ES2253781T3

ES2253781T3 - Motor termohidraulico.

Info

Publication number: ES2253781T3
Application number: ES97938485T
Authority: ES
Inventors: Brian C. Hageman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2017-08-21
Also published as: EP0920572A4; CN1093591C; DE69735104T2; EP0920572A1; EP0920572B1; AU728819B2; DK0920572T3; ATE315718T1; CA2263727A1; CN1234094A; IL128575A; DE69735104D1; JP2001508147A; IL128575A0; US5899067A; CA2263727C; NZ334266A; WO1998007962A1; AU4079597A

Abstract

SE DESCRIBE UN MOTOR TERMOHIDRAULICO (7) QUE INCLUYE UN CHASIS (202). UN FLUIDO DE SERVICIO CAMBIA DE VOLUMEN CON LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA. UN RECIPIENTE FLUIDO DE SERVICIO (130) ALOJA EL FLUIDO DE SERVICIO. UN CILINDRO (100), FIJADO AL BASTIDOR (202), INCLUYE UN ESPACIO INTERIOR. EL CILINDRO (100) INCLUYE IGUALMENTE UN PASO (124) PARA INTRODUCIR EL FLUIDO DE SERVICIO DENTRO DEL ESPACIO INTERIOR. UN PISTON (106) VA ALOJADO DENTRO DEL ESPACIO INTERIOR DEL CILINDRO (100). EL RECIPIENTE (130) DEL FLUIDO DE SERVICIO, LA SUPERFICIE INTERIOR DEL CILINDRO (100), EL PISTON (106) Y EL RECIPIENTE (130) DEL FLUIDO DE SERVICIO DEFINEN UN ESPACIO CERRADO, OCUPADO POR DICHO FLUIDO. EL MOTOR (7) INCLUYE IGUALMENTE MEDIOS (136) PARA TRANSMITIR CALOR AL FLUIDO DE SERVICIO Y RETIRAR CALOR DEL MISMO, HACIENDO ASI DE MODO ALTERNATIVO QUE DICHO FLUIDO SE DILATE Y CONTRAIGA SIN SUFRIR NINGUN CAMBIO DE FASE. EL PISTON (106) SE MUEVE EN RESPUESTA A LA DILATACION Y CONTRACCION DEL FLUIDO DE SERVICIO.

Description

Motor termohidráulico.

Campo de la invención

La invención se refiere a un motor que es accionado por la expansión y contracción de un fluido de trabajo, al ser aplicado y retirado alternativamente calor al, o del citado fluido de trabajo.

Antecedentes de la invención

Típicamente, la energía no se presenta en formas utilizables con facilidad. Existen muchos medios para convertir un tipo de energía en otro. Por ejemplo, un motor de combustión interna puede cambiar la fuerza explosiva de un combustible quemado en sus cilindros en energía mecánica para eventualmente hacer girar las ruedas de un vehículo e impulsarlo. Un motor de combustión interna encauza la energía resultante de la quema de combustible en un cilindro hacia un pistón. Sin el cilindro y el pistón, la energía resultante de la quema del gas sería simplemente esparcida en cualquier dirección disponible. Otro ejemplo de un dispositivo para convertir una forma de energía en otra es un molino de viento, que puede convertir la acción mecánica del movimiento del aire en electricidad.

Aunque un motor de combustión interna produce típicamente energía mecánica a partir de la quema de combustibles fósiles, tales como gasolina, fueloil, gas natural, o alcoholes, se han hecho otros intentos para producir energía mecánica a partir de miembros tales como pistones, por medios distintos a la quema de combustibles fósiles. No obstante, la mayor parte de estos dispositivos trabajan también sobre el principio básico de proporcionar una fuerza para accionar un miembro móvil tal como un pistón. La diferencia entre los diversos dispositivos es el modo en que la fuerza es producida para mover el pistón, y el modo en que es controlada dicha fuerza.

Algunos de estos dispositivos utilizan el movimiento de un fluido de trabajo para accionar el miembro móvil, tal como el pistón. Otros dispositivos utilizan el cambio de fase en el líquido para accionar un miembro móvil. En su funcionamiento, algunos dispositivos utilizan válvulas para controlar el flujo de un fluido de trabajo en la producción de energía mecánica por desplazamiento de un miembro móvil.

La publicación DE 3619016 describe un motor basado en el movimiento de un pistón que se desplaza en respuesta a la expansión y contracción de un medio de trabajo. Dicho medio de trabajo es un fluido incompresible.

Debido a la demanda mundial en aumento, la investigación se dirige constantemente a medios para producir potencia o energía para los dispositivos de los que depende nuestra vida diaria. En los últimos años, otra área de investigación ha incluido fuentes alternativas de energía. Dicha investigación está en constante aumento, y la razón de ello es la confirmación de la cantidad limitada de combustibles fósiles existentes en la tierra. Esta investigación puede ser generada también por el deseo creciente de proporcionar energía a las gentes que viven en lugares remotos de todo el mundo, y que ahora carecen de ella.

Entre las fuentes de energía alternativas sobre las que se ha enfocado la investigación está la energía solar. Dicha energía solar es captada por células fotovoltaicas que la transforman en electricidad. La investigación sobre energía solar está dirigida también a dispositivos que captan el calor del sol para su uso en cierta variedad de formas.

Como antes se ha expuesto, en relación con los ejemplos de motores de combustión interna y los molinos de viento o generadores eólicos, el problema a resolver tanto por las células fotovoltaicas y los dispositivos de caldeo solar es la conversión de un tipo de energía en otro. En las células solares, la energía de la luz del sol es utilizada para excitar electrones en las células solares, con lo que la energía solar se convierte en energía eléctrica. Por otra parte, en las células de caldeo solar, la energía del sol es captada típicamente por un fluido, tal como los paneles solares de agua caliente, que pueden verse típicamente en los tejados de los edificios.

Sumario de la invención

La presente invención ha sido desarrollada teniendo en cuenta el problema antes descrito. Como resultado, esta invención está dirigida a un nuevo dispositivo para convertir una forma de energía en otra, y puede utilizar también energía solar y/o de otras fuentes de energía convencionales.

De acuerdo con ello, esta invención proporciona un motor hidráulico térmico que utiliza la expansión y contracción de un fluido mediante la transmisión y la retirada alternativas de calor a, o de un fluido de trabajo. La energía proporcionada puede ser mecánica y/o eléctrica.

Una ventaja de la presente invención es que puede ser utilizada una cierta variedad de fuentes de calor para calentar y/o enfriar el fluido de trabajo.

En consecuencia, otra ventaja de esta invención es que resulta sustancialmente no contaminante.

A lo largo de estas líneas se apreciará que una ventaja adicional de la invención es que puede trabajar con energía térmica, por lo que puede emplear energía solar.

Además, una ventaja de esta invención es que dado que puede emplear energía solar, puede ser utilizada para lograr potencia en áreas remotas.

Otra ventaja adicional de la invención es que puede utilizar calor y/o agua calentada producida mediante los procedimientos existentes. De acuerdo con ello, la presente invención puede hacer uso de energía térmica, que de otro modo no sería utilizada corrientemente y se desecharía.

Otra ventaja más es que la presente invención puede trabajar sin el uso de combustibles fósiles.

Se consigue también la ventaja en esta invención de que puede producir energía sin contribuir a aumentar los gases y partículas de desecho emitidas a la atmósfera por la quema de combustibles fósiles.

Igualmente, una ventaja de la presente invención es que puede incluir un diseño relativamente sencillo que elimine la necesidad de una seria compleja de válvulas para controlar el flujo de un fluido de trabajo a través del sistema.

De acuerdo con ello, otra ventaja de la invención es que proporciona un diseño sencillo, lo que reduce los costes de construcción y de mantenimiento.

De acuerdo con estos y otros objetivos y ventajas, la presente invención proporciona un motor hidráulico térmico. Dicho motor incluye un bastidor. El motor utiliza un fluido de trabajo que cambia de volumen con los cambios en la temperatura. Un recipiente del fluido de trabajo aloja dicho fluido. Hay un cilindro sujeto al bastidor, que incluye un espacio interior. Dicho cilindro incluye también un pasaje para la introducción del fluido de trabajo dentro del espacio interior. Un pistón está alojado en el espacio interior del cilindro. El recipiente del fluido de trabajo, el espacio interior del cilindro, y el pistón, definen un espacio cerrado rellenado por el fluido de trabajo. El motor incluye también medios para transmitir calor al fluido de trabajo y para retirarlo de él, con lo que se hace que alternativamente, el fluido de trabajo se expanda y se contraiga, sin sufrir un cambio de fase. El pistón se mueve en respuesta a la expansión y contracción del fluido de trabajo.

De acuerdo con aspectos adicionales preferidos, la presente invención proporciona un motor hidráulico térmico. El motor incluye un bastidor. Dicho motor incluye también un fluido de trabajo que cambia de volumen con los cambios de temperatura. Un recipiente del fluido de trabajo aloja dicho fluido. Hay dispuesto un diafragma flexible en un extremo del recipiente del fluido de trabajo. Dicho diafragma flexible se mueve en respuesta a la expansión y contracción del fluido de trabajo, sin cambio de fase en dicho fluido. Un vástago de conexión en contacto con el diafragma flexible se mueve en respuesta al movimiento del diafragma flexible. El motor incluye también medios para transmitir calor al fluido de trabajo y para retirarlo de él, lo que hace que dicho fluido se expanda y se contraiga alternativamente.

Otros objetos y ventajas de la presente invención serán apreciados fácilmente por los expertos en esta técnica en la descripción detallada que sigue, en la que se muestran y describen sólo las realizaciones preferidas de esta invención, simplemente como ilustración de la mejor modalidad contemplada para la puesta en práctica de ella. Como se apreciará, la invención es capaz de otras realizaciones diferentes, y sus diversos detalles pueden ser modificados en diversos aspectos sin apartarse de dicha invención. De acuerdo con ello, los dibujos y la descripción han de ser considerados como de naturaleza ilustrativa, y no restrictiva.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 es un diagrama esquemático que ilustra una realización de una planta motriz que incluye un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 2 es un diagrama esquemático que ilustra varios componentes de una realización de un motor hidráulico térmico accionado por energía solar, de acuerdo con la presente invención;

La fig. 3 es una vista superior de varios componentes que pueden ser accionados por un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que representan la carga sobre dicho motor;

La fig. 3a representa una realización de cadena de accionamiento de engranaje y rueda dentada, que puede ser accionada por el motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente realización;

La fig. 4 representa un diagrama esquemático que ilustra varios componentes de otra realización de un motor hidráulico térmico solar de acuerdo con la presente invención, utilizado para accionar una bomba de agua;

La fig. 5 representa una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye tres cilindros;

La fig. 6 representa las diversas etapas del funcionamiento de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye tres cilindros;

La fig. 7 corresponde a una realización y funcionamiento de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye cuatro cilindros;

La fig. 8 representa la posición de un pistón al comienzo de una carrera motriz de un pistón de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la invención;

La fig. 9 representa el emplazamiento giratorio de un cigüeñal en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que indica las diversas posiciones de dicho cigüeñal con relación a la expansión y a la contracción del fluido de trabajo, y la introducción y retirada de calor procedente de dicho fluido de trabajo;

La fig. 10 es un gráfico que muestra los márgenes operativos de las temperaturas y presiones de un fluido de trabajo utilizado en una realización del motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 11 es una vista de un corte transversal de una realización de un intercambiador térmico y un recipiente de fluido de trabajo, para uso con el motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que emplea mercurio como fluido de trabajo;

La fig. 13 representa una realización de la pared de un recipiente para uso con una realización de un recipiente de dicho fluido de trabajo, de acuerdo con una realización de la presente invención;

La fig. 14 es una vista de un corte transversal de otra realización de un cilindro y pistón que puede ser empleada en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 14a es una vista de un corte transversal de la realización de un pistón y un vástago de conexión mostrados en la fig. 14;

La fig. 15 corresponde a una vista ampliada de un corte transversal de una porción de la realización de un cilindro y pistón mostrados en la fig. 14;

La fig. 16 es una vista de un corte transversal de una realización de un extremo de un cilindro de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye un plato flexible para transmitir la fuerza generada por la expansión del fluido de trabajo a un fluido hidráulico, y finalmente a un pistón:

La fig. 17 es una vista lateral de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye un cilindro montado en un cigüeñal y montado pivotablemente a un anclaje flotante que se desliza dentro de una guía montada en un bastidor;

La fig. 18 representa la realización mostrada en la fig. 17, en la que el pistón inicia su recorrido motor y el cigüeñal ha comenzado a girar;

La fig. 19 corresponde a la realización mostrada en las figs. 17 y 18, en la que el pistón ha iniciado su recorrido de retorno y el anclaje flotante se desliza hacia atrás dentro de su guía;

La fig. 20 representa una vista lateral de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye dos resortes para empujar el pistón en la dirección de su recorrido de retorno y el anclaje flotante mostrado en las fig. 17 a 19;

La fig. 21 es una vista lateral de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye un bastidor en el que están montados los componentes del motor;

La fig. 22 es una vista de un corte transversal de una realización de un cilindro de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, en el que un intercambiador térmico está montado dentro del recipiente del fluido de trabajo;

Las figs. 23A a 23H son vistas de cortes transversales de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye cuatro cilindros dispuestos radialmente y que ilustran el motor a través de las diversas partes de un ciclo del citado motor;

La fig. 24 es una vista en perspectiva de la realización mostrada en las figs. 23A a 23H;

La fig. 25A representa una realización de un cilindro que puede ser incluido en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, y en el que el cilindro incluye una única lumbrera de entrada y de salida para el paso de un fluido de trabajo dentro y fuera del cilindro;

La fig. 26 representa una realización de un cilindro que puede estar incluido en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, cuyo cilindro incluye dos lumbreras para el paso del fluido hidráulico dentro y fuera del cilindro, de modo que el recorrido de retorno del pistón sea también un recorrido motor;

La fig. 27 es una vista esquemática de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye intercambiadores térmicos directos en vez de intercambiadores térmicos para introducir calor dentro del fluido de trabajo del motor hidráulico térmico;

La fig. 28 es una vista de un corte transversal de una realización de un intercambiador térmico directo que puede ser utilizado en una realización de la invención mostrada en la fig. 26;

La fig. 29 es una vista desde un extremo del intercambiador térmico directo mostrado en la fig. 26;

La fig. 30 representa una vista en proximidad del intercambiador térmico directo mostrado en las figs. 28 y 29;

La fig. 31 es una vista de un corte transversal de una realización de una válvula mecánica que puede ser utilizada para dirigir el fluido de trabajo y/o el fluido de caldeo, y/o el fluido enfriador, a diversas partes del motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 32 es una vista de un corte transversal de una realización de un cigüeñal y un brazo de manivela de un pistón, que puede ser incluida en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 33 es una vista de un corte transversal del cigüeñal mostrado en la fig. 32, que muestra posiciones múltiples del brazo de manivela del pistón a través de una parte del ciclo del motor;

La fig. 34 es una vista de un corte transversal de un cilindro de un motor hidráulico térmico de acuerdo con una realización de la presente invención, que incluye un cigüeñal mostrado en la fig. 33, y que ilustra la posición del brazo de manivela del pistón a través de una parte del ciclo del motor;

La fig. 35 es una vista de un corte transversal de otra realización de una disposición de cigüeñal y de brazo de manivela del pistón, que puede ser utilizada en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 36 es una vista lateral del momento de un brazo de manivela que incluye unas nervaduras de refuerzo;

La fig. 37 representa otra realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, y de varios componentes asociados que incluyen un colector térmico solar;

La fig. 38 es una vista desde arriba del colector térmico solar mostrado en la fig. 37;

La fig. 39 es una vista lateral de un corte transversal del colector térmico solar de acuerdo con la presente invención, que incluye un accionamiento de cadena seguidora según la estación del año, que muestra varias posiciones del colector térmico solar;

La fig. 40 representa otra realización alternativa de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 41 representa otra realización alternativa más de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 42 representa una realización de una transmisión que incluye un volante que puede ser utilizado con una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención;

La fig. 43 representa una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye un pistón que ejerce potencia tanto en su carrera motriz como en su carrera de retorno, y que incluye un colector térmico solar pasivo como fuente térmica, y que acciona una bomba de agua; y

La fig. 44 representa otra realización de un cilindro, pistón, y brazo de manivela, de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada de varias realizaciones preferidas de la invención

Como ya se ha dicho, la presente invención es un motor que deriva energía de la expansión y contracción de un fluido de trabajo, al ser aplicado y retirado calor alternativamente a y de dicho fluido de trabajo. La expansión y contracción del fluido son transformadas en energía mecánica por medio de la presente invención. La energía mecánica puede ser utilizada de modo directo. Alternativamente, la energía mecánica puede ser transformada en otra forma de energía, tal como electricidad.

De acuerdo con ello, la presente invención incluye un fluido de trabajo que experimenta cambios de volumen con los cambios en la temperatura. Más potencia puede ser obtenida del funcionamiento del motor si el fluido de trabajo experimenta mayores cambios de volumen en un cierto margen de temperaturas, que si esos fluidos experimenten menores cambios de volumen en el mismo margen de temperatura.

Entre las características que pueden ser consideradas al seleccionar un fluido de trabajo, están el coeficiente de expansión de dicho fluido, y la velocidad a la que es transferido el calor al fluido. No obstante, en algunos casos, un fluido que responda rápidamente a cambios en la temperatura puede tener un coeficiente de expansión bajo. Por tanto, estos factores deben ser compensados con objeto de conseguir el efecto deseado para el motor. Otros factores que pueden ser considerados en la selección de un fluido de trabajo incluyen cualquier efecto cáustico que el fluido pueda tener sobre el recipiente del fluido de trabajo, el medio ambiente, y el personal que trabaja con el motor.

Un factor muy importante en la determinación del tamaño diseño, coste, velocidad, y otras características del motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención es el fluido de trabajo. Varios fluidos tienen diversas conductividades térmicas y diversos coeficientes de expansión, entre otras características, que pueden afectar a las características del motor. Por ejemplo, Los coeficientes de expansión del fluido de trabajo pueden determinar la cuantía de dicho fluido necesaria para accionar el motor. El coeficiente de expansión puede afectar también a la cantidad de calor necesario para expandir el fluido de trabajo.

El cambio de la cantidad de calor necesario para expandir el fluido de trabajo puede cambiar el tamaño del colector térmico solar y del intercambiador térmico que proporcionan el calor, entre otros factores. En realizaciones de la presente invención en las que el calor es proporcionado por otras fuentes de energía, la cantidad de energía necesaria para generar calor que expanda el fluido de trabajo puede ser alterada sobre la base de las características de expansión térmica. Por ejemplo, si un fluido se expande en alto grado al ser le impartido calor, menos calor será requerido para proporcionar la necesaria expansión al motor. Esto permite, por ejemplo, una disminución en el tamaño de los colectores solares, una disminución en la cuantía de energía necesaria para expandir el fluido, o una disminución en el tamaño del intercambiador térmico.

La fig. 27 muestra un ejemplo de un motor hidráulico térmico que incluye una fuente térmica solar. Aunque la realización mostrada en la fig. 27 incluye colectores térmicos solares, puede ser utilizada una cierta variedad de fuentes térmicas, si se utilizan transferencia térmica directa o intercambiadores térmicos. Por ejemplo, un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención puede utilizar calor de grado bajo para ejecutar el trabajo. Un motor hidráulico térmico de acuerdo con esta invención puede utilizar también fuentes de combustible de grado medio y alto. Sólo gases licuados corresponden al alcance de la invención, tales como, por ejemplo, argón líquido, nitrógeno líquido, oxígeno líquido. Otro ejemplo de un fluido de trabajo que puede ser utilizado de acuerdo con la presente invención es dióxido de carbono líquido, así como otros fluidos que incluyen etano, etileno, hidrógeno líquido, oxígeno líquido, helio líquido, gas natural licuado, y otros gases licuados.

Para captar la energía en la expansión del fluido, éste es alojado dentro de un espacio cerrado. Dicho espacio cerrado puede incluir muchos elementos diferentes. No obstante, el espacio cerrado incluye típicamente al menos un recipiente de fluido de trabajo.

Preferiblemente, el fluido de trabajo llena del todo, o sustancialmente del todo el interior del recipiente de dicho fluido, cuando éste se halla no expandido o sustancialmente no expandido. Dicho en otros términos, típicamente, el fluido de trabajo es colocado en el recipiente del mismo en su estado más denso, en el que ocupa el menor volumen. El recipiente del fluido de trabajo puede estar obturado, o conectado a otros componentes del motor.

El volumen del recipiente de fluido de trabajo depende, entre otros factores, del tamaño del motor, la aplicación, la cuantía de fluido de trabajo requerido para dicha aplicación, y la cuantía del fluido de trabajo que se expande y contrae con los cambios en la temperatura. El volumen interior exacto del recipiente de fluido de trabajo será expuesto más adelante con referencia a realizaciones específicas. No obstante, dichas realizaciones sólo son de naturaleza ilustrativa, y no exhaustiva, por lo que sólo representan ejemplos de recipientes del fluido de trabajo.

Preferiblemente, el recipiente de fluido de trabajo está hecho de un material que pueda soportar la presión del fluido de trabajo al expandirse éste. Materiales que pueden ser utilizados para el recipiente del fluido de trabajo incluyen metales tales como cobre, plásticos, cerámicas, acero al carbono, acero inoxidable, o cualesquiera otros materiales que puedan soportar las temperaturas y presiones relacionadas con la aplicación específica. Con independencia del material utilizado, preferiblemente no es deformable, o sustancialmente así cuando se somete a las fuerzas generadas por la expansión del fluido. El material puede cambiar debido al efecto del calor, pero preferiblemente no es así debido a la fuerza del fluido en expansión. La no deformabilidad del material del que está hecho el recipiente del fluido de trabajo es útil para transmitir la fuerza de la expansión de dicho fluido cualquiera que sea el miembro móvil, tal como el pistón que incluye la realización particular de la presente invención.

Otra tensión a la que está sometido el recipiente del fluido de trabajo es la que resulta del caldeo y enfriamiento del propio fluido. Al aumentar la temperatura de dicho fluido de trabajo, su recipiente puede expandirse debido a la aplicación del calor. De igual modo, al enfriarse el fluido de trabajo, los materiales en contacto con el fluido se enfrían y pueden contraerse.

Por tanto, con independencia del material utilizado, no sólo debe ser capaz de soportar las temperaturas y presiones de una aplicación particular, sino que debe ser capaz también de soportar los cambios en las temperaturas y presiones que se producen continuamente durante el funcionamiento de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, la fatiga del metal podría ser un problema en realizaciones que estén hechas de metal. No obstante, la fatiga metálica puede ser evitada por los expertos en esta técnica, que pueden adaptar el metal particular a las condiciones particulares con una realización dada.

De acuerdo con ello, es preferible que los materiales en contacto con el fluido de trabajo, tales como los del recipiente de dicho fluido, cuenten también con ciertas características elásticas. Un material que sea excesivamente quebradizo podría tender a romperse y a producir fugas, lo que haría que el motor quedase inoperativo.

El número de contenedores de fluido de trabajo incluidos en una realización de la presente invención depende típicamente del número de cilindros u otros dispositivos utilizados para captar la energía de la expansión del fluido de trabajo. Preferiblemente, dicho número es igual al número de dispositivos captores de la expansión. No obstante, es admisible que pueda haber más o menos recipientes de fluido de trabajo.

Por ejemplo, una realización de la presente invención incluye un pistón que es movido adelante y atrás dentro de un cilindro en ambas direcciones por la expansión del fluido de trabajo. Dicha realización puede incluir dos recipientes de fluido de trabajo por cada cilindro. Por tanto, como puede apreciarse, el número de recipientes de fluido de trabajo en la realización de la invención puede variar.

El recipiente del fluido de trabajo puede estar interconectado a un cilindro. Alternativamente, el recipiente del fluido de trabajo puede estar aislado en un sistema de contención del fluido. De acuerdo con dicho sistema, la fuerza generada por la expansión del fluido de trabajo no es transmitida directamente a un pistón u otro miembro desplazable, sino que lo es indirectamente.

Si el recipiente del fluido de trabajo y el cilindro están conectados de modo que la fuerza de la expansión de dicho fluido sea transmitida directamente a un pistón u otro miembro desplazable, dicho recipiente y cilindro pueden estar conectados entre sí según una cierta variedad de formas. Por ejemplo, un tubo, manguera, u otro conducto puede ser utilizado para conectar el recipiente de fluido de trabajo al cilindro. Alternativamente, dicho recipiente puede estar conectado directamente al cilindro. Con preferencia, si el cilindro está conectado al recipiente del fluido de trabajo por medio de una manguera u otro conducto, éstos están hechos también de un material que se resista a los cambios en la forma como resultado de las fuerzas aplicadas por la expansión del fluido de trabajo. Un ejemplo de dicho material incluye una manguera de caucho reforzada con acero.

Como antes se ha dicho, el fluido de trabajo puede estar aislado en su recipiente. De acuerdo con dichas realizaciones, en vez de ser transmitida directamente al pistón, la fuerza del fluido de expansión puede ser transmitida a un fluido hidráulico, que luego transmite dicha fuerza al pistón.

De acuerdo con dichas realizaciones, el fluido de trabajo está alojado dentro de su recipiente, y ésta está en contacto con el intercambiador térmico. No obstante, en vez de que el fluido de trabajo se desplace desde su recipiente al interior de un cilindro para accionar un pistón al expandirse dicho fluido, el extremo del recipiente del fluido de trabajo que no está rodeado por el intercambiador térmico está cerrado por un plato ciego flexible.

En la realización mostrada en la fig. 12, el recipiente del fluido de trabajo y el sistema hidráulico pueden ser considerados como que definen dos secciones que forman un sistema general de contención del fluido. El plato ciego flexible 180 puede ser considerado como un aislante del fluido de trabajo. Por tanto, en dichas realizaciones, el recipiente 182 del fluido de trabajo puede ser citado como una sección aislante del fluido. Otra parte del sistema de recipiente de fluido es el sistema hidráulico. El sistema hidráulico puede ser considerado como una sección de transferencia, que transfiere la fuerza del fluido de trabajo al pistón.

Un sistema de contención del fluido es particularmente útil si el fluido de trabajo es un material cáustico o peligroso, tal como mercurio. No sólo la sección de contención y transferencia permite que un fluido de trabajo peligroso sea utilizado en el motor, sino que permite también que las secciones del motor sean fabricadas y transportadas separadamente, y mantenidas también separadamente. Por ejemplo, el recipiente del fluido de trabajo, con o sin el intercambiador térmico 186, podría ser transportado separadamente del intercambiador y el cilindro con los que ha de ser interconectado.

El sistema de contención del fluido incluye el plato ciego flexible, así como el depósito hidráulico y otras mangueras, adaptadores, tuberías, y pasajes, que pueden ser necesarios para permitir que el fluido hidráulico accione el pistón. Como antes se ha expuesto, el plato ciego flexible permite que la fuerza del fluido de trabajo en expansión sea transmitida al fluido hidráulico. Con independencia de los componentes y materiales utilizados en la construcción del sistema de contención del fluido, preferiblemente éste mantiene la temperatura y presión del fluido de trabajo.

De acuerdo con esa realización, una pestaña de montaje 188 se extiende en torno a la abertura del recipiente 182 del fluido de trabajo. Con preferencia, el plato ciego flexible 180 es situado entonces sobre la pestaña de montaje 188, conectada al recipiente 182 del fluido de trabajo. El depósito de fluido hidráulico puede estar unido entonces sobre el plato ciego flexible. Preferiblemente, el depósito de fluido hidráulico incluye una pestaña de montaje 190 que tiene una forma correspondiente a la forma de la pestaña de montaje 188 sobre el recipiente 182 del fluido de trabajo. El depósito de dicho fluido y el recipiente de fluido de trabajo pueden estar conectados herméticamente entre sí con objeto de obturar el espacio entre ellos, con lo que se evita que el fluido de trabajo escape de su recipiente.

El depósito de fluido hidráulico está conectado directamente o a través de uno o más conductos al cilindro. El fluido hidráulico actúa entonces como fluido de trabajo, si no estuviese aislado del recipiente de dicho fluido.. De acuerdo con dicha realización, al expandirse dicho fluido de trabajo aplica presión al plato ciego flexible, el cual aplica entonces fuerza al fluido hidráulico. Se crea entonces una presión sobre dicho fluido hidráulico. La presión aplicada a dicho fluido hace que se aplique presión a toda la superficie del depósito, cilindro, y pistón. Dado que el pistón es el único miembro móvil en el sistema, se mueve en respuesta a dicha presión.

La fig. 13 muestra la pared de contención entre el interior del recipiente de fluido de trabajo y el interior del intercambiador térmico.

El número de recipientes de fluido de trabajo, y posiblemente la sección de contención pueden variar en función de, entre otros factores, el número de cilindros y si se utiliza una carrera motriz de retorno, como se describe más adelante.

Como antes se ha expuesto, el fluido de trabajo se expande, y ya sea directa o indirectamente es dirigido hacia un cilindro. Dicho cilindro constituye el corazón de la invención, ya que aloja el pistón al que es transmitida la fuerza del fluido de trabajo en expansión, para mover así el cilindro e iniciar la energía mecánica producida por la invención.

Como con el recipiente de fluido de trabajo y otros componentes de la invención, el cilindro puede estar hecho de una cierta variedad de materiales. La exposición anterior relativa a las tensiones sobre el recipiente del fluido de trabajo y el material del que está hecho se aplica al cilindro. De acuerdo con ello, los mismos materiales pueden ser utilizados para formar el cilindro.

El tamaño del cilindro puede variar, en función de un cierto número de factores relacionados con la aplicación específica. Factores que pueden ser importantes en la determinación del tamaño del cilindro incluyen, entre otros, el número de cilindros, la carga particular sobre el motor, y la cuantía de energía que ha de ser producida. Un tamaño típico del volumen interior de un cilindro incluido en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, es aproximadamente de 5735 cm^{3} a aproximadamente 327.740 cm^{3}. No obstante, el tamaño de cada uno de los cilindros puede variar desde aproximadamente 10,2 cm de diámetro hasta aproximadamente 91,4 cm de diámetro.

De acuerdo con una realización, un motor con un cilindro que tenga un diámetro aproximado de 12,7 cm y una carrera de pistón de aproximadamente 45,7 cm, genera aproximadamente una potencia de 10 caballos.

Preferiblemente, el cilindro tiene una forma de su sección transversal circular o sustancialmente circular.

Las figs. 5, 7 y 14 ilustran ejemplos de varias realizaciones de cilindros que pueden ser utilizados en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención.

El cilindro puede estar montado sobre un bastidor, al cual van montados también otros componentes de la presente invención. El cilindro puede estar montado al bastidor de modo fijo o articulado. Las figs. 17, 18, y 19 muestran una realización de la presente invención en la que el cilindro 200 está articulado o montado pivotablemente a un bastidor 202. De acuerdo con esta realización, el cilindro 200 incluye un miembro de conexión 204 tal como una horquilla u otro miembro adecuado, que puede estar unido a un miembro complementario en el bastidor 202. Un pasador 206 es un medio que puede ser utilizado para conectar el cilindro al bastidor. Al moverse el pistón a través de su ciclo y girar el cigüeñal, el cilindro pivotará en torno a su anclaje.

La realización mostrada en las figs. 17 a 19 incluye también un anclaje flotante. De acuerdo con esta realización, el cilindro está montado pivotablemente al anclaje, de modo que pueda pivotar. El anclaje está montado de modo desplazable dentro de una guía 208. Dicha guía 208 permite que dicho anclaje se deslice desde la derecha a la izquierda, como se muestra en las figs. 17 a 19. La guía 208 puede estar conectada directa o indirectamente al bastidor 202.

El anclaje flotante permite que el pistón se contraiga sin tener que esperar a que el cigüeñal continúe su giro, y sin tener que vencer cualquier otra fuerza que tienda a actuar sobre el pistón en dirección opuesta a su carrera de retorno.

Con independencia de la realización de la presente invención, ésta puede incluir un anclaje flotante.

La fig. 20 muestra una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye los resortes 210 para empujar o tender a mover el pistón en la dirección de su carrera de retorno. Si el motor incluye resortes, puede incluir al menos uno de ellos. El uso de resortes para hacer que el cilindro se mueva en la dirección de su carrera de retorno puede ser importante para mantener una presión sobre el fluido de trabajo en todo momento. Esto resulta particularmente con algunos fluidos de trabajo, tales como el FREON, sustitutos de éste, y compuestos análogos.

De acuerdo con la realización mostrada en las figs. 5, 6, y 7, el fluido de trabajo es introducido dentro de un extremo del cilindro. Por tanto, los cilindros según esta realización incluyen una conexión sólo en este extremo. No obstante, de acuerdo con otras realizaciones que se exponen en detalle más adelante, la carrera de retorno así como la carrera motriz son mandadas por medio del fluido de trabajo. De acuerdo con esas realizaciones, el cilindro puede incluir medios para introducir un fluido de trabajo dentro de ambos extremos del cilindro. Dichas realizaciones pueden incluir también una obturación en torno a un vástago de conexión unido al pistón, como se describe en detalle más adelante.

Los cilindros de trabajo de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención pueden incluir una lumbrera para el paso del fluido de trabajo dentro y fuera del cilindro. De acuerdo con dichas realizaciones, la expansión del fluido de trabajo impulsa al pistón a través de su carrera motriz. Dicha realización se muestra en corte transversal en la
fig. 25.

En esta realización, el cilindro 325 incluye una entrada 328 del fluido de trabajo al interior del cilindro. La expansión de dicho fluido aplica fuerza a la pared del área superficial que define el espacio 330 dentro del cual es introducido dicho fluido de trabajo. Al expandirse este fluido aplica fuerza a la cara 332 del pistón 334 situado dentro del cilindro 326. El obturador 336 evita que el fluido penetre en la parte restante del volumen interior del cilindro. La fuerza aplicada a la superficie del pistón desplaza a ésta a una posición extendida, como se muestra con 338. El pistón puede ser mandado en su carrera de retorno por las fuerzas creadas por la contracción del fluido, así como por las fuerzas aplicadas al brazo de manivela 340 por otros cilindros en un motor de múltiples cilindros al ejecutar éstos su carrera motriz, o por otras fuerzas.

La fig. 26 muestra una realización alternativa de un cilindro de acuerdo con la presente invención, que incluye dos lumbreras 344 y 346 para el paso de un fluido de trabajo dentro y fuera del cilindro. La inclusión de estas dos lumbreras permite al pistón ser mandado en ambas direcciones. Dicho en otros términos, el pistón ejecuta constantemente una carrera motriz con independencia de la dirección de movimiento del pistón.

Dicha realización no requiere fuerzas exteriores para producir el retorno del cilindro. Un cilindro de doble lumbrera permite también que un pistón trabaje en dos direcciones. Significativamente, un cilindro de doble lumbrera puede permitir que un motor hidráulico térmico de acuerdo con esta invención trabaje con un solo cilindro.

Otro beneficio de incluir cilindros hidráulicos de doble lumbrera en un motor hidráulico térmico según la presente invención, es que el tamaño del motor puede disminuir ya que el cilindro puede proporcionar energía para trabajar sobre una carga, con los cilindros moviéndose en cada dirección. Aunque el motor puede ser reducido de tamaño, un único cilindro con dos lumbreras no puede reemplazar a dos cilindros con una única lumbrera, ya que la lumbrera del lado del pistón donde está montado el árbol del pistón aplica menos fuerza al pistón debido a que el área superficial de éste queda reducida por el área del árbol.

Un beneficio adicional de los cilindros hidráulicos de doble lumbrera es que el flujo de fluido de trabajo entre los cilindros puede estar interconectado. De acuerdo con dicha realización, la lumbrera principal, que sería aquélla por donde entra el fluido para accionar el pistón en su carrera motriz, en un cilindro que incluya una sola lumbrera, tal como la 344 en la realización mostrada en la fig. 26, puede estar conectada a una segunda lumbrera tal como la 346 en la realización mostrada en dicha fig. 26, de un cilindro diferente.

Una realización que incluya cilindros interconectados permite que un pistón sea empujado por un primer cilindro que es accionado por el fluido que fluye por la lumbrera principal, y extraído por el fluido que sale por la segunda lumbrera de ese cilindro. De acuerdo con esta realización, el cigüeñal girará constantemente por la fuerza aplicada por todos los cilindros, ya que los pistones son desplazados constantemente por el fluido de trabajo que fluye simultáneamente dentro y fuera de las lumbreras primera y segunda. Dicho diseño permite que el tamaño del motor sea reducido. De acuerdo con una realización, un motor hidráulico térmico que incluya dos lumbreras por cilindro, puede ser disminuido de tamaño casi a la mitad, en comparación con un motor que incluya cilindros de lumbrera única.

El efecto de un cilindro de doble lumbrera puede ser conseguido, al menos parcialmente, con el uso de un cilindro de lumbrera única si es proporcionado gas al lado del pistón opuesto al fluido de trabajo, El gas puede ser presurizado para mantener un equilibrio de presiones sobre el pistón, cuando éste se halla totalmente en la posición retirada. Al desplazarse el pistón en su carrera motriz, el gas será comprimido debido a que el fluido de trabajo presiona contra dicho pistón. La mayor fuerza hidráulica del fluido de trabajo será típicamente mucho mayor que la fuerza neumática proporcionada por el gas. Por tanto, el gas típicamente reducirá sólo ligeramente el movimiento hacia delante del pistón. Al contraerse el fluido de trabajo, las fuerzas hidráulicas sobre el pistón se reducen. Estas fuerzas reducidas están típicamente más próximas en magnitud a las fuerzas neumáticas generadas por el gas, lo que permite que dicho gas ayude al pistón a retornar a la posición inicial.

El diseño de una cámara con el empleo de un gas como resorte, como se ha descrito, puede servir para evitar el desarrollo de presiones extremas. La presión del gas habría de ser más alta que la presión hidráulica en la posición de equilibrio. Adicionalmente, la presión del gas debe ser suficientemente grande como para vencer la inercia del pistón y las fuerzas de fricción del obturador tórico entre el pistón y la pared del cilindro.

Como antes se ha dicho, un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención puede incluir sólo un cilindro. El cilindro único puede ser mandado por el fluido que fluye dentro y fuera de las dos lumbreras incluidas en proximidad a los extremos opuestos del cilindro. Un único cilindro de un motor hidráulico de acuerdo con la presente invención puede incluir también al menos un volante unido al sistema de transmisión, para permitir un giro total del cigüeñal.

La fig. 12 muestra una realización de una transmisión que puede ser utilizada con un motor hidráulico térmico según esta invención. La transmisión mostrada en la fig. 42 incluye una pluralidad de engranajes 800 para reunir la potencia creada por el motor. El volante 502 se halla en el lado de r.p.m. más altas del engranaje de la transmisión. El árbol central 804 es el cigüeñal principal del motor, que típicamente trabaja con un régimen bajo de revoluciones. Los engranajes están montados sobre unas placas de acero 506 de 12,5 cm por 1,3 cm. Igualmente, en la realización mostrada en la fig. 42, los engranajes están montados separados aproximadamente 40,6 cm. Por supuesto que los expertos en esta técnica podrán utilizar un número diferente de engranajes montados de manera diferente sobre soportes también diferentes. Los expertos en la técnica podrán también conectar los engranajes entre sí y al motor de manera diferente.

En realidad y de manera teórica, un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención podría incluir un único cilindro, que incluyese sólo una única lumbrera para la introducción de un fluido de trabajo, si se proporciona un volante de tamaño suficiente para permitir el giro del cigüeñal. Los expertos en la técnica podrían determinar el tamaño necesario del volante sin necesitar experimentación, sobre la base de la exposición aquí contenida.

Un miembro de pistón desplazable puede estar situado dentro del cilindro. Un ejemplo de dicho miembro desplazable es un pistón. El miembro desplazable se desliza hacia delante y hacia atrás a todo lo largo del cilindro, en respuesta a los cambios en el volumen del fluido con los cambios en la temperatura.

Para mantener el fluido de trabajo en un espacio cerrado, con preferencia dicho fluido es impedido de pasar entre el cilindro y el pistón. Esto puede ser conseguido haciendo que el pistón tenga un área de su sección transversal sólo muy ligeramente menor que el área de la sección transversal del cilindro. Igualmente, una ayuda para asegurar la obturación entre el pistón y el cilindro es que el pistón tenga sustancialmente la misma forma de la sección transversal del interior del cilindro.

Cualquier espacio entre el pistón y el cilindro puede ser obturado también mediante la disposición de un obturador en torno al pistón. Alternativamente, un obturador puede estar situado sobre la superficie del pistón que mira hacia el interior del cilindro, en torno al borde del pistón. El obturador ayuda a asegurar que el espacio entre el pistón y el cilindro quede obturado. La obturación de dicho espacio ayuda a asegurar que cualquier energía que pueda ser derivada de la expansión del fluido sea transferida al pistón, y no desperdiciada por la fuga de fluido entre el pistón y el cilindro. Si el fluido se fugase, podría degradarse el rendimiento del motor.

Las figs. 14, 14a, y 15 muestran una realización alternativa de una disposición de pistón y cilindro, que puede ser utilizada en un motor de acuerdo con esta invención. Según esta invención, el fluido de trabajo es introducido en el cilindro, en ambos lados del pistón 192. De acuerdo con ello, el área de la pared 194 en la que se juntan el cilindro y el pistón es obturada por los obturadores 196 y 198, en ambos lados del pistón 192.

Para transmitir la fuerza desde el pistón al cigüeñal u otro miembro de transmisión, un vástago o biela de conexión puede estar unido al pistón. En realizaciones sin carrera motriz de retorno, el vástago de conexión puede estar conectado al lado del pistón opuesto al lado que mira hacia el fluido de trabajo, o al fluido hidráulico en realizaciones que incluyen un sistema de contención de fluido de trabajo. En las realizaciones que incluyen carrera motriz de retorno, el vástago de conexión sigue conectado al pistón. No obstante, ambos lados del pistón están en contacto con el fluido de trabajo.

En las realizaciones que incluyen la carrera motriz de retorno, el extremo del cilindro por el que sobresale el vástago de conexión 201 debe estar obturado por un obturador 203, para mantener la presión del fluido de trabajo para la carrera motriz de retorno.

Como se muestra en la fig. 14a, la fuerza del fluido de trabajo sobre el lado del pistón que está unido al vástago de conexión 201 será transmitida sólo a esa parte del pistón 192 que rodea dicho vástago. Esto hace que una fuerza efectiva reducida sea enviada al cigüeñal. Esta reducción en el área de servicio del pistón puede ser compensada mediante el aumento de la capacidad y velocidad con la que el calor es transferido al fluido de trabajo.

La fig. 16 muestra una realización alternativa de un motor hidráulico térmico que incluye un plato ciego flexible. De acuerdo con esta realización, la fuerza generada indicada con flechas en la fig. 16 y debida a la expansión del fluido de trabajo, aplica fuerza al plato ciego flexible 205. Dicho plato actúa entonces sobre el miembro 199 y lo desplaza. El movimiento de dicho miembro 199 puede ser guiado por la guía 207. El miembro 199 está interconectado a un cigüeñal u otro mecanismo de accionamiento (no mostrado en la fig. 16). El plato 205 puede estar sujeto entre las pestañas de montaje 209 y 211, al igual que en la realización mostrada en la fig. 12.

Con independencia de si el motor incluye una carrera motriz de retorno, el vástago de conexión puede estar unido al pistón de manera fija o desplazable. Si dicho vástago está unido fijamente al pistón, entonces el cilindro preferiblemente está montado de modo articulado al bastidor. Con independencia de si el vástago de conexión está unido de modo fijo o móvil al pistón, dicho vástago puede incluir una o más secciones.

El vástago de conexión puede estar conectado a un cigüeñal y a otros elementos de transmisión, para accionar un dispositivo o un generador eléctrico. En algunas realizaciones, el cilindro está unido fijamente a un bastidor, y el vástago de conexión está unido articuladamente al pistón y a un cigüeñal, de modo que dicho pistón se mueva adelante y atrás a lo largo de su carrera y gire el cigüeñal, y el vástago de conexión cambiará su posición.

Como se muestra en las figs. 23A a 23H y 24, los cilindros de motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención pueden estar dispuestos radialmente. El uso de una disposición radial de los cilindros en el motor hidráulico térmico puede permitir una transferencia más inmediata de energía desde los cilindros al cigüeñal, y a cualquier carga situada sobre el motor. Adicionalmente, una disposición radial de los cilindros puede proporcionar un camino más directo a través del sistema mecánico del motor, para las fuerzas generadas por el fluido de trabajo. Además, la contrapresión, que se expone en detalle más adelante, y otras cargas internas procedentes del pistón y/o de los aros tóricos de dicho pistón, pueden ser manejadas más directamente por la carrera motriz del motor con cilindros dispuestos radial-
mente.

Una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye cilindros dispuestos radialmente, puede incluir cualquier número de ellos. El número de cilindros en una realización de la presente invención que incluye una disposición radial de ellos, puede ser un número par o un número impar.

La realización del motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención mostrada en las figs. 23A a 23H y 24, incluye cuatro cilindros 300, 302, 304, y 306. Los cilindros pueden estar unidos al bastidor 299. Los pistones (no mostrados) dentro de los cilindros, están conectados a través de los brazos de manivela 308, 310, 312, y 314, a un miembro de conexión 316. Para facilitar el giro del cigüeñal y del miembro de conexión 316, la conexión entre los brazos de manivela 308, 310, 312, y 314 puede estar montada articuladamente a los pistones (no mostrados) situados dentro de los cilindros 300, 302, 304, y 306, o al miembro de conexión 316. Dicho miembro de conexión 316 puede estar interconectado a través del miembro de conexión 318 al cigüeñal 320.

Las figs. 23A a 23H ilustran las diversas posiciones de los pistones, brazos de conexión, miembros de conexión, y cigüeñal, a través de una revolución del motor, al efectuar los cilindros sus carreras tanto motriz como de retorno. En la fig. 23A, el pistón 300 se halla en su carrera motriz. El pistón 302 está justamente comenzando su carrera motriz. Adicionalmente, el pistón 304 ha completado su carrera de enfriamiento o retorno. Por otra parte, el pistón 306 está en las etapas iniciales de su carrera de retorno o enfriamiento

En la vista mostrada en las figs. 23A a 23H, el cigüeñal gira en sentido a la derecha. El pistón 304 ha completado su ciclo de enfriamiento en su carrera de retorno, y está al comienzo de su ciclo de caldeo, pero no ha alcanzado aún su campo de carrera motriz. Con esta expresión se quiere decir que el fluido de trabajo no ha alcanzado una presión capaz de mover el pistón del todo, o más de una cuantía sustancial a lo largo de su carrera motriz. Dicho en otros términos, la presión aún no está dentro de un margen capaz de mover el pistón, y éste no se halla físicamente dentro del margen de su carrera motriz.

La fig. 24 muestra una perspectiva tridimensional de la realización del motor hidráulico térmico mostrado en las figs. 23A a 23H. Como puede verse en la fig. 24, los cilindros pueden estar montados en los miembros 322 y 324 del bastidor. Los miembros 322 y 324 del bastidor de montaje del pistón están montados típicamente en otra estructura o estructuras para su sujeción.

En cualquier realización de la presente invención, y en particular en una realización que incluye una disposición radial de los cilindros, el ciclo de enfriamiento de uno cualquiera de los pistones permite preferiblemente la contracción del fluido de trabajo a una velocidad igual o mayor que la de la expansión de dicho fluido en un pistón que está en su carreta motriz durante la carrera de retorno del pistón en cuestión. Si el enfriamiento del fluido de trabajo no es tan rápido como el aumento de la temperatura en el fluido de trabajo, éste puede crear una "contrapresión", que puede limitar el movimiento del pistón en su carrera motriz. La contrapresión puede crear una carga innecesaria sobre el motor, lo que dificulta el funcionamiento completo de él. Este caso es particularmente el de una realización de un motor de acuerdo con la presente invención, que incluye una disposición radial de los cilindros, ya que éstos están dispuestos típicamente en pares opuestos.

Si un cilindro experimenta una contrapresión como resultado de un enfriamiento y contracción menos rápidos del fluido de trabajo, en comparación con el del caldeo y expansión de dicho fluido en otro cilindro que está efectuando su carrera motriz al mismo tiempo, este cilindro será dificultado en su movimiento por dicha contrapresión. Como tal, la contrapresión actúa como una carga adicional del motor, además de cualquier otra carga, tal como la de una bomba u otro dispositivo que esté accionando el motor.

Un modo para ayudar a evitar que se produzca la contrapresión es asegurar que el calor sea retirado del fluido de trabajo con suficiente rapidez. Esto puede lograrse asegurando un flujo de fluido refrigerador suficientemente rápido, con lo que resulta una retirada del calor del fluido de trabajo en el cilindro que efectúa la carrera de retorno a una velocidad igual o mayor que la de la transmisión de calor a dicho fluido en el cilindro que realiza la carrera motriz. Si como antes se ha descrito, el motor no incluye intercambiadores térmicos, la velocidad de la transferencia térmica del fluido de trabajo en el cilindro que efectúa la carrera de retorno es igual o mayor que la velocidad de transmisión del calor a dicho fluido de trabajo en el cilindro que efectúa la carrera motriz. La retirada y la transmisión de calor pueden depender, entre otros factores, de las características del fluido de trabajo, el material fuente de enfriamiento, y el intercambiador térmico.

Los elementos de transmisión están entonces conectados a una carga para ejecutar la función deseada. Por ejemplo, el motor podría accionar una bomba de agua, un generador eléctrico, y/o un compresor de FREON, entre otros elementos.

Para la transmisión y retirada de calor a o del fluido de trabajo, el recipiente de dicho fluido está preferiblemente en comunicación con medios para transmitir calor y retirarlo a o de dicho fluido contenido en el citado recipiente. Los mismos medios pueden ejecutar tanto el caldeo como la refrigeración. Alternativamente, la presente invención podría incluir medios separados para efectuar dicha función.

De acuerdo con una realización, los medios para transmitir calor al fluido de trabajo y retirarlo de él consisten en un intercambiador térmico. En función de si se desea que el fluido de trabajo sea calentado o enfriado, agua relativamente más caliente o relativamente más fría, u otro material, puede ser introducida en el intercambiador térmico. Preferiblemente, un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención incluye un intercambiador térmico por cada recipiente de fluido de trabajo, aunque un motor de acuerdo con la presente invención podría incluir cualquier número de intercambiadores térmicos.

La fig. 11 muestra una realización del intercambiador térmico o recipiente de fluido de trabajo de acuerdo con la presente invención. Según esta realización, el recipiente 176 del fluido de trabajo está rodeado por el intercambiador térmico 178.

Este intercambiador térmico incluye dos aberturas, una de entrada y una de salida. Un material relativamente más caliente o más frío puede ser introducido en el intercambiador térmico para calentar o enfriar el fluido de trabajo. Si el citado fluido es calentado o es enfriado, ello depende al menos en parte de si el material en el intercambiador térmico está relativamente más caliente o más frío que el fluido de trabajo. El recipiente de dicho fluido puede incluir una pluralidad de aletas u otros dispositivos para aumentar el área superficial del recipiente del fluido de trabajo en contacto con el material introducido en el intercambiador térmico.

Entre otras alternativas para aumentar la transferencia térmica del fluido de trabajo está la de incluir una bomba de circulación en el recipiente de dicho fluido. Una bomba de circulación puede crear un flujo turbulento, para aumento de la velocidad de la transferencia térmica.

El intercambiador térmico es un ejemplo de un medio para transmitir calor al fluido de trabajo o para retirarlo de él. Dicho intercambiador térmico puede ser construido en torno al recipiente del fluido de trabajo, como parte o no de un sistema de contención. Típicamente, en un intercambiador térmico, fluidos a temperatura alta y baja son puestos en contacto con el recipiente del fluido de trabajo. Típicamente, la circulación del fluido a través del intercambiador térmico es a presión relativamente baja. No obstante, los cambios de temperatura del fluido de trabajo dependen de si se desea calentar o enfriar dicho fluido. Por tanto, el intercambiador térmico está construido también preferiblemente de un material capaz de soportar las presiones y temperaturas a las que esté el fluido que circule a su través. Ejemplos de materiales que pueden ser utilizados en el intercambiador térmico son un tubo de poli(cloruro de vinilo), un tubo metálico tal como de acero al carbono, cobre, o aluminio, plástico moldeado por colada o inyección, o una combinación de cualesquiera materiales capaces de soportar las presiones y temperaturas desarrolladas en el intercambiador térmico.

No es necesario que sólo un líquido sea utilizado en el intercambiador térmico para transmitir el calor al fluido de trabajo o para retirarlo de él. Por ejemplo, gases, o una combinación de líquidos y gases pueden ser utilizados también en el intercambiador térmico para calentar y/o enfriar el fluido de trabajo.

Una ventaja de la presente invención es que cualquier material de origen de temperatura alta o baja, tanto líquidos como gases, o transmitidos por otros medios, pueda ser utilizado para calentar y enfriar el fluido de trabajo. Por ejemplo, agua de desecho caliente procedente de tratamientos industriales, podría ser utilizada para transmitir calor al citado fluido. El agua citada es enfriada típicamente de alguna manera antes de ser descargada al medio ambiente. Por tanto, en vez de ser desechado, el calor de esta agua podría ser utilizado en la presente invención para producir energía mecánica y/o eléctrica. Como antes se ha dicho, el caldeo y el enfriamiento solar podrían ser utilizados también de acuerdo con la presente invención. Esta posibilidad de utilizar calor y enfriamiento a partir de fuentes no utilizadas, tales como calor de desecho, o fuentes libres, tales como la solar, hacen tan deseable la presente invención.

Si es utilizado un fluido en el intercambiador térmico, preferiblemente el líquido y/o el gas deben estar al menos bajo cierta presión para asegurar que el líquido y/o los gases fluyan a través del intercambiador térmico. Al desplazarse el líquido y/o el gas a través del intercambiador térmico, transfiere su mayor energía térmica al fluido de trabajo que tiene una energía térmica menor. El fluido de trabajo se expandirá entonces, y aplicará fuerza sobre el pistón, la barrera flexible, u otro miembro, con lo que se produce energía mecánica.

Cuando el fluido de trabajo ha absorbido tanto calor como es posible o es deseable procedente del intercambiador térmico, un líquido y/o un gas relativamente más frío puede ser transferido a través de dicho intercambiador. El calor del fluido de trabajo fluirá entonces, de acuerdo con las leyes naturales, hacia el líquido y/o el gas relativamente más frío en el intercambiador térmico.

La fig. 22 muestra una realización alternativa de un intercambiador térmico de acuerdo con la presente invención. Según esta realización, el intercambiador térmico 212 está situado dentro del recipiente 214 del fluido de trabajo, y dicho recipiente es también continuo con el pistón. De acuerdo con otras realizaciones que incluyen el intercambiador térmico dentro del recipiente del fluido de trabajo, éste puede no ser continuo con el cilindro. En la fig. 22, la distancia "a" representa el recorrido del pistón entre sus posiciones máximas y las carreras motriz y de retorno. El extremo 216 del recipiente 214 del fluido de trabajo puede estar obturado por una placa 218 sujeta entre una pestaña 220 en el recipiente, y otra placa 222 sujeta a dicha pestaña 220 del recipiente mediante los tornillos 224.

La fig. 5 muestra una versión sencilla de un motor de tres cilindros de acuerdo con la presente invención. Los componentes mostrados en la fig. 5 pueden no estar necesariamente en la misma posición física entre sí en el motor, y aquí se muestran en esta disposición para facilidad de comprensión. El motor puede incluir también otros componentes, no necesariamente incluidos en estas realizaciones o mostrados en esta figura.

El motor mostrado en la fig. 5 incluye tres cilindros 100, 102, y 104. Un pistón 106, 108, y 110, respectivamente, está dispuesto dentro de cada uno de los cilindros. Cada pistón está conectado a un vástago o biela de conexión 112, 114, y 116, respectivamente, que está conectado a un cigüeñal 118.

El número de cilindros y de pistones incluidos en la invención puede variar, en función de la realización y factores antes descritos. Un motor que utiliza un pistón tal como el mostrado en las figs. 14 y 15 puede utilizar sólo tres cilindros y pistones, ya que los pistones serán empujados hacia atrás al interior del cilindro por el fluido de trabajo que penetra por el lado del cilindro donde el pistón está unido al vástago de conexión. Esto se debe a que se necesita menos mantener la velocidad del motor para asegurar que los pistones se desplacen de retorno a los cilindros, de lo que es necesario cuando no se utiliza carrera motriz de retorno. De acuerdo con ello, sin utilizar la carrera motriz de retorno, y con el uso sólo de carrera motriz hacia delante. es preferible que el motor incluya al menos tres cilindros.

Debido a la naturaleza del movimiento lento de los pistones en un motor según la presente invención, puede ser necesario incluir tres pistones para asegurar que éstos completen su carrera de retorno. Con tres pistones, al menos uno de ellos siempre estará en carrera motriz, para asegurar así y ayudar a que otro pistón complete su carrera de retorno. Esto se produce debido a que un pistón está siempre en la carrera motriz y produce el giro del cigüeñal, lo que ayuda a mover los otros pistones a lo largo de su carrera de retorno.

No obstante, un motor de acuerdo con la presente invención puede incluir cualquier número de cilindros, Por ejemplo, pueden ser construidos motores con 16, 20, o más cilindros, para operaciones mayores en plantas de energía eléctrica.

El cigüeñal está interconectado a una carga. Dicha carga puede ser un dispositivo mecánico accionado por el cigüeñal. Otro ejemplo de carga podría ser un generador eléctrico accionado por dicho cigüeñal. El cigüeñal está conectado también a una válvula de agua 122, que controla el flujo del líquido y/o gas a temperatura alta y baja hacia el interior de los intercambiadores térmicos.

Cada uno de los cilindros 100, 102, y 104 están conectados por medio de una manguera de alta presión 124, 126, y 128 respectivamente, a un recipiente de fluido de trabajo 130, 132, y 134, respectivamente. Estos recipientes están encerrados dentro de los intercambiadores térmicos 136, 138, y 140, respectivamente. El fluido de trabajo puede estar contenido dentro del espacio definido por los intercambiadores térmicos 136, 138, y 140, los conectadores a alta presión 124, 126, y 128, y el interior de los cilindros 100, 102, y 104. Por supuesto que en realizaciones que incluyen sistemas de contención, el fluido de trabajo está contenido dentro del recipiente de dicho fluido. Como es evidente, en realizaciones sin el sistema de contención de fluido, el espacio en que está contenido el fluido de trabajo cambia de volumen al desplazarse el pistón dentro del cilindro.

La fig. 6 muestra una serie de dibujos del motor de tres cilindros mostrado en la fig. 5, del ciclo de los cilindros. En la realización mostrada en la fig. 6, 141 representa una leva de lóbulo descentrado con una palanca de brazo oscilante y/o vástagos de empuje para abrir las válvulas de agua. El árbol de levas controla el flujo de caldeo y refrigeración hacia el fluido de trabajo. Cada cilindro / intercambiador térmico / recipiente de fluido de trabajo está representado por 1, 2, y 3.

El flujo de caldeo y refrigeración está representado por un flujo de agua a alta temperatura al interior del sistema 142, baja temperatura al sistema 144, retorno de alta temperatura 146, y retorno de baja temperatura 148. El flujo procedente de la fuente de alta temperatura hacia el sistema es representado por 150, el flujo de baja temperatura procedente de la fuente de baja temperatura hacia el sistema es 152, el flujo procedente del sistema hacia la fuente de alta temperatura es representado por 154, y el flujo procedente del sistema hacia la fuente de baja temperatura es representado por 156.

En el ciclo de cilindros mostrado en la figura 6, el fluido a alta y baja temperatura fluye hacia dentro y hacia fuera de los intercambiadores térmicos, en función de si el cilindro particular correspondiente se mueve en una u otra dirección. Como se muestra en la fig. 5, la apertura y cierre de las válvulas que dirige el fluido a temperatura alta y baja al interior del intercambiador térmico, puede ser controlado por un árbol de levas conectado directa o indirectamente al cigüeñal accionado por los cilindros.

Un árbol de levas conectado indirectamente podría ser conectado al cigüeñal mediante una conexión del tipo de cadena de temporización. Por supuesto que cualquier conexión podría ser utilizada para conectar el árbol de levas al cigüeñal. El árbol de levas podría ser de levas de lóbulo descentrado, con palanca de brazo oscilante y/o vástagos de empuje, para empujar y abrir las válvulas de agua que conducen a los intercambiadores térmicos.

La fig. 7 muestra una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye cuatro cilindros 158, 160, 167, y 164. Las válvulas 166 y 168 que transmiten fluido caliente y frío hacia y desde el intercambiador térmico, son controladas directamente por el cigüeñal 170. En la fig. 7, el pistón 158 se halla en el proceso de comenzar su carrera motriz. Fluido caliente está fluyendo al interior del intercambiador térmico 177 asociado al pistón 158, y es retirado también de dicho intercambiador térmico 177.

Las bombas de circulación pueden ser accionadas desde el cigüeñal motor directa o indirectamente. Las bombas accionadas indirectamente podrían ser lo a través de bombas hidráulicas y/o motores.

El fluido enfriador, en este caso agua, utilizado para refrigerar el fluido de trabajo, puede ser obtenido de agua bombeada fuera de un pozo por el motor. Como se aprecia en la realización mostrada en la fig. 4, el motor, a través de la transmisión, acciona una bomba que bombea agua desde el origen de ésta, tal como un pozo subterráneo. Una realización tal como la mostrada en las figs. 2 y 4 puede ser autosuficiente, y no requerir potencia alguna exterior. Por supuesto que tal realización podría ser conectada a una línea de energía para accionar la bomba durante el tiempo de luz insuficiente, nublado o nocturno. Alternativamente, podrían ser dispuestas baterías para accionar la bomba de circulación en dichos tiempos.

La fig. 1 muestra un dibujo esquemático general de una planta de energía que utiliza un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención. En general, dicha planta de energía incluye una fuente 1 de alta temperatura, una fuente 3 de baja temperatura, un intercambiador térmico 5, un motor hidráulico térmico, un motor hidráulico térmico 7 que en este caso incluye el fluido de trabajo y los propios cilindros, una transmisión 9 de algún tipo, quizá un volante para mantener el momento del motor, y un generador eléctrico 13. Por supuesto que la planta de energía no necesariamente incluye un volante, y no necesita derivar un generador eléctrico. La planta de energía podría incluir también componentes adicionales no mostrados en la fig. 1, y/o no incluidos en la realización mostrada en la fig. 1.

La fig. 2 muestra una realización de un motor hidráulico térmico que utiliza energía solar para proporcionar calor para calentar el fluido de trabajo, y un sistema refrigerador evaporativo para retirar calor de dicho fluido. La fig. 2 ilustra el flujo del agua de caldeo y de refrigeración a través de diversos componentes del sistema. Por supuesto que podría ser utilizado otro material distinto al agua para el caldeo y enfriamiento del fluido de trabajo.

Al penetrar agua de refrigeración en un intercambiador térmico asociado a un cilindro, para extraer el calor del sistema, el agua caliente que se crea al absorber el agua de refrigeración calor del fluido de trabajo, puede ser hecha recircular hasta un depósito de agua caliente, si el sistema incluye dicho depósito.

El sistema mostrado en la fig. 2 incluye paneles solares 2 de agua caliente para calentar el agua que producirá la expansión del fluido de trabajo. Agua calentada por los paneles de agua caliente fluirá a través de al menos una válvula 4 de dirección de agua, que dirige el agua calentada a un depósito 6 de agua caliente. Desde dicho depósito 6, el agua calentada fluirá hasta una bomba 8 de agua caliente. Esta bomba 9 hará circular el agua calentada hacia el motor hidráulico térmico (no mostrado), con retorno de nuevo a los paneles solares 3 de agua caliente para ser calentada de nuevo.

La realización mostrada en la fig. 2 incluye también un sistema refrigerador evaporativo 10, para proporcionar agua más fría que el agua calentada por los paneles solares 2 de agua caliente, para retirar el calor del fluido de trabajo. El agua enfriada por el sistema evaporativo 10 fluye fuera de dicho sistema a través de al menos una válvula 4 de dirección de agua. La válvula de dirección de agua dirige el agua enfriada a un depósito 12 de agua fría. Desde este depósito 12, el agua enfriada fluirá hacia una bomba 14 de agua fría. Dicha bomba 14 circulará el agua enfriada hacia el motor hidráulico térmico (no mostrado), con retorno luego hacia el sistema de refrigeración evaporativo 10 para ser enfriada de nuevo.

La fig. 3 muestra una realización de la interconexión entre el cigüeñal 15 accionado por el motor hidráulico térmico (no mostrado en la fig. 3), y los elementos que constituyen la carga sobre el motor. En esta realización, el cigüeñal 15 está conectado a un engranaje de accionamiento de cadena y rueda dentada 17, que incluye dos engranajes relativamente grandes 19 y 21 conectados finalmente a un engranaje menor 23. Como puede apreciarse, el giro del cigüeñal 15 será ampliado notablemente por el engranaje en la realización mostrada en la fig. 3. La fig. 3a muestra una vista lateral ampliada del engranaje de accionamiento por cadena y rueda dentada 17, que muestra los engranajes 19, 21, y 23, y las cadenas 20 y 22, accionados por ellas y que accionan los engranajes.

El engranaje de accionamiento por cadena puede ser conectado a una bomba hidráulica 25 y a un engranaje motor 27, que finalmente está conectado a un generador eléctrico 29. Un volante 31 puede estar interconectado entre la bomba hidráulica y el engranaje motor, para ayudar a mantener el ciclo del motor.

La fig. 4 representa una vista esquemática de otra realización de un motor hidráulico térmico de accionamiento solar, y algunos elementos asociados de acuerdo con al presente invención. Calor es enviado y retirado a o del fluido de trabajo por medio de agua relativamente más caliente y relativamente más fría. Como con cualquier realización, podría ser utilizado un material distinto al agua para la entrega y retirada de calor al o del fluido de trabajo. La fig. 4 muestra también el flujo del agua caliente a través del sistema.

La realización mostrada en la fig. 4 incluye el motor hidráulico térmico 33. Los paneles solares 35 proporcionan el calor que calienta el fluido de trabajo en el motor. El agua calentada se desplaza entonces a una serie de válvulas 27, 39, 41, y 43. El número de estas válvulas puede depender, entre otros factores, del número de cilindros en el motor, del número de intercambiadores térmicos, y de cómo el agua es distribuida hacia los intercambiadores térmicos y los cilindros.

Las válvulas 37, 39, 41, y 43 entregan agua al o los intercambiadores térmicos 45. El agua calentada calienta entonces el fluido de trabajo en el motor 33. Después de entregar su calor a dicho fluido, el agua calentada es dirigida a través de las válvulas 47, 49, 51, y 53 de vuelta a la disposición solar 35.

Una bomba de circulación 55 conduce el flujo de agua calentada. Dicha bomba 55 puede ser accionada por la electricidad generada por las células fotovoltaicas (no mostradas).

El motor hidráulico térmico 33 puede estar conectado a la transmisión 57. En esta realización, el motor 33 acciona una bomba 59. La bomba 59 puede ser utilizada para bombear agua desde un origen 61 de ella. El origen 61 del agua puede incluir un pozo, embalse, o depósito, entre otros. El agua puede ser bombeada desde su origen 61 al interior de una tubería 63 de almacenamiento de ella.

Agua procedente de su origen 61 puede ser utilizada como agua de enfriamiento para refrigerar el fluido de trabajo, así como agua para ser calentada y proporcionar calor a dicho fluido. El agua para cualquier función de éstas puede ser almacenada en un depósito 63.

Los componentes del motor de acuerdo con la presente invención pueden estar montados sobre un bastidor. La fig. 21 muestra una realización de un motor hidráulico térmico de esta invención que incluye cuatro cilindros, y cuyos componentes del motor están montados en un bastidor A.

Para simplificar la explicación del funcionamiento de la presente invención, se describirá el funcionamiento de un motor de tres cilindros de acuerdo con esta invención. La fig. 5 muestra un ejemplo de dicha realización. El fluido de trabajo está contenido dentro del cilindro, y el recipiente de dicho fluido está rodeado por el intercambiador térmico. Por tanto, en un sentido, el intercambiador térmico actúa como un sistema de contención.

Dado el hecho de que hay tres cilindros 100, 102, y 104, y tres pistones 106, 108, y 110 en la realización que aquí se describe, cada pistón acciona preferiblemente el cigüeñal en un giro de al menos 120º, de modo que un pistón está siempre en funcionamiento produciendo el giro del cigüeñal. El funcionamiento del motor será descrito partiendo del supuesto de un pistón estará comenzando su carrera motriz.

Para comenzar la carrera motriz, el fluido de trabajo debe ser calentado. La realización mostrada en la fig. 5 incluye tres intercambiadores térmicos 136, 138, y 140, para introducir calor en el fluido de trabajo y retirarlo de él. La diferencia entre el fluido de trabajo en estado caliente y en estado frío puede variar, según la realización. De acuerdo con una de ellas, la diferencia entre las temperaturas del fluido de trabajo alta y baja es aproximadamente de 4,4 a 15,4ºC. No obstante la diferencia entre esas temperaturas alta y baja puede ser mayor o menor.

La temperatura alta del fluido de trabajo puede ser cualquiera desde aproximadamente 26,4 a 92,4ºC. El margen de temperaturas de la temperatura alta de dicho fluido de trabajo puede estar también aproximadamente entre 48,4 y 59,5ºC. No obstante, podría ser utilizada cualquier temperatura alta del fluido de trabajo en tanto sea más alta que la temperatura inferior de dicho fluido. En realidad, podría ser utilizada también agua supercalentada por encima de 99ºC.

La temperatura baja del fluido de trabajo podría variar desde aproximadamente 1,7ºC a aproximadamente 29,1ºC. De acuerdo con una realización, la temperatura baja puede ser desde aproximadamente 21ºC a aproximadamente 29,1ºC. No obstante, como antes se ha dicho con respecto a la temperatura alta, la temperatura baja del fluido de trabajo puede ser cualquiera, en tanto sea inferior a la temperatura alta de dicho fluido. Cuanto mayor sea la diferencia entre las temperaturas alta y baja, mayor será la posibilidad de caldeo del fluido de trabajo frío.

La temperatura del fluido de trabajo puede ser definida también por definición de la temperatura más alta de dicho fluido con relación a la más baja del mismo. De acuerdo con ello, la diferencia en las temperaturas del fluido de trabajo puede alcanzar aproximadamente los 60ºC. Alternativamente, la diferencia en las temperaturas de dicho fluido puede ser aproximadamente de entre 60ºC y aproximadamente 120ºC. Otros márgenes para la diferencia en las temperaturas del fluido de trabajo incluyen entre aproximadamente 120ºC y aproximadamente 180ºC, y de entre aproximadamente 180ºC y aproximadamente 240ºC.

Antes del comienzo del funcionamiento del motor, el fluido de trabajo puede ser presurizado para ayudar a mantener una obturación entre el pistón y la pared del cilindro. Una presión positiva mantenida en el cilindro puede ayudar a forzar una obturación en el área entre el pistón y el cilindro. Por ejemplo, el fluido de trabajo podría ser presurizado hasta aproximadamente 14,06 kg/cm^{2}. Si el fluido de trabajo esta presurizado de antemano, puede ser presurizado en cuantía tal que durante su contracción, al retirar de él su calor, la presión dentro del cilindro nunca descienda por debajo de 0. No obstante, no es necesario que el fluido de trabajo sea presurizado previamente.

La fig. 10 representa un gráfico que muestra el margen de funcionamiento de las temperaturas y presiones de una realización de motor hidráulico térmico que utiliza fluido de trabajo.

Al ser calentado el fluido de trabajo y comenzar a expandirse, la fuerza de dicho fluido es transmitida al pistón, con lo que este se desplaza. De acuerdo con una realización de la presente invención que incluye tres cilindros, el giro del cigüeñal no comienza hasta que el vástago de conexión 174 se halla en un punto aproximadamente de 20º después del punto muerto superior, como se muestra en la fig. 8.

Como antes se ha dicho, en la realización de tres cilindros, el pistón debe accionar el cigüeñal a lo largo de al menos 120º, ya que hay tres pistones y el giro completo del cigüeñal es de 360º. De igual modo, en un motor de cuatro cilindros, cada pistón debe accionar el cigüeñal aproximadamente 90º. El número correspondiente de grados que el pistón debe hacer girar al cigüeñal puede ser calculado simplemente por división de 360º entre el número de pistones.

Dado que el giro del cigüeñal no comienza hasta que el vástago de conexión se ha desplazado aproximadamente 20º más allá del punto muerto superior, el cálculo de los 120º de la carrera del pistón se hará a partir de este punto de 20º de comienzo del giro. No obstante, la carrera motriz del pistón siguiente comenzará al alcanzar el vástago de conexión 120º más allá del punto muerto superior. Por tanto, habrá 20º de solape entre la carrera motriz del primer cilindro y la del segundo cilindro. Esto ayudará a asegurar una transición suave entre los pistones, con la fuerza de giro efectiva transmitida a y desde el cigüeñal mantenida totalmente constante. La transición suave de la potencia resulta ayudada por el hecho de que cualquier pistón que se esté desplazando a través de su carrera motriz, no sólo manda en el giro del cigüeñal u otro dispositivo unido al movimiento del pistón, sino que ayuda también a accionar los otros pistones del motor en su carrera de retorno.

Como se muestra en la fig. 9, la fuente de calor asociada al primer cilindro es interrumpida cuando el vástago de conexión alcanza aproximadamente 120º más allá del punto muerto superior, de acuerdo con esta realización. Seguidamente, la fuente de fluido refrigerador es iniciada en el intercambiador térmico cuando el vástago de conexión alcanza aproximadamente 140º más allá del punto muerto superior. Al continuar el recorrido de retorno del primer pistón, así como el giro del vástago de conexión y del cigüeñal, cuando dicho vástago alcanza aproximadamente 300º más allá del punto muerto superior, la fuente de fluido frío es interrumpida, y la fuente de fluido a alta temperatura hacia el intercambiador térmico es abierta de nuevo.

Los puntos en los que las fuentes de fluido a temperaturas alta y baja son introducidos en el intercambiador térmico pueden variar, en función de la realización de la invención. Un factor que puede alterar el flujo de dichos fluidos a temperatura alta y baja hacia el intercambiador es si el fluido de trabajo está o no presurizado. La velocidad del movimiento del pistón, y por tanto del cigüeñal, puede ser aumentada mediante el aumento del flujo de fluido a temperatura alta hacia el interior del intercambiador térmico. La velocidad de funcionamiento del motor y la salida de potencia pueden ser también aumentadas mediante el aumento de la diferencia de las temperaturas alta y baja de los fluidos introducidos en el intercambiador térmico, y por tanto del fluido de trabajo.

En el punto de giro a 300º, cuando el fluido a temperatura alta es reintroducido dentro del intercambiador térmico, el fluido de trabajo ha vuelto a su temperatura, presión y volumen básicos. Son estos parámetros de volumen, presión, y temperatura los que son utilizados para calcular el tamaño del motor, el flujo de fluido a temperatura alta y baja hacia el intercambiador térmico, la carga del motor, el tamaño del cilindro, el número de ellos, y cualesquiera otros parámetros de trabajo y de diseño de la invención.

El flujo de fluido a temperatura alta y baja al intercambiador térmico antes descrito puede ser controlado según cierta variedad de formas. Por ejemplo, un engranaje temporizador puede estar conectado directa o indirectamente al cigüeñal. Dicho engranaje temporizador puede accionar entonces mecánicamente las válvulas que controlen el flujo de dicho fluido a temperatura alta y baja al interior del intercambiador térmico, sobre la base de la posición del cigüeñal. Alternativamente, un árbol de levas girado por el cigüeñal puede accionar un sistema eléctrico que controle eléctricamente el flujo de fluido a temperatura alta y baja al interior del intercambiador térmico.

Pueden ser utilizados otros métodos para controlar el flujo del fluido a dichas temperaturas alta y baja al interior del intercambiador térmico, que incluyen lásers, programas de ordenador, dispositivos ópticos, vástagos de empuje mecánicos, vástagos de conexión, palancas, u otros dispositivos manuales y/o automáticos. Como se apreciará, un control complejo de ordenador podría optimizar el funcionamiento de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la realización, justamente al igual que un control electrónico ha ayudado a optimizar el funcionamiento de los motores de combustión interna en los modernos automóviles. Un sistema de control electrónico complejo puede simultáneamente comprobar y controlar una amplia variedad de parámetros, optimizando así el funcionamiento del motor.

Como antes se ha dicho, el motor hidráulico térmico de la presente invención puede incluir una válvula mecánica para dirigir el flujo del fluido de trabajo y de otros fluidos. La fig. 31 muestra un ejemplo de una válvula giratoria que puede ser utilizada para dirigir el flujo de refrigerante y de fluido de trabajo en un motor hidráulico térmico de la presente invención. La válvula mostrada en la fig. 31 incluye un conectador 560 conectado a un cuerpo de válvula 562. Dicho cuerpo de válvula aloja un rotor 564 de válvula que gira dentro del cuerpo de válvula. El rotor 564 de válvula incluye una pluralidad de salidas 566, 568, 570, y 572. El cuerpo de válvula 562 puede estar conectado a un bloque de anclaje 574 u otra estructura para el anclaje de la válvula. El cuerpo de válvula y el rotor de válvula pueden quedar sujetos por una tapa 576. El cuerpo de válvula 562 puede incluir también las salidas 578, 580, 582, y 584. Las salidas 578, 580, 582, y 584 están conectada a los tubos de salida 586, 588, 590, y 592. Las salidas 578, 580, 582, y 584 del cuerpo de válvula están alineadas también con las salidas 566, 568, 570, 572 del rotor de válvula, de modo que a medida que el rotor de válvula gira y las salidas 566, 568, 570, y 572 están alineadas con las salidas 578, 580, 582, y 584 del cuerpo de válvula, refrigerante, fluido de trabajo, u otros fluidos fluirán hasta el lugar deseado.

El rotor 564 de válvula puede ser girado mediante la operación engranada de la cadena de temporización conectada al árbol principal del cigüeñal. La realización mostrada en la fig. 31 incluye unas ruedas dentadas para conexión a la cadena de temporización.

En vez de serlo por la válvula giratoria, el flujo de fluidos en la presente invención puede ser controlado mecánicamente con el uso de otros tipos de válvulas, incluidos mecanismos de leva / vástagos de empuje / brazo oscilante. El flujo de los fluidos puede ser controlado también con una válvula eléctrica de solenoide. Cualquier otra válvula puede ser utilizada también para dirigir el flujo de fluidos en la presente invención. Adicionalmente, una válvula giratoria tal como la mostrada en la fig. 31 puede estar incluida en cualquier motor de acuerdo con la presente invención.

El motor hidráulico térmico según esta invención puede incluir un sistema de giro del motor con pistones que trabajen independientemente entre sí. En motores típicos de diseño en línea, de tipo en V, o radiales, cada pistón está conectado mecánicamente a cada uno de los otros pistones. Los motores de combustión interna utilizan esta seguridad mecánica para empujar a los gases de escape fuera del motor, introducir gases frescos en la cámara del pistón, y presurizar el gas antes de la combustión. No obstante, menor confianza mecánica puede ser requerida en un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención. Por ejemplo, si los cilindros incluyen dos lumbreras, la interconexión mecánica de todos los pistones puede no ser necesaria. El retorno del pistón en dichos sistemas es efectuado típicamente en la mayor parte de los casos por presurización del lado opuesto del pistón. Este mecanismo de retorno suministra energía de accionamiento del cigüeñal.

La presente invención puede utilizar un cigüeñal que pueda ser girado por un mecanismo de brazo de liberación libre, que sea capaz de deslizarse libremente en torno al cigüeñal en la dirección de retorno, y bloquearse al cigüeñal en la dirección motriz o hacia delante. Las figs. 32 a 35 muestran un ejemplo de dicho cigüeñal. El cigüeñal mostrado en dichas figs. 32 a 35 incluye un mecanismo de tipo de carraca. El árbol mostrado en las figs. 32 a 35 puede ser utilizado en conjunción con múltiples brazos de manivela para proporcionar un árbol de giro continuo.

La fig. 32 muestra un brazo de manivela 587 conectado al cigüeñal 589. El cigüeñal incluye un rebaje 591 que recibe a una porción del brazo de manivela 587. Como puede verse en la fig. 32, el brazo de manivela 587 producirá el giro del cigüeñal 589 hasta el punto en que dicho brazo de manivela 587 se deslice fuera del rebaje 591. Preferiblemente, el brazo de manivela 587 ya no se acoplará al rebaje 591 en un punto sustancialmente cerca del extremo de la carrera motriz de un pistón conectado a un brazo de manivela 587, de modo que la potencia del pistón es transmitida sustancial y enteramente al cigüeñal 589. El brazo de manivela 587 montará entonces a lo largo de la superficie del cigüeñal 589 mientras el pistón está en su carrera de retorno. Al comenzar el pistón de nuevo su carrera motriz, el brazo de manivela 587 comenzará a desplazarse de nuevo a lo largo de la superficie del cigüeñal, hasta acoplarse al rebaje.

La fig. 33 muestra una realización de un cigüeñal de tipo de carraca, que ilustra la posición de un brazo de manivela a través de todo un ciclo motor de un pistón. La fig, 34 representa una realización de un cilindro, brazo de manivela, y cigüeñal, que incluye un mecanismo de movimiento de tipo de carraca. Dicha fig. 34 ilustra también las diversas posiciones del brazo de manivela durante el movimiento del pistón.

La fig. 35 muestra otra realización de un brazo de manivela y un cigüeñal que utiliza el mecanismo de tipo de carraca. La fig. 36 muestra un brazo de momento de manivela que incluye unos resaltes de refuerzo 599 para reforzar dicho brazo, de modo que se asegure además que puede soportar la gran presión generada por la presente invención.

En vez de basarse en los intercambiadores térmicos, el calor puede ser impartido al fluido de trabajo directamente. Un ejemplo de una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención que incluye la transmisión directa de calor al fluido de trabajo se muestra en la fig. 27. La realización mostrada en dicha fig. 27 incluye cuatro cilindros dispuestos radialmente. El motor incluye una válvula giratoria 360 situada centralmente, a la que está conectado cada cilindro. Cada cilindro está conectado también a un depósito de fluido de trabajo al que es impartido calor directamente.

El caldeo directo del fluido de trabajo no utiliza un intercambiador térmico, y no utiliza el líquido calentado para la transferencia térmica desde la fuente de calor al fluido de trabajo. El método de transferencia directa caldea directamente el fluido de trabajo con la fuente de calor. Como puede apreciarse, no hay pérdida de calor asociada al uso de los intercambiadores térmicos.

La fig. 28 proporciona un ejemplo de una realización de un recipiente de fluido de trabajo que puede ser utilizado en un motor hidráulico térmico que utiliza transferencia térmica directa. El recipiente o depósito de fluido de trabajo mostrado en la fig. 28 incluye un tubo alargado 348. Aunque dicho recipiente puede tener cualquier forma deseada puede incluir una gran área superficial con relación al volumen, de modo que se aumente el régimen de transferencia térmica al fluido de trabajo.

La realización del recipiente del fluido de trabajo mostrado en la fig. 28 incluye un tubo de 6 metros de longitud y 10 cm de diámetro, hecho de tubo "Schedule 80". Dicho tubo puede incluir un conjunto 350 para su unión a un conducto para conectar el depósito del fluido de trabajo al cilindro. La fig. 29 es una vista desde un extremo del tubo de la fig. 28, que muestra una pestaña 352. Dicha pestaña 352 puede incluir una pluralidad de orificios 354 para ser usados por los tornillos 356, para la unión de la pestaña a otra pestaña de conexión a un conducto que lleva al cilindro.

La realización del depósito del fluido de trabajo mostrado en las figs. 27 y 28 incluye también un elemento de refrigeración 358 insertado dentro del tubo 348. Un fluido de refrigeración puede ser introducido dentro del conducto 368, para enfriar el fluido de trabajo. El conducto 358 puede ser interconectado a la válvula giratoria 360, para dirigir el fluido de refrigeración al correspondiente depósito de fluido de trabajo.

Para hacer frente a las altas presiones inherentes a algunos fluidos de trabajo, el conducto 356 de fluido de refrigeración está hecho, preferiblemente, de un material capaz de soportar dichas altas presiones. De acuerdo con una realización es utilizada una tubería de acero de alta presión de 19 mm. Aunque la presión del fluido de trabajo puede ser alta, la presión del refrigerante puede ser baja. Por ejemplo, en una realización, la presión del refrigerante es desde aproximadamente 2,25 a aproximadamente 5,62 kg/cm^{2}

La fig. 30 muestra una vista ampliada de un corte de una conexión entre el depósito del fluido de trabajo, el conducto 359 de refrigerante, las pestañas 352 y 353, la junta 355, y los tornillos 357.

En la realización mostrada en la fig. 27, cada uno de los depósitos de fluido de trabajo 362, 364, 366, 368 está situado dentro de un colector térmico solar parabólico 370, 372, 374, y 326, respectivamente. El colector térmico solar imparte calor al fluido de trabajo. A medida que dicho fluido se expande acciona los cilindros.

En el momento apropiado, la válvula giratoria 360 dirige refrigerante al interior de cada uno de los depósitos de fluido de trabajo. A medida que dicho refrigerante es hecho circular a través de los depósitos de fluido de trabajo, es calentado. El refrigerante calentado es dirigido a un separador 378 de calor-frío. Para aumentar el calor impartido al fluido de trabajo por los colectores térmicos solares, la presente invención puede dirigir refrigerante calentado a través del conducto de refrigerante. El separador 378 de frío-calor separa preferiblemente el flujo de refrigerante de los depósitos de fluido de trabajo que experimentan la expansión del refrigerante que sale de los cilindros de fluido de trabajo que efectúan la contracción.

Puede ser retirado calor del refrigerante en el intercambiador térmico 380. El calor procedente del refrigerante puede ser almacenado en el dispositivo 382 de almacenamiento de calor.

El flujo de refrigerante puede ser controlado por una pluralidad de bombas. La realización mostrada en la fig. 27 incluye una bomba 384 de refrigerante del motor hidráulico para dirigir dicho refrigerante desde el intercambiador térmico 380 a la válvula giratoria 360. La bomba 384 de refrigerante del motor hidráulico puede ser accionada por el motor hidráulico térmico.

La presente invención puede incluir también una bomba 386 para reciclar el calor del motor hidráulico. Dicha bomba 386 puede bombear refrigerante procedente del dispositivo 382 de almacenamiento térmico hacia la válvula giratoria 360. La bomba 386 para reciclar calor del motor hidráulico puede ser accionada también por el motor hidráulico térmico.

La realización del motor hidráulico térmico de la fig. 27 se muestra utilizada para accionar una bomba hidráulica (no mostrada). Los conductos 390 y 392 son para dirigir el fluido hidráulico desde la bomba hidráulica accionada por el motor hidráulico térmico a las diversas cargas que se desea sean accionadas por dicho motor hidráulico térmico. Como antes se ha dicho, en la realización mostrada en la fig. 27, la bomba 384 de refrigerante del motor hidráulico, la bomba 386 para reciclar el calor de dicho motor hidráulico, y la bomba 388 de agua, son accionadas por el motor hidráulico térmico. Las flechas en los conductos 390 y 392 indican la dirección del flujo de fluido hidráulico hacia las cargas.

El funcionamiento del intercambiador térmico 380 puede ser mejorado mediante el bombeo de agua dentro de los conductos 394 y 396, respectivamente, mediante la bomba de agua 388.

Un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención puede ser construido de cualquier tamaño. Por ejemplo, motores muy pequeños para uso en aplicaciones tales como biomecánicas, hasta grandes plantas motrices de megawatios, pueden incorporar el motor hidráulico térmico de la presente invención. En efecto, este motor puede ser diseñado para uso en cualquier aplicación que requiera la potencia de la energía mecánica.

Un motor muy pequeño podría incluir pistones con un diámetro aproximado desde 0,5 cm a 1 cm. Dicho motor podría incluir depósitos de fluido de trabajo aproximadamente del tamaño de un termómetro corporal típico. En efecto, dichos motores podrían utilizar calor aproximadamente a la temperatura típica del cuerpo humano como fuente de calor. El enfriamiento podría ser proporcionado por un sistema evaporativo exterior. Dicho motor podría ser utilizado en las personas o en otros cuerpos. Un ejemplo de uso de dicho motor es en una bomba cardíaca. Otro ejemplo de aplicación es para inyección de hormonas. Por ejemplo, dicho motor podría ser utilizado por personas con sistema linfático defectuoso. Este motor podría proporcionar una potencia de aproximadamente 0,01 caballos a aproximadamente 0,1 caballos.

En el otro extremo del espectro, motores muy grandes podrían ser construidos dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, un motor que pueda generar 350 millones de caballos podría proporcionar capacidades de producción eléctrica de aproximadamente 500 megawatios. Dicho motor podría utilizar un pistón con diámetro de aproximadamente 1,22 metros a aproximadamente 2,44 metros. El motor podría ser construido sobre una estructura muy reforzada de acero y hormigón.

Un motor capaz de bombear agua podría generar una potencia aproximada de 10, 50, o 200 caballos, o cualquier otro valor entre los citados.

La fig. 37 muestra una realización de una bomba de agua de accionamiento por un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención. El calor para expandir el fluido de trabajo es proporcionado por un colector térmico solar parabólico 400, y el colector solar incluye preferiblemente un accionador 402 para seguir el movimiento del sol. El fluido de trabajo es enviado al motor 406. La energía producida por el motor 406 es transmitida por medio de la transmisión 408 a la bomba 409. La invención puede incluir un controlador 410 para controlar el flujo de refrigerante. Dicho motor puede incluir también una batería 412 para proporcionar energía.

La fig. 38 es una vista desde arriba de los colectores térmicos solares 400. El motor, mostrado en las figs, 37 y 38, incluye unos tubos 414 de intercambio térmico directo. Un panel fotovoltaico 416 puede ser dispuesto también para proporcionar energía eléctrica para ciertos aspectos de la invención, tales como el control del seguimiento y de la refrigeración.

La fig. 39 muestra una realización del accionamiento de cadena de seguimiento según la estación con un contrapeso, que puede ser utilizada para inclinar la disposición solar en la posición apropiada a lo largo del año. La realización mostrada en la fig. 39 puede incluir un accionamiento de cadena 600, un motor 602, y un contrapeso 604. El motor puede ser cualquier motor adecuado. Por ejemplo, el motor podría ser de par alto, bajas r.p.m. y de 12 voltios de CC. La fig. 39 muestra también la posición normal 606 de la disposición solar. Dicha disposición pivota en torno al punto de pivotar, que podría ser proporcionado por una bisagra u otro dispositivo pivotante.

La fig. 40 muestra una realización de un motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que utiliza calor eléctrico como fuente para impartir calor al fluido de trabajo. La realización mostrada en la fig. 40 incluye cuatro cilindros dispuestos radialmente. La fig. 40 muestra también un engranaje que puede ser utilizado para dar salida a la potencia producida por el motor.

La realización mostrada en la fig. 40 incluye unos depósitos 720 de fluido de trabajo que comprenden un tubo de 10,2 cm de diámetro y 61 cm de longitud. El refrigerante es hecho circular a través del fluido de trabajo por un conducto 700 de 19 mm. El calor es proporcionado por un elemento 718 de caldeo eléctrico que puede utilizar energía de 120 V de CA. Los depósitos del fluido refrigerante pueden ser cerrados por una placa de cuello soldada 724 de 5,08 cm.

Los pistones 702, 704, 706, y 708 incluidos en los cilindros 710, 712, 714, y 716 en la realización mostrada en la fig. 40 tienen un diámetro de 5,08 cm y una longitud de 20,3 cm. El diámetro exterior de los pistones 702, 704, 706, y 708 es de 10,2 cm. Los cilindros están dispuestos radialmente como en la realización mostrada en la fig. 27.

La fig. 40 ilustra también una pluralidad de engranajes y de correas y cadenas de conexión, identificadas colectivamente como 722, que pueden ser utilizadas para transmitir la energía generada por el motor hidráulico térmico.

La fig. 41 es una vista alternativa del motor mostrado en la fig. 40.

La fig. 43 ilustra una realización del motor hidráulico térmico de acuerdo con la presente invención, que incluye un colector solar pasivo 900. Unas mangueras 902 y 904 conectan el colector solar a un cilindro de doble acción 906. El motor es utilizado para bombear agua desde un pozo.

La fig. 44 ilustra representaciones de otra realización de un cilindro, un pistón, y un brazo de manivela de acuerdo con la presente invención.

Claims

1. Un motor hidráulico térmico, que comprende:

- un líquido de trabajo que cambia de volumen con los cambios en la temperatura;

- un recipiente (130, 132, 134, 176, 182) para alojar el líquido de trabajo;

- un cilindro (100, 102, 104, 158, 160, 162, 164) sujeto al bastidor y que incluye un espacio interior, cuyo cilindro incluye también un pasaje para introducir el líquido de trabajo dentro del espacio interior;

- un miembro desplazable alojado dentro del espacio interior del cilindro, de tal manera que el espacio interior del cilindro, el miembro desplazable, y el recipiente del líquido de trabajo, definen un espacio cerrado rellenado por el líquido de trabajo;

- un vástago de conexión (112, 114, 116, 174, 201) conectado al miembro desplazable;

- medios para transmitir y retirar calor de manera controlable a y del líquido de trabajo, con lo que se hace que alternativamente el líquido de trabajo se expanda y se contraiga sin sufrir un cambio de fase, y cuyo miembro desplazable se mueve en respuesta a la expansión y contracción del líquido de trabajo, cuya expansión y contracción de dicho líquido no está obstruida por válvulas, caracterizado porque:

-: el líquido de trabajo comprende gas licuado; y

-: un cigüeñal (170) está conectado al vástago de conexión.

2. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una sección de transferencia de líquido de trabajo entre el recipiente (130, 132, 134, 176, 182) y el espacio interior del cilindro (100, 102, 104, 158, 160, 162, 164), cuyo recipiente del líquido de trabajo, la conexión de dicho líquido de trabajo, el espacio interior del cilindro, y el miembro desplazable, definen un espacio cerrado rellenado por el fluido de trabajo.

3. El motor hidráulico térmico de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el motor comprende una pluralidad de cilindros, cada uno de los cuales aloja un miembro desplazable, con una pluralidad de recipientes de fluido de trabajo interconectados a los cilindros, y una pluralidad de medios de transmisión de calor interconectados a los recipientes de fluido de trabajo y a los cilindros.

4. El motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende medios para montar el cilindro al bastidor, cuyos medios de montaje permiten al cilindro deslizarse y articularse con relación al bastidor, e incluyen un vástago de conexión dispuesto en el cilindro, cuyo vástago de conexión está sujeto articuladamente a un miembro deslizable montado al bastidor, y dicho miembro deslizable se desliza en una dirección perpendicular al cigüeñal interconectado al vástago de conexión.

5. El motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de transmisión de calor comprenden una camisa de agua que rodea el recipiente de líquido de trabajo, cuya camisa incluye una entrada y una salida de agua a diferentes temperaturas para impartir calor al líquido de trabajo o retirarlo de él, a través de un intercambiador térmico (5, 45, 130. 132, 134, 136, 138, 140, 172).

6. El motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el motor comprende unos medios de transmisión para aumentar o elevar la velocidad del cigüeñal.

7. El motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el motor comprende un cigüeñal, del que su movimiento es controlado por la apertura y cierre de las válvulas y controles de dicho cigüeñal, o la apertura y cierre de los microinterruptores que activan las válvulas de solenoide para el control de la transmisión o retirada de calor al, o del fluido de trabajo.

8. Un motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los medios de transmisión de calor son capaces de elevar la temperatura del líquido de trabajo para producir una temperatura alta de entre aproximadamente 26,67ºC y aproximadamente 93,33ºC, y dichos medios de transmisión de calor son capaces de reducir una temperatura del líquido de trabajo para producir una temperatura baja de entre aproximadamente 1,67ºC y aproximadamente 60ºC.

9. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de transmisión de calor son capaces de elevar la temperatura del líquido de trabajo para producir una temperatura alta de entre aproximadamente 48,89ºC y aproximadamente 60ºC, y los medios de transmisión de calor son capaces de reducir la temperatura del líquido de trabajo para producir una temperatura baja de entre aproximadamente 21,11ºC y aproximadamente 29,44ºC.

10. El motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el líquido de trabajo está presurizado.

11. El motor hidráulico térmico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque los medios de transmisión de calor son capaces de generar una diferencia de temperatura de entre una temperatura alta del líquido de trabajo y una temperatura baja de dicho líquido, suficiente para proporcionar una expansión mínima requerida para mover el miembro desplazable a través de un ciclo completo.

12. El motor hidráulico térmico de la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro desplazable es un pistón (73, 75, 77, 106, 108, 110, 158, 192).

13. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro desplazable es un diafragma.

14. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende dos vástagos de conexión unidos a los extremos opuestos del pistón, y dos cigüeñales, uno unido a cada uno de los vástagos de conexión.

15. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque los cilindros están dispuestos radialmente.

16. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el motor comprende al menos un obturador entre una superficie exterior del pistón y una superficie interior del espacio interior del cilindro.

17. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el motor comprende al menos un resorte (210) que empuja al pistón para moverlo en una dirección opuesta a la dirección de expansión del fluido de trabajo, que hace que el pistón se desplace.

18. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el vástago de conexión está unido articuladamente al pistón.

19. El motor hidráulico térmico de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el vástago de conexión está fijo al pistón de modo inmóvil, y el cilindro está montado de modo articulado sobre el bastidor.