Soony 1000. Los únicos números de referencia que son necesarios para la descripción de una etapa particular se muestran en la IGUFjA 2.

Para comprender la operación del motor, se mencionarán tres aspectos del c cío: 1 ) la naturaleza de la salida de trabajo positive que se presenta en una cámara de expansión 107 (ilustrada en la Etapa 1 de la FIGURA 2) que comprénde la cámara de pistón 104 y la primera sub-cámara de bomba 1 14 las cuales están ¡Lendo expandidas juntas durante la carrera descendente del pistón de potencia 103; 2) la naturaleza del anti-trabajo que es ocasionado por la récpmpjresión que ocurre en una cámara expandida de enfriamiento 100 (¡lustrada en la Etapa 7 de la FIGURA 2) que comprende la cámara de pistón 104 (que funciona ahora como una cámara de compresión), primera sub-cámara de bomba 1 14 (que funciona 'ahora! como una cámara de desplazamiento de bomba) 1 14, cámara de enfriamiento 0 del intercambiador de enfriamiento 600, y segunda sub-cámara de bomba 1 12 qué están siendo enfriadas y comprimidas de manera simultánea durante la carrera descendente del pistón de potencia 103; y 3) el equilibrio efectivo de salida de trabajo debido al diferencial de presión entre la expansión 1 ) y la comprensión 2). j I El trabajo positive 1 ) del motor 1000 se crea mediante la expansión del fluido de trabajo calentado a alta presión hacia un colector de escape de baja presión (por ejemplo, el intercambiador de enfriamiento 600). ¡ El trabajo negativo 2) en la cámara expandida de enfriamiento 100 és el trabajo impuesto sobre el fluido de trabajo durante la comprensión y enfriamiento. Laj contracción del fluido de trabajo es ocasionada tanto por la compresión como por la alteración del calor mientras está pasando a través de la cámara de enfriamiento 110 del intercanrjibiador de enfriamiento 600.

El trabajo 3) en particular es creado por el trabajo o el diferencial de presión que ocurre entre el volumen de expansión en la cámara de expansión 107 y el vohmen de contracción de la cámara expandida de enfriamiento 100 a medida que el pistón de potencia 103 se desplaza entre el Punto muerto superior (TDC) y el Punto m ertp ¡inferior (BDC).

Etapa 1 La Etapa 1 muestra el motor Soony 1000 justo antes de la acción de b'ombeo. En o cerca del TDC, por ejemplo, en o al final de la carrera ascendente del pistón de potencia 103, el fluido de trabajo calentado alta presión a partir del intercambiador térmicO| 500 es inyectado dentro del volumen mínimo de la cámara de expansión 107 a travesi c ei puerto de entrada 121 que es brevemente abierto (para las Etapas 1 y 2). De manera específica, el fluido de trabajo en el intercambiador térmico 500 es accesado tanto para ja cámara de pistón 104 como para la primera sub-cámara de bomba 1 14 a través del puerto de ciertas modalidades, el conector 800 esté deshabilitado en o ligeramente antes de la apertura del puerto de entrada 121. Después de que el conector 800 ha sido liberado, el pistón de bomba 1 13 está sujeto sólo a la acción de desviación del elemento desviador 709 el cual fuerza al pistón de bomba 1 13 hacia una posición de bomba cerrada como se muestra en la Etapa 2 en la FIGURA 2. El fluido de trabajo enfriado y comprimido en la segunda sub-cámara de bomba 1 12 es bombeado por el pistón de bomba l jl3, a ravés del puerto de salida de bomba 124 el cual ahora está abierto, de regresó dentro del intercambiador térmico 500. Ya que las presiones son ecualizadas por la presencia del fluido de trabajo calentado en ambos lados del pistón de bomba 1 13, sólo se Requere una pequeña cantidad de energía para que el elemento desviador 709 bombee la! caiga de la bomba de regreso dentro del intercambiador térmico 500. El pistón de bomba 1113 es detenido en la posición e bomba cerrada como se muestra en la Etapa 2 en lá FIGURA 2.

La presencia del pistón de bomba 1 13 en o cerca de la posición de bomba cérradá cierra el puerto de salida de bomba 124, ya sea por medio del cuerpo del pistón de bomba 1 13 o a través del mecanismo de control de válvula/puerto antes mencionado. El volumen de la segunda sub-cámara de bomba 1 12 en la posición de bomba cerrada en Iciertas modalidades será tan cercano a cero como sea posible. En la cámara de expansión 107, el fluido de trabajo calentado empieza a expandirse y mover el pistón de potencia 103 hacia el BDC.

Etapa 3 La Etapa 3 muestra el Motor Soony 1000 en una etapa inicial en lá carrera de expansión (descendente). El puerto de entrada 121 ha sido cerrado de manera que la expansión se presenta en aislamiento dentro de la cámara de expansión 107! M En la ! Etapa 3, cámara de expansión 107, que incluye la cámara de pistón 104 y la primera' sub-cámara de bomba 1 14, es cerrada tanto desde el intercambiador térmico 500 como desde el intercambiador de enfriamiento 600. El pistón de potencia 103 inicia carrera descendente permitiendo que el fluido de trabajo se expanda de manera adiabática. La carrera descendente del pistón de bomba 1 13 genera trabajo que es emitido hacia el mecanismo de salida 101 a través de un eje de pistón de potencia 141 . E j l pistón de i bomba 1 13 es mantenido por el elemento desviador 709 en la posición de bomba cerrada.

Etapa 4 La Etapa 4 muestra el Motor Soony 1000 cerca de la terminación de la carrera de expansión (descendente). El fluido de trabajo en la cámara de expansión 107 ¡continúa expandiéndose hacia el BDC, en aislamiento desde el intercambiador térmico ¡500 y el intercambiador de enfriamiento 600. ! Etapa 5 La Etapa 5 muestra el Motor Soony 1000 al final de carrera dé expansión (descendente) y, por tanto, el inicio de la carrera de comprensión (ascendente). La cámara de pistón 104 y la primera sub-cámara de bomba 1 14 están siendo convertidas de una cámara de expansión a una cámara de compresión. El eje de pistón de potencia 141 está siendo convertido de (a) transferir trabajo positive desde la expansión i jde 'l flu ?ido de trabajo hacia el exterior a (b) transferir trabajo negativo desde el exterior para impulsar la compresión subsecuente del fluido de trabajo procesado. El pistón de potenci a 103 ha completado su carrera descendente y ha alcanzado el BDC. El puerto de escape ¡122 es abierto para el intercambiador de enfriamiento 600. La cámara de pistón 104 y la primera sub-cámara de bomba 1 14 se convierten ahora a una cámara de compresió y una cámara de desplazamiento de bomba, respectivamente, de modo que el fluidp do trabajo puede ser forzado dentro del intercambiador de enfriamiento 600. La carrera descerdente de salida de energía se mueve hacia la carrera ascendente de compresión en jpreparación para la compresión de la Etapa 6.

Etapa 6 La Etapa 6 muestra el Motor Soony 1000 en una etapa inicial de lá carrera de compresión (ascendente). El conector 800 es reactivado para conectar el pistón de potencia 103 y el pistón de bomba 1 13. Por lo tanto, el pistón de bomba 1 lj3 se mueve desde la posición de bomba cerrada con el pistón de potencia 103 durante la carrera ascendente anterior. Se observará que, durante cada ciclo, en el BDC, laj cámara de expansión 107 cambia de modo para convertirse en la cámara expandida de enfriamiento 100 (mejor ilustrada en la Etapa 7 de la FIGURA 2) con el fluido de trabajo consumido que es comprimido ahora y enfriado de modo simultáneo. La carrera ascendente de entrada de compresión, la cual ocasiona anti-trabajo (por medio de un eje de pistónj dé potencia 141 ) desde la salida de motor (que funciona ahora como una unidad de compresión), toma el fluido de trabajo consumido en la cámara de pistón 104 (que funcional ahora como una cámara de compresión) 104 y la primera sub-cámara de bomba 1 14 (que funciona ahora como una cámara de desplazamiento de bomba) e inicia la compresión. El puerto de escape 122 y el puerto de entrada de bomba 125 se abren, dando acceso ál fluido de trabajo consumido recomprimido desde la cámara de desplazamiento de | bomba 1 14 dentro del intercambiador de enfriamiento 600. Después, el fluido de trabajo e'nfriado y de entrada de bomba 125, se reduce ligeramente, por ejemplo, hasta aproximadamente 306 psi como en el ejemplo descrito a continuación en la presente, debido j al volumen incrementado agregado de la segunda sub-cámara de bomba 1 12. La presión en la segunda sub-cámara de bomba 1 12 durante la etapa inicial de la carrera de compresión es superior a aquella en la primera sub-cámara de bomba 1 14, y ayuda en la japertura de la bomba, es decir, facilita el movimiento ascendente del pistón de bomba 1 Í13 hacia su TDC. Por esta razón, en ciertas modalidades, no es necesario habilitar de inmediato el conector 800 al inicio de la carrera de compresión, permitiendo que el pistón ! ' ¡ 1 j d !e bomba 1 13 "flote" hacia su TDC bajo el diferencial de presión entre la segunda sub-cámara de bomba 1 12 y la primera sub-cámara de bomba 1 14 hasta que las presiones en| lájs dos sub-cámaras de bomba son ecualizadas.

Una vez que ocurre la ecualización de presión entre la primera sub-cámara de bomba 1 14 y la segunda sub-cámara de bomba 1 12, el pistón de bomba 1 13 es movido de manera forzada por el pistón de potencia 103, a través del conector ahora habilitado 800, hacia el TDC comprimiendo así de forma adicional el fluido de trabajo procesado en la cámara de pistón 104 y la primera sub-cámara de bomba 1 14. Cuando iJ presión del fluido de trabajo procesado y comprimido en la primera sub-cámara de bomba 1 1 ¡4 y la cámara de pistón 104 alcanza la presión de apertura de la válvula de retención en el puerto de escape 122, el puerto de escape 122 es abierto y el fluidOj de jrabajo comprimido es empujado dentro de la cámara de enfriamiento 1 10, volviendo! a elevar de esta manera la presión en la cámara de enfriamiento 1 10 y la segunda su¿ !-c :a !m i,alra de bomba 1 12 hasta el nivel deseado, por ejemplo, desde 306 hasta 373 psi como en el Ejemplo descrito a continuación en la presente. El fluido de trabajo comprimido empujado por el pistón de potencia 103 y el pistón de bomba 1 13 dentro de la | cámara de enfriamiento 1 10 es enfriado por el refrigerante del intercambiador de enfriamiento 600 hasta una entropía inferior. El fluido de trabajo enfriado y comprimido es movido de modo i , subsecuente dentro de la segunda sub-cámara de bomba 1 12. | Las modalidades que proporcionan tanto una cámara de enfriamiento ¡del gran volumen 1 10 y mantienen la presión en esa cámara de enfriamiento gratjide 0 en verificación evitarán que tanto (a) la turbulencia entre la cámara de enfriamiento 10 y la cámara de expansión 107, como (b) el fluido de trabajo en la segunda subj-camara de bomba 112 sean comprimidos sin la remoción de su calor. La retención de la cámara de enfriamiento 1 10 y la segunda sub-cámara de bomba 1 12 en la presión c !.erc ' a ina I a la media en ciertas modalidades estabilizará la presión en la segunda sub-cámar|a de bjomba 1 12 lo cual mejorará la capacidad de absorción de calor durante la fase de compresión del fluido de trabajo en la cámara de compresión general durante la carrera ascendente.

Obsérvese que la ecualización de presión inferior en la bomba de fluido 700i en la etapa inicial de la carrera ascendente ayudará en la abertura de la bomba de fluido 700| justo como la ecualización de presión superior en la bomba de fluido 700 ayudará al! cierre rápido de la bomba de fluido 700 en el TDC.

En una o más modalidades, la acción de bombeo descrita en las Etapas 1 y 2 intercambia un volumen del fluido de trabajo enfriado y comprimido en la segunda sub-cámara de bomba 1 12 (Etapa 1 ) para el mismo volumen del fluido de trabajo calentado en la primera sub-cámara de bomba 1 14 (Etapa 2). En dichas modalidades, el Motor Soony 1000 intercambia volúmenes a una velocidad mucho mayor que lo que pue ¡de ;' h !a icler un motor Stirling común para intercambiar calor. Para un motor Stirling común, ¡ !el ¡¦ in íe lvlitable retraso en este proceso de intercambio térmico es la razón que el motor St 1irli -ng i ?omún sufra una pérdida de eficiencia térmica de aproximadamente 30%. De manera éspecífica, el motor Stirling común pierde la salida de trabajo debido a que el fluido de trabajo está absorbiendo calor durante la carrera de trabajo de manera que parte de la salida de trabajo ocurre antes de que el fluido de trabajo esté completamente calentado. Por tanto, el intercambio de volumen en una o más modalidades del Motor Soony 100Ó puede ser más deliberado y rápido que el intercambio térmico en el motor Stirling común.

En un aspecto, a diferencia del motor Stirling común, el Motor Soony ¡1000 de acuerdo con una o más modalidades cicla su volumen del fluido de trabajo (desde la segunda sub-cámara de bomba 1 12) de manera que puede ser completamente calentado antes de ser inyectado de regreso dentro del cilindro de trabajo del motor terrr ic'o 400.

Esto permite que el fluido de trabajo logre su potencial de salida de trabajo cpmpleto. De igual manera, el fluido de trabajo es completamente enfriado en una o más rjnodalidades durante la fase de compresión del ciclo. Por lo tanto, el Motor Soony 1000 e† unaip más modalidades proporción todo el alcance de la clase Carnot, que utiliza parte 6 la mayoría del 30% de pérdida de eficiencia sufrida desechada por el motor Stirling común.

En una o más modalidades, el 30% de pérdida de eficiencia del motor Stirling común puede ser recobrado por medio de (a) rápida acción de cierre de la bomba de fluido 700 y/o (b) pérdida insignificante debida a la preparación del elemenjo desviador 709. La primera, es decir, la acción de cerrado rápido de la bomba de fluido 700, sej Duede lograr debido a que la ecualización de las presiones en lados opuestos del pistón de bomba 1 13 permite la fuerza de desviación para que la acción de bombeo actúe con poca pérdida de potencia. El Motor Soony 1000 en una o más modalidades no fuerza! al, fluido de trabajo a circular, aunque se lo permite. En un ambiente de presión equilibrada, el elemento desviador 709 ocasiona en realizad el cierre (Etapa 2, FIGURA 2) cJe' la bomba de fluido 700. La fuerza del elemento desviador 709 cargada y almacenada (Etápa 1 , FIGURA 2) hasta el momento de oportunidad en TDC cuando ocurre la ecualización, permitiendo la rápida acción de cierre de bomba. La bomba de fluido 700 se abre, !en una Í | o más modalidades, también bajo condiciones de presión equilibrada (Etapas 6-8, FIGÜRA 2) por medio del conector 800 el cual prepara el elemento desviador 709 en preparación para el momento de oportunidad en TDC. Esto último, es decir, la pérdida debida a la preparación del elemento desviador 709, es insignificantej en ciertas modalidades, por ejemplo, 4.5-5%, en comparación con el 30% de pérdida de eficiencia del motor Stirling común, y aún la fuerza del elemento desviador 709 es suficientemente intensa para mover el pistón de bomba 1 13, y suficientemente rápida para superar la pérdida de masa del mecanismo de bombeo en el período.

En un aspecto adicional, el equilibrio de las presiones internas dentijo djeljjMotor Soony 1000 de acuerdo con una o más modalidades durante la apertura de bomba (Etapas 5-8) y el cierre de bomba (Etapas 1 -2) de la bomba de fluido 700 pérmiteique el fluido de trabajo circule de manera completa y sea calentado totalmente antes de entrar al motor térmico 400 y/o ser enfriado de modo completo durante la compresión. La configuración del Motor Soony 1000 en una o más modalidades se capitaliza en una ventana momentánea de oportunidad durante el ciclo cuando hay un equilibrio momentáneo de fuerzas internas dentro del motor que permite la rápida transferencia del fluido de trabajo desde la baja temperatura/presión a la alta temperatura/presión sin un gasto considerable de energía y sin sufrir las pérdidas comunes que se presen'lan en otros motores incluyendo el motor Stirling común. En este aspecto, el Motor ¡Soony 1000 es una nueva clase de motor térmico que no es un motor Brayton, un Rankin,¡ un lErjcsson ni un Stirling estándar. ! Ejemplo Se describirá ahora un ejemplo particular de una modalidad del Motor Soony 1000.

A. Expansión La salida de trabajo (W = ????) del Motor Soony 1 000 es el diferencial d† tijabajo la expansión y compresión a medida que el fluido de trabajo avanza a través ¡de su ^expansión " WCOmpres¡ón/enfriado— ^pAVexpans¡on - ApAVcompres¡on/en(riado Utilizando helio como el fluido de trabajo, dentro de los parámetros del ango de temperatura desde 212 F hasta 62°F y el rango de presión desde 480 psi hast 'a 2 ! 5 l 5 I psi, la cámara de expansión 1 07 se expande mediante ??/expansión = VBDC expansión " VTDC expansión = 1 Unidad de olumen a 480 pS¡ en donde VBDC expansión es el volumen total (por ejemplo, = 3.1 877 unidades de volumen) de la l I volúmen i 1 I cámara de expansión 107 en BDC y esta definido por el total de los es máximos de la cámara de pistón 104 y la primera sub-cámara de bomba 1 4 (Etapa 5), jy VTDC expansión es el volumen total (por ejemplo, = 2.1 877 unidades de volumen) de la cámara de expansión 107 en TDC y está definido como el volumen máximo de la primera sub-cámara de bomba 1 1 4 (Etapa 2), con la suposición de que el volumen de la cámara de pistón 104 en TDC es cero.

VBDC expansión / VTDc expansión es la relación de expansión ejemplo, 3.1 877/2.1 877= 1 .4571 veces) Por lo tanto, la primera sub-cámara de bomba 1 14 que es inyectajdá desde el intercambiador térmico 500 con 2.1877 unidades de volumen del fluido de trabajo ;de alta presión/temperatura, se expande en 1 unidad de volumen a medida que ¡el pistón de el fluido de trabajo pasa de regreso dentro del intercambiador térmico 500 j en una condición de presión parcialmente elevada.

El calor removido por el refrigerante, por ejemplo agua, durante la compresión se determina como sigue: Qi = 4673.6 Btu - 4485.4 Btu = 188.2 Btu. Se requieren las mismas! para elevar la misma 1 unidad desde 255 psi hasta 480 psi.

Q2 = 4674.6 Btu - 4486.5 Btu = 187.1 Btu/lbm.

El calor por Ibm que debe agregarse al fluido de ciclado en el ¡ntérca'mbiador térmico 500 es el mismo que el calor removido durante la recompresión. Ya qiie la fase de expansión es adiabática, no hay remoción de calor real durante la carrera descendente de trabajo. La remoción de calor ocurre durante la re-compresión mientras ¡el fluido es mantenido a la temperatura baja constante de 62°F. Esa remoción de calor es un factor del cambio en la densidad del fluido de trabajo expandido a medida que es recomprimido y enfriado. Ya que el fluido comprimido (mantenido a 62°F) es elevado hasta 373 ¡ DSÍ (el punto medio entre 255 psi y 480 psi), Q2 (el calor por Ibm removido durante la compresión es igual al calor que se agrega en el Depósito) es un factor del incremento en la densidad ocasionada por el cambio en la presión desde 255 psi hasta 373 psi a una constante de 62°F de temperatura.

El reabastecimiento térmico desde 62°F en la bomba de fluido 700 hasta 2Í2°F en el intercambiador térmico 500 es ? = d2/di x (Q2) = d2/d! x 187.1 Btu pérdida por la remoción de calor ddirainte la compresión desde 255 psi hasta 373 psi.

Este es el mismo calor que debe ser reabastecido para elevar la temperatura del fluido de trabajo de 62°F hasta 212°F o desde 373 psi hasta 480 psi. Debido a¡ qué el calor agregado es medido en Btu/lbm, el calor a ser reabastecido en el Depósito es el ¡mismo I en base a Wankel. Las configuraciones Wankel incluyen aunque no se limitan a aquellas de Ramelli, la de Otto von Guericke, la de Pappenheim, la de Watt, la de Elija¡h Gallpway, la de Jones, la de Alotham/Franchot, la de Cooley, la de Umpleby, la de Wallinder/Skoog, la de Sensaud/Lavaud, la de Bernard Maillard, y la reciente de George Yarr.

El motor Soony 3000 comprende el intercambiador térmico 500, por Ib menos un motor Wankel 403 que corresponde al motor térmico 400 de la FIGURA 1 y que tiene un pistón Wankel 3103 el cual corresponde al pistón de potencia 103, una bomba de fluido 700R/L para cada cámara de trabajo del motor Wankel 403, y un intercambiador de enfriamiento (no numerado) que comprende una cámara de enfriamiento 1 10 para cada ! , ! bomba de fluido 700. Cada motor Wankel 403 comprende tres cámaras de trabajo 3107R/L M que corresponden secuencialmente a la cámara de pistón 104 dé la FIGURA 1 . El motor Wankel 403 comprende también dos bombas de fluido 700R/L cada una con una cámara de enfriamiento 1 10R/L en el intercambiador de enfriamiento. Un mecanismo de leva 144 (FIGURA 3) comprende levas 144UR (FIGURAS 5A-5H) las cuales co'nectan respectivamente pistones de bomba 1 13L/R de las bombas de fluido 700L7 j al eje principal de pistón de potencia 141 (similar a la FIGURA 1 ) a través de ejejs de bomba izquierdo/derecho 141 L/R. En ciertas modalidades, se proporcionan elementos de enfriamiento auxiliares (no mostrados en todos los dibujos) dentro de las bombas de fluido 700L/R para enfriar adicionalmente el fluido de trabajo enfriado y comprimidoj además del efecto de enfriamiento del intercambiador de enfriamiento. En una o más modaNc ac es los elementos de enfriamiento auxiliares comprenden conjuntos de tubería con parte del refrigerante que es desviado desde el intercambiador de enfriamiento.

La configuración Wankel mostrada simplifica en gran medida la disposición de ' ! I ! ' I I válvula y el diseño general, reduciendo por tanto de forma significativa |el costo de producción. De manera específica, en ciertas modalidades, la configuración giratoria elimina la necesidad de la disposición de válvula de carrera del pistónJ En ciertas modalidades, la acción giratoria desplaza también de modo automático unaj cámara de expansión 107 hacia la cámara expandida de enfriamiento 100 y/o vice versa sin una disposición de válvula accionada por pistón interno. El mecanismo de leva 144 en ¡ciertas modalidades elimina la necesidad de cualquier otro mecanismo de sincronización complejo.

En ciertas modalidades, una válvula de retención 970R/L es colocada eri puertos de escape 122R/L entre el motor Wankel 403 y las cámaras de enfriamiento 1 10R/L (Se proporciona también una válvula de retención similar en ciertas modalidades para la configuración en base a pistón de la FIGURA 4). La válvula de retención 970R/L es usada para mantener el nivel de presión de retención en la cámara de enfriamiento! 1 1 ( R/L y la segunda sub-cámara de bomba 1 12R/L, por ejemplo, a -373 psi como eri el ejemplo antes descrito. Si se proporcionan reguladores de condiciones variables 1 J0I R/L (descritos a continuación en la presente) en ciertas modalidades, variará la presión de retención. Los reguladores de condiciones variables 1001 R/L se omiten en otras modalidsades. Cuando el fluido de trabajo a alta presión es liberado dentro de la cámara de expansión 107R/L, el fluido de trabajo a alta presión en la cámara de expansión 107R/L se expande entonces y la presión desciende hasta su nivel bajo, la cámara de expansión 107R/L se moverá automáticamente hacia la cámara expandida de enfriamiento 100R/L y su fluido de trabajo consumido empezará a ser ricoijnprimido hasta, por ejemplo, aproximadamente a la mitad (por ejemplo, Ejemplo) entre el calor original/presión máxima (por ejemplo, 480 psi en el Ejemplo) del intercambiador térmico 500 y la presión mínima (por ejemplo, 255 psi en el tjennp o) del fluido de trabajo expandido. La válvula de retención 970R/L en la cámara de enfriamiento 1 10R/L mantiene el fluido comprimido en la misma en su presión elevada media casi La válvula de carrete derecha 1 15R está abierta y la primera subj-cámara de bomba derecha 14R (que opera ahora como una cámara de expansión - se observa mejor en la FIGURA 5B) está vacía aunque accesada con el fluido de traba ¡o a alta presión caliente desde el intercambiador térmico 500 lista para ser llenada rápic amenté. La segunda sub-cámara de bomba derecha 1 12R de la bomba de fluido derec ia 700R está completamente llena con fluido de trabajo comprimido enfriado listo para ser bombeado dentro del intercambiador térmico 500. La cámara de trabajo derech a 3107R i ' ' es presurizada. El elemento desviador derecho 709R está completamente preparado y listo para bombear la carga enfriada desde la segunda sub-cámara de bbmba 1 12R i dentro de la alta presión del ¡ntercambiador térmico 500. Un equilibrio de las fuerzas/presiones internas permitirá que la bomba de fluido derecha 700R vacié :5u carga dentro del intercambiador térmico de alta presión/temperatura 500. La bomba de fluido 700R derecha se encuentra en un estado similar a la Etapa 1 mostrada en la fjlGÜRA 2.

La cámara de trabajo izquierda 3107L en el motor giratorio se ha expandido por complete y esa lista para convertir su volumen expandido hacia una cámara expandida de enfriamiento, de compresión en el lado derecho. La bomba de fluido izquierda 700L (es decir, su segunda sub-cámara de bomba) está completamente vacía aunque lista para empezar a abrir a medida que la cámara de trabajo izquierda 3107L del motor giratorio empieza a comprimir el fluido de trabajo consumido a medida que pasa a través de la cámara de enfriamiento 1 10L y, de manera subsecuente, la segunda sub-cámara de bomba 1 12L (se observa mejor en la FIGURA 5C) de la bomba de fluido izquierda 700L.

La bomba de fluido izquierda 700L se encuentra en un estado similar a! Etapa 5 mostrada en la FIGURA 2.

Etapa 2 - FIGURA 5B Como se estableció, durante la expansión, la cámara de expansión, por ejemplo, la cámara de expansión derecha 107R, incluye la primera sub-cámara de bomba derecha 1 14R y la cámara de trabajo derecha 3107R. Durante la compresión, la cámara expandida de enfriamiento, por ejemplo, la cámara expandida de enfriamiento izquierda o;OL (se observa mejor en la FIGURA 5C) incluye no sólo la primera sub-cámara de bomba izquierda 1 14L, y la cámara de trabajo izquierda 3107L, sino también la cámara de enfriamiento izquierda 1 10L y la segunda sub-cámara de bomba izquierda 1 12Ü en la abertura de la bomba de fluido izquierda 700L. En una o más modalidades, para, eficiencia óptima, todo el fluido de trabajo expandido es forzado fuera del correspondiente I compartimiento de pistón durante la compresión y/o se cierra el volumen de la cámara de pistón.

En el lado derecho, el fluido de trabajo caliente/alta presión desde el intercambiador térmico 500 ha sido inyectado a través de la válvula de carréete derecha 1 15R (la cual funciona de modo similar al puerto de entrada 121 de la FIGURA ) dentro del volumen de dos compartimientos de la cámara de expansión derecha 107R, a saber, la primera sub-cámara de bomba derecha 1 14R y la cámara de trabajo derecha |31¡07R a través del puerto de entrada 121 R que corresponde a la conexión 123 de la FIGURA 1. La rápida acción de bombeo en la bomba de fluido derecha 700R ha ocurrido para bombear la carga de la bomba de fluido derecha 700R a través del puerto de salida de bomba derecha 124R de regreso dentro del intercambiador térmico 500. La bomba1 de fluido derecha 700R está completamente vacía y lista para la siguiente apertura de la carrera de bombeo. De manera específica, debido a la condición de presión equilibrada en lados i ¦ I ¡ ¡ : I ¡ opuestos del pistón de bomba derecha 1 13R, el elemento desviador derecho 709 R, por ejemplo, un resorte de compresión, fue capaz de forzar a la bomba de fluido derecha 700R a cerrar. El mecanismo de leva 144 ha liberado su sujetador en el ejé de bomba i i I Una vez que la bomba de fluido izquierda 700L ha vaciado su carga dentro del intercambiador térmico 500. El fluido de trabajo en la cámara de expansión izquierda 107L I continúa expandiéndose, moviendo el pistón Wankel 3103. La válvula de ' rete ínción derecha 970R en el puerto de escape derecho 122R permanece abierto, determir nando el nuevo fluido de trabajo expandido en la cámara de trabajo intermedia 3107M y la primera sub-cámara de bomba derecha 114R (que funciona ahora como un compartimiento de desplazamiento de bomba) a través de la cámara de enfriamiento derecha j1 10R dentro de la segunda sub-cámara de bomba derecha 112R. Las cámaras/sub-cámáras 3107M, 1 14R, 1 10R y 1 12R definen juntas la cámara expandida de enfriamiento derec iha 101pR.

La bomba de fluido derecha 700R se encuentra en un estado similar a la Etapa 6 ¡ i mostrada en la FIGURA 2, o el estado de la bomba de fluido izquierda 700L en la FI¡GURA 5B. La bomba de fluido izquierda 700L se encuentra en un estado similar a |a Etapa 2 mostrada en la FIGURA 2, o el estado de la bomba de fluido derecha 700R en la] F GURA 5B.

Etapa 7 - FIGURA 5G La segunda sub-cámara de bomba derecha 1 12R de la cámara éxpándida de enfriamiento derecha 100R continua para abrir en tándem con el empuje de la, leva 144R que actúa en el eje de bomba derecha 141 R de la bomba de fluido derecha 700R. El puerto de entrada izquierdo 121 L continua para abrir, a medida que el fluiio c e ,trabajo durante la expansión adiabática en la cámara de trabajo izquierda 3107L c iontinu ?a para ejercer salida de trabajo.

La bomba de fluido derecha700R se encuentra en un estado similarj a l Etapa 7 mostrada en la FIGURA 2, o el estado de la bomba de fluido izquierda 700L en {la FIGURA La bomba de fluido izquierda 700L se encuentra en un estado similar a la Etapa 3 mostrada en la FIGURA 2, o el estado de la bomba de fluido derecha 700R ß? la FIGURA 5C.

Etapa 8 - FIGURA 5H ¡ El pistón Wankel 3103 está cerca de la terminación de su carrera descendente de potencia en la cámara de trabajo izquierda 3107L La segunda sub-cámari d<3 lomba derecha 1 12R de la bomba de fluido derecha 700R está casi llena y está próxima a estar lista para vaciar su carga dentro del intercambiador térmico 500. El motor jsoin 3000 está preparándose para regresar a la Etapa 1 . | La bomba de fluido derecha700R se encuentra en un estado similar Ja laj Etapa 8 mostrada en la FIGURA 2, o el estado de la bomba de fluido izquierda 700L en laJ pljGURA I ' 5D. La bomba de fluido izquierda 700L se encuentra en un estado similar a la Etapa 4 mostradas en la FIGURA 2, o el estado de la bomba de fluido derecha 700R¡ en la FIGURA 5D. i En resumen, el fluido de trabajo de alta presión/temperatura alimentado desde el ! ! intercambiador térmico 500 dentro del lado derecho del motor Soony 3000 en la FIGURA 3 se expande dentro del lado superior del motor Wankel 403, comprimido/enfriado después dentro del lado izquierdo y finalmente bombeado desde el lado (izquierdo de j I regreso dentro del intercambiador térmico 500. De igual manera, el fluido de trabajo de alta presión/temperatura alimentado desde el intercambiador térmico 500 dentro del lado izquierdo del motor Soony 3000 en la FIGURA 3 es expandió dentro del lac o iijferior del motor Wankel 403, comprimido/enfriado después dentro del lado derecho, y^ finalmente bombeado desde el lado derecho de regreso dentro del intercambiador térmico 5¡00.

I El motor Soony 4000 mostrado en la FIGURA 4 opera de una manjeraj si Imilar al Soony 3000. El motor Soony 4000 comprende cuatro motores térmicos 400 de la FIGURA específica, en o cerca de TDC, el pistón de potencia 103 acopla la ménsula de válvula de puerto 133 desde abajo y mueve la ménsula de válvula de puerto 133 junto con el manguito de válvula de anillo 132 hacia arriba, abriendo de esta manera el pueíto de entrada 121 y cerrando el puerto de escape 122. Tan pronto como el pistón, de potencia 103 deja la cercanía del TDC, la ménsula de válvula de puerto 133 regresa a su posición neutral, permitiendo que el manguito de válvula de anillo 132 cierre tanto el puerto de entrada 121 como el puerto de escape 122. Por ello, el puerto de entrada 121 es abierto solamente de manera breve en o cerca del TDC y ambos puertos se cierran ,d( uránte la i carrera descendente o expansión del fluido de trabajo.

Los dos dibujos inferiores en la FIGURA 6 (Etapa 4 y Etapa 5) muestran el cierre del puerto de entrada 121 y la apertura del puerto de escape 122. De forma ejspecífjca, en o cerca del BDC, el pistón de potencia 103 acopla la ménsula de válvula de piierto 133 desde arriba y mueve la ménsula de válvula de puerto 133 junto con el jmangúito de válvula de anillo 132 hacia abajo, abriendo de esta manera el puerto de escape jl 22 en tanto que mantiene el puerto de entrada 121 en el estado cerrado. A medida que e pistón de potencia 103 deja el BDC y se mueve hacia arriba, la ménsula de válvula de puerto 133 permanece en la posición descendente, permitiendo que el manguito†e válvula de anillo 132 continúe para abrir el puerto de escape 122 y cerrar el puerto dejentrada 121. Por lo tanto, el puerto de entrada 121 está cerrado la mayor parte de la i, carrera descendente y la carrera ascendente, en tanto que el puerto de escape 122 éstálabierto durante la mayor parte de la carrera ascendente.

Se pueden derivar varias modalidades partir de las configuraciones antes descritas y/o que se describen a continuación. Por ejemplo, una o más de un de las levas 144R/L se proporcionan en cada eje de pistón de potencia 141 de acuerdjo con una o más modalidades. No están excluidas otras formas de conectores 800 y/o mecanismo tiene un cilindro con dos cámaras y dos pistones de potencia 103LJR. en lugar de téner un eje impulsor giratorio para asegurar el movimiento continuo de la acción de pistón, un péndulo 9001 ocasiona una acumulación de inercia que oscila hacia atrás y hacia adelante en tándem con el movimiento de los pistones de potencia 103R/L los cuales en una o más modalidades pueden ser combinados en un solo pistón de potencia ; o3. Esta acción hacia atrás y hacia adelante impulsa al generador eléctrico lineal oscilante 9¡001 . El motor de dos cilindros, cuatro cámaras descrito con anterioridad y/o a continuación en la presente tiene una acción de cámara de traslape que aseguró que el motor es continuo. La configuración de la FIGURA 9A con un motor de un cilindro, dos cámaras súpejra esta falta de traslape al mantener la acción oscilante continua del motor. En general, el diferencial de presión media entre la salida de trabajo en la cámara de expansión [similar a 107 en la FIGURA 1 ) y la entrada de trabajo de la cámara de compresión (simi ar¡ a 100 en la FIGURA 1 ) es suficiente para impulsar el motor. Sin embargo, tanto la1 fuerza de expansión como la fuerza de compresión están actuando en ambos extremos del pistón individual. A medida que se abre el lado de expansión, el extreme de la carpera de expansión se debilita en tanto que, a medida que se cierra el extreme de compresión, el extremo de la carrera de compresión se hace mayor.

La FIGURA 10 describe un regulador de condiciones variables para usó ierji una o o mptetim mizoadra lalid caadpeasc'id ,aaldes d ceo emxopa anqsu ióenlla dse dle flsucidriotas de co trnab reasjope bcatj0o co lansdic FiIoGnUeRsí ysa:ri Vá( es pa dreal intercambiador térmico 500, en especial cuando el intercambiador témjiicp 500 es alimentado por energía solar, el motor Soony en ciertas modalidades es capaz de auto-ajustarse con las condiciones variables impuestas de temperatura/presión. ! Por ejemplo, a medida que se eleva la temperatura/presión del fluido de ¡trabajo calentado en el intercambiador térmico 500, ya que el volumen de la cámara' de pistón (1 ) usar el sistema de enfriamiento Kockums existente para mantener] un receptor de enfriamiento de baja temperatura/baja presión, (2) sellar el acceso de válvula de carrera ascendente hacia el resto del sistema de circulación de la cámara de compresión Kockums existente y transformar la cámára de compresión Kockums existente al receptor de presión de retroceso, ¡ (3) interconectar las cámaras del receptor de presión de retroceso transformado para mantener un volumen constante en el receptor a fin de evitar la compresi ón de la presión de retroceso, (4) reducir al mínimo la purga o derrame a través del pistón de potencia entre las cámaras de expansión/compresión transformadas y el receptor de enfriamiento convertido, (5) proporcionar una bomba de fluido que devuelve el fluido derramadp al sistema de circulación, y (6) convertir la cámara de expansión para la función dual de una cámara expansora y compresora (la cámara de expansión/compresión) de modo que e pistón realiza su trabajo positivo durante la carrera descendente y el trabajo negativo (o bombeo dentro de otro motor Soony como se describió con respecto a, por ejemplo, la FIGURA 3) durante la carrera ascendente. i Las paredes de la cámara de expansión/compresión de motor adaptada son construidas en ciertas modalidades de un material que no retiene ni absorbe, calor. La cerámica que puede manejar la abrasión de un pistón de motor es una po !sibi Ilid ?ad. El derrame entre la cámara de expansión/compresión y el receptor de enfriamiehto se mantiene en cero. (1 ) Usar el sistema de enfriamiento de motor Kockums existente para crear un receptor de enfriamiento de baja temperatura, baja presión receptor de enfriamiento, el motor adaptado proporcionaría la condición ideal de temperatura/presión ideal constante. Sin embargo, en realidad, a menos que se proporcione una barrera física (tal como un fuelle como se describió con relación una o más modalidades) para cada pistón de trabajo, el fluido de trabajo se derramará ¡dentro del receptor de enfriamiento de baja presión. (5) Proporcionar una bomba de fluido que devuelve el fluido derramado al sistema de circulación.

El fluido derramado es pasado de regreso dentro del sistema dé circulación utilizando una bomba giratoria o el dispositivo mostrado en la FIGURA 13B que usa un pistón para vaciar ese fluido de regreso dentro de la circulación en BDC cuando las presiones en BDC son esencialmente iguales al receptor. Como se muestra en la FIGURA 13B, esta bomba de receptor 1307 funciona en el extremo inferior del ciclo de presión. En lugar de bombear durante el equilibrio de alta presión en TDC, la bomba de receptor 1307 bombea el fluido derramado de regreso dentro de la circulación durante el jequiliblio de baja presión en BDC. Debido a que se espera que el derrame sea mínimo, se proporciona un sistema de engranajes que permite que la acción de bombeo ocurra sólojdésp és de varias rotaciones de ciclo del motor. El resorte 1309 es preparado como en el caso de la bomba de fluido 700 del sistema de circulación y liberado en la condición de presión de equilibrio justo como en el sistema de circulación. Sin embargo, la bomba ¡ de receptor 1307 logrará su bombeo en el punto de baja presión. (6) Convertir la cámara de expansión para la función dual de la| cámara de expansión/compresión de modo que el pistón realice su trabajo positivo durante la carrera descendente y el trabajo negativo (o bombeo dentro de otro motor Soony cómo se describió con respecto a, por ejemplo, la FIGURA 3) durante las cuatro | carreras ascendentes. Esta pequeña configuración de bomba interna es consistente | con los

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un motor témico de expansión adiabática, que comprende: una cámara de pistón; un pistón de potencia capaz de mover dentro de la cámara de pistón para operar sobre el fluido de trabajo en un estado de alta presión recibible desde un ¡ntercarpbiador térmico y para descargar el fluido de trabajo en un estado de baja presión; y una bomba de fluido para transferir el fluido de trabajo en un estado j de baja presión de regreso al estado de alta presión del intercambiador térmico, caracterizado la bomba de fluido comprendiendo: un pistón de bomba; y una cámara de expansión y una cámara de bomba las cuales están dispuestas en costados opuestos del pistón de bomba, y las cuales tienen volúmenes variables a medida que el pistón de bomba es capaz de mover entre la cámara de expahsiójn y la cámara de bomba; caracterizado porque la cámara de expansión y la cámara de pistón están comunicadas | fluidamente para definir conjuntamente una cámara de trabajo para la expansión adiabática del fluido de trabajo dentro de la misma durante la carrera descendente del pistón de pojtencia; la cámara de trabajo es capaz de comunicar de forma fluida y contoláda con la cámara de bomba durante una carrera ascendente del pistón de potencia para comprimir ! ! el fluido de trabajo en el estado de baja presión en la cámara de bomba; y 1 cuando el pistón de potencia está en o cerda de un punto muerto superior (TDC) del mismo, tanto la cámara de trabajo como la cámara de bomba son capaz de comunicar de forma contrable y fluida con el intercambiador térmico de manera que las presiones en los costados opuestos del pisón de bomba son ecualizados por el fluido de trapajo en el estado de alta presión dosificando desde el intercambiador térmico, estabilizando de esta I I j manera la resistencia de que el fluido de trabajo sea bombeado, por medio de una acción de bombeo del pistón de bomba, desde el estado de baja presión de la cámara de bomba de regreso al estado de alta presión del intercambiador térmico.

2. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el fluido de trabajo en el estado de baja presión se adapta Dará ser comprimido en la cámara de bomba bajo las condiciones parcialmente adiabáticas las cuales están entre condiciones isotérmica por una parte y condiciones totalmente adiabáticas por otra parte.

3. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque (a) la dosificación del fluido de trabajo en el estado de alta presión desde del intercambiador térmico hacia la cámara de trabajo y (b) la acción de bcjmbéój están configuradas para ocurrir de forma simultánea.

4. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado I además porque el pistón de bomba está configurado para abrir progresivamente la cámara de bomba durante la carrera ascendente del pistón de potencia.

5. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende: una cámara de enfriamiento capaz de comunicar de manera contro ada y| fluida entre la cámara de trabajo y la cámara de bomba durante la carrera ascendente del 'pistón l fluido de trabajo en el estado de baja presión ante I i de potencia, para enfriar e s e I jque el fluido de trabajo enfriado en el estado de baja presión sea comprimido en la cá mara de bomba.

6. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , Caracterizado además porque el pistón de bomba está adaptado para ser impulsado I de manera operativa, por lo menos de manera indirecta, por el pistón de potencia para avanzarj, junto con el pistón de potencia, hacia la cárama de trabajo durante la carrera ascendente del pistón de potencia.

7. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 6, ca j racterizado : I porque comprende además: ¡ I i un conector para operativamente conectar el pistón de bomba a un movim Iie into del pistón de potencia durante la carrera ascendente, y para desconectar operativamente el pistón de bomba del movimiento del pistón de potencia durante la carrera descendente.

8. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el conector comprende un mecanismo de leva.

9. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además porque comprende: un elemento desviador que desvia el pistón de bomba hacia un cierre de la cámara de bomba para ocasionar la acción de bombeo cuando las presiones en los costados opuestos del pistón de bomba son ecualizados por el fluido de trabajo en el estad!} de alta presión que dosifica desde el intercambiador térmico.

10. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado ! ' 1 1 además porque la bomba de fluido es una bomba de vapor adaptada pa^a mo†er de manera forzada el vapor del fluido de trabajo en el estado de baja presión hasta $\ estado ! · de alta presión del intercambiador térmico sin un cambio de fase de vapor-liquido.

1 1 . El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende: una válvula divisora giratoria para operativamente abrir y/o cerrar la j abértjira de entrada y las aberturas de salida de la cámara de expansión a diferentes sincronizaciones.

12. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , ¿aracte/izado además porque es un motor basado en Kockum.

13. El motor térmico de conformidad con la reivindicación 1 , c'arácté'rizado además porque es un motor basado en Wankel.

14. Un método para operar un motor térmico de expansión térmica el cuál tiene una cámara de pistón, un pistón de potencia capaz de mover dentro de la cámara de pistón, un pistón de bomba, una cámara de expansión y una cámara de bomba dispuesta en los costados opuestos del pistón de bomba y que tiene volúmenes variables conforme el pistón de bomba es capaz de mover entre la cámara de expansión y la cámara de bomba, en donde la cámara de expansión y la cámara de pistón están comunicadas en forma fluida para definir conjuntamente una cámara de trabajo, caracterizado ej método porque comprende: expandir adiabáticamente un fluido de trabajo en un estado de alta presión en la cámara de trabajo durante una carrera descendente del pistón de potencia; comunicar de forma fluida la cámara de trabajo con la cámara de boijnbá durante una carrera ascendente del pistón de potencia para comprimir el fluido! de trabajo expandido en un estado de baja presión en la cámara de bomba; y cuando el pistón de potencia está en o cerda de un punto muerto superior (TDC) . i del mismo, comunicar de manera fluida tanto la cámara de trabajo como la cámara de bomba con un intercambiador térmico de manera que las presiones en los costados opuestos del pisón de bomba son ecualizados por el fluido de trabajo en el estado le alta presión dosificando desde el intercambiador térmico, estabilizando de est† manera la resistencia de que el fluido de trabajo sea bombeado, por medio de una accijón de bombeo del pistón de bomba, desde el estado de baja presión de la cámara de bomba de regreso al estado de alta presión del intercambiador térmico.

15. Una bomba de fluido para mover un fluido desde una primera fuente fluido de dicho Ifuido en un estado de baja presión hacia una segunda fuente de luido del fluido en un estado de alta presión, la bomba de fluido comprendiendo: una cámara; un miembro de particionamiento desplazable en la cámara y que divide la cámara en primera y segunda sub-cámaras de volúmenes variables; la primera sub-cámara que tiene aberturas de entrada y salida consolablemente I comunicable con la segunda y primera fuentes de fluido, respectivamente; la segunda sub-cámara que tiene aberturas de entrada y salida consolablemente comunicables con la primera y segunda fuentes de fluido, respectivamente; y caracterizada porque el miembro de particionamiento es colocado para 'moverse dentro de la segunda sub-cámara para bombear el fluido en el estado de baja presión desde la segunda sub-cámara dentro de la segunda fuente de fluido cuando se; ecualizan las presiones en lados opuestos del miembro de particionamiento.