systèmes pour la conversion de mouvements et de renouvelables énergies
FAQ du SPRATL
 Foire aux Questions  
Stirling's Engines with rotary annular trilobic pistons / Machines de Stirling à Pistons Rotatifs Annulaires TriLobiques (SPRATL) / Stirling-Maschinen mit drehenden drei-Lappen ringförmingen Kolben / Máquinas de Stirling para pistones giratorios anulares tri-lobulos

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10/08/2010 : Commention fonctionne une machine SPRATL et avec quels avantages ?
10/12/2009 : Quels sont les domaines d'application d'une machine SPRATL ?
14/05/2009 : Quelles sont la génèse et les idées principales du SPRATL ?
25/01/2009 : Peut-on valoriser les immenses volumes de gaz inutilement brûles dans les torchères ?
20/12/2008 : Pourquoi le concept SPRATL peut tripler le pouvoir calorifique d'un combustible ?
15/09/2008 : Comment fonctionne une machine de Stirling et pour quoi faire ?
14/09/2008 : Quels sont les enjeux agricoles du 21ème siecle ?

10/08/2010 __________________________________________________________
COMMENT FONCTIONNE UNE MACHINE SPRATL ET AVEC QUELS AVANTAGES ?


Moteur SPRATL : le Stirling par SYCOMOREEN envoyé par Sycomoreen

Le dispositif SPRATL est divisé en une machine PRATL chauffée et une autre PRATL refroidie ; un régénérateur(RGN) relie les machines chaude et froide pour recycler les échanges thermiques des étapes isochores de volumes Vmin et Vmax.

Plusieurs cycles de Stirling similaires se déroulent simultanément dans toutes les chambres. Ainsi, une révolution de 360° de la machine SPRATL ici présentée donne 6 cycles de Stirling complets. Les isochores sont parfaitement respectées, les isothermes sont suivies au mieux grâce à d'intenses convections de fluide répétées au sein de la machine SPRATL, et le régénérateur (RGN) recycle à plus de 95% les transferts thermiques entre l'étape isochore de volume minimum et celle de volume maximum.

Les machines SPRATL sont donc compactes et dotées de caractéristiques techniques inédites pour TENDRE VERS LES OPTIMA THERMODYNAMIQUES de CARNOT, tant en moteur qu'en récepteur mécaniques.


10/12/2009 __________________________________________________________
QUELS SONT LES DOMAINES D'APPLICATION D'UNE MACHINE SPRATL ?

Utilisée en moteur, une machine SPRATL valorisera n'importe quelle source de chaleur renouvelable :
   o Soleil en capteur basse température ou bien haute température               o Energie thermique des mers et océans (ETM)
   o Géothermie de surface (hydrothermale) ou profonde (forage, mines)      o Bois, biogaz et déchets organiques combustibles...

Mais aussi des sources fossiles de chaleur (hydrocarbures : gaz, charbon, pétrole..., ou les énergies nucléaires) ou encore des chaleurs résiduelles d'origines industrielles.

Utilisée en récepteur, une machine SPRATL pourra être un réfrigérateur ou une pompe à chaleur de forte efficacité, destinée respectivement à l'industrie du froid (voire la cryogénie avec des fluides et matériaux adaptés) et au chauffage des locaux et habitations.



14/05/2009 __________________________________________________________
QUELLES SONT LA GENÈSE ET LES IDEES PRINCIPALES DU SPRATL ?

Les prémices Concept Stirling à Pistons Rotatifs Annulaires TriLobiques (SPRATL) furent élaborées par SYCOMOREEN en novembre 2007. Cependant, la machine à Piston Rotatif Annulaire TriLobique (machine PRATL) est une invention originale de Pascal HA PHAM.    
Concept trilobique original de Pascal HA PHAM ici présenté en transmission à pignon bi-arc
En accord avec l'Inventeur, les caractères rotatifs, bi-étagés à double volumétrie inégale des machines PRATL ont conduit SYCOMOREEN à les adapter en un concept Stirling radicalement nouveau : les machines SPRATL utilisent le cycle thermodynamique de Stirling constitué de deux isothermes (l'une chaude, l'autre froide) reliées par des isochores (l'une de volume minimum Vmin, l'autre de volume maximum Vmax). Un brevet SPRATL, propriété de Sycomoreen, et ses figures 1,2,3,4,5 ont été déposés à l'INPI de Paris le 22 août 2008.

Les travaux de Sycomoreen ont découvert l'existence de variantes théoriques polylobiques impaires (à 5, 7, 9... lobes). Néanmoins, les agencements sycomoréens proposés pour la version trilobique apportent tous les perfectionnements pour bien suivre le cycle de Stirling :
   o respect parfait des phases isochores,
   o meilleur suivi des isothermes par une convection intense du fluide au sein des machines PRATL,                                           
   o blocage des transferts thermiques directs entre les éléments chauds et froids d'une machine SPRATL,
   o régénérateur à flux continus et opposés de fluides avec des taux de régénération de plus de 95%. 


25/01/2009 __________________________________________________________
PEUT-ON VALORISER LES IMMENSES VOLUMES DE GAZ INUTILEMENT BRÛLES DANS LES TORCHERES ?

Torchère sur une installation d'extraction d'hydrocarbures offshoreLes process industriels pétroliers, notamment l'exploration de gisements, mais surtout l'extraction et le raffinage du pétrole ou gaz, libèrent directement dans l'atmosphère des quantités considérables de méthane (CH4) ou de dioxyde de carbone (CO2 lorsque le gaz est torché).

Selon le GGFR, en 2004*, chaque année, 150 milliards de m³ de gaz naturel sont brûlés à la torche ou rejetés dans l'atmosphère sans aucune valorisation ;  soit l'équivalent de 30 % de la consommation annuelle européenne, ou 25 % de la consommation annuelle des États-Unis.


On justifie généralement ces rejets par l'absence de gazoducs ou de réseaux électriques à proximité des sites d'extraction. Même quand la connexion au réseau est possible, le coût d'achat et d'entretien des turbines à gaz/alternateurs est jugé excessif. Il n'en demeure pas moins qu'il s'agit d'un gaspillage total de ressources naturelles de haute valeur, doublé d'une pollution majeure en gaz à effet de serre parmi les plus nocifs (CO2 et CH4 ).

Les machines trilobiques de Pascal HA PHAM et les moteurs et pompes de SYCOMOREEN peuvent répondre à cette problématique, soit par combustion et détente du gaz dans les moteurs trilobiques, soit par cycle de Stirling à haut rendement dans les SPRATL, pour générer in situ de l'électricité injectée sur les réseaux, éventuellement par câbles sous-marins.

A la différence d'une turbine à gaz, toutes les machines trilobiques sont de fabrication simples 
(donc d'entretien et de fabrication peu coûteuses), à vitesse de rotation lente et fort couple (pas besoin de réducteur: couplage direct sur l'alternateur) et à démarrage instantané dans n'importe quelle position. Enfin, elles ne craignent pas les irrégularités d'alimentation en gaz.

N.B. : Il pourrait être prévu un fonctionnement différé, soit avec une réserve d'air comprimé (possiblement injecté directement dans le gisement), soit avec un bloc de stockage thermique pour vendre l'électricité à des heures de pointe sur le réseau. La génération d'électricité in situ est la plus pertinente car les lignes électriques sont généralement en place, ou relativement peu onéreuses à poser par rapport aux gazoducs. Enfin, l'électricité est la forme d'énergie la plus performante : polyvalence, transport ultrarapide à faible pertes.

* Depuis, la tendance est à la hausse avec la croissance du marché gazier mondial, notamment russe ;     illustrations de l'article Wikipédia

20/12/2008
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POURQUOI LE CONCEPT SPRATL PEUT TRIPLER LE POUVOIR CALORIFIQUE D'UN COMBUSTIBLE ?

On voit généralement, pour le chauffage domestique, diverses solutions s'opposer et même se concurrencer vivement : chauffage électrique, chauffage au fuel, au gaz, chauffage par pompe à chaleur, au bois (bûches, déchiqueté ou pellets...), la micro-cogénération, etc...

En dehors d'un appoint solaire ou éolien, pour 
fournir une autonomie électrique et pour chauffer efficacement une habitation ou même un grand immeuble, il n'y a en réalité qu'une seule combinaison optimale, et qui relève de la collaboration judicieuse de ces diverses solutions de chauffage :

La Combinaison STIRLING + PAC avec les machines SPRATL de SYCOMOREEN
Les combustibles Stirling : variés, abondants, tous les déchets organiques se valorisent

Cela nécessite :

1. D'avoir un combustible* (bois, gaz, fuel, déchets organiques et ménagers (carton, feuilles, herbes et matières sèches)),
2. D'être relié de préférence à un réseau électrique,
3. D'avoir une pompe à chaleur et son échangeur thermique air/sol ou air/air,
4. D'avoir un appareil de cogénération électricité/chaleur, de préférence un moteur STIRLING.

* Idéalement, un combustible non fossile.

Quelques calculs accessibles à tous

1. En partant d'une quantité de chaleur initiale QI fournie par le combustible, le cogénérateur Stirling fournit:
1.a) une énergie électrique Wel = X . QI
1.b) une énergie thermique résiduelle basse température (typiquement 60°C) : QS = ( 1 - X ) . QI

2. Le travail électrique Wel est réinjecté, via le réseau électrique, dans la pompe à chaleur travaillant avec un coefficient de performance (COP) : elle fournit à son tour une énergie thermique basse température (60°C) : QP = COP . Wel

3. Les chaleurs QP et QS sont alors dirigées dans le bâtiment à chauffer qui reçoit une énergie thermique QF = QS + QP à 60°C (donc parfaitement apte à le chauffer à environ 20°C).

BILAN

comme : QS = (1 - X)  . QI      ;      Wel = X . QI      ;     QP = COP . Wel     ;     QF = QS + QP

QF = [ 1 + X . ( COP - 1 ) ] QI

Le facteur multiplicateur du pouvoir calorifique du combustible est : M =  1 + X (COP - 1 ) tel que QF = M . QI

Actuellement, avec X = 20% et COP=4,  il vaut  M = 1,6,
soit 100 kg de combustible équivalents à 160 kg sur une chaudière traditionnelle.

A moyen terme, avec le SPRATL, M = 2,2 est tout à fait accessible (COP = 4, X = 40%).
soit 100 kg de combustible équivalents à 220 kg sur une chaudière traditionnelle.
Avec le progrès de deux machines SPRATL couplées* (une PAC et un moteur de Stirling), on atteindra ; X = 50% et COP=5 et M = 3,
soit 100 kg de combustible équivalents à 300 kg sur une chaudière traditionnelle.

 * SYCOMOREEN rappelle ici que sa machine SPRATL peut aussi bien fonctionner en moteur qu'en pompe à chaleur de Stirling.

15/09/2008 __________________________________________________________
COMMENT FONCTIONNE UNE MACHINE DE STIRLING ET POUR QUOI FAIRE ?Robert STIRLING 1790-1878
Les machines de Stirling comptent parmi les dispositifs les plus performants et polyvalents pour réaliser des conversions thermomécaniques. Elles utilisent une sourc mécanique, une source chaude et une source froide ; elles peuvent aussi bien se comporter en moteurs, réfrigérateurs et pompes à chaleur. Une fois équipées d'un régénérateur de chaleur, ce sont les seules machines pouvant atteindre les ultimes efficacités thermodynamiques de Carnot, infranchissables en accord avec le second principe de la thermodynamique.

Leurs applications sont essentiellement la génération d'électricité, de froid ou de chaud, et ils seront probablement au coeur des conversions énergétiques du 3ème millénaire, en particulier dans le cadre de réseaux électriques décentralisés, c'est à dire où chaque utilisateur est tantôt consommateur, tantôt producteur d'énergie. Les sources de chaleur valorisables sont des déchets organiques, telle que des déchets végétaux, des déchets industriels ou des ordures ménagères (ou éventuellement du biogaz/biocarburant générés à partir de ces déchets), mais aussi une source inépuisable, propre, et malgré tout presque totalement inexploitée :  le rayonnement solaire direct. Les machines de Stirling s'inscrivent donc dans une approche à la fois économique et très respectueuse de l'environnement.

Pour en savoir plus, SYCOMOREEN vous invite à consulter le site www.moteurstirling.com


14/09/2008 __________________________________________________________
QUELS SONT LES ENJEUX AGRICOLES DU 21ème SIECLE ?
Sycomoreen vous invite à écouter l'émission radio Contre-Expertise de 
Radio France Culture,
attendre quelques minutes pour le téléchargement
avec :
- Christian Troubé ; Rédacteur en chef de "La Vie"
- Gilles Hirzel ; Chargé d'information, Bureau régional de la FAO pour l'Europe
- Daniel Nahon ; Professeur émérite à l'Institut universitaire de France, géochimiste et pétrologiste des sols et des altérations tropicales
- Philippe Chalmin ; Professeur d'économie, spécialiste du marché des matières premières, fondateur du Cercle Cyclope
 
pour écouter l'émission "Contre Expertise"

Il s'agit d'obtenir simultanément :
- des moyens financiers,
- une fourniture massive d'eau douce pour augmenter la production agricole des sols secs tout en limitant l'épuisement des terres arables,
- la réduction de la pauvreté mondiale à travers la croissance technologique, puis économique,
- des carburants extraits de la biomasse et des énergies propres...

Ces objectifs sont-ils réellement contradictoires ? Pas pour le PHRSD avec des machines de Stirling...

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