Máquina Térmica Motora

Aquí presento a una máquina térmica motora, que entre otras funciones como motor, bien podría instalarse en uno de esos enormes buques mercantes que navegan por los mares y océanos.

La potencia estará determinada por el volumen, temperatura, presión y número de moles del gas de trabajo ( Nitrógeno, Helio, Argón, Hidrógeno y otros). No hay combustión. La energía se extrae del mar como energía térmica, incluso navegando por los mares más fríos del planeta. La temperatura de operación no es un problema, la máquina se adapta a cualquier temperatura, incluso a temperaturas criogénicas.

La creciente demanda de agua potable en muchos lugares del planeta, debido en parte al cambio climático, obliga a la construcción y puesta en marcha de potentes desaladoras. Una máquina que utilice energía térmica de baja entalpía, incluso que pueda aprovechar el calor latente del cambio de fase líquido-solido del agua, nos ofrecería la solución definitiva a la producción de agua potable. El coste de la energía es ahora el principal obstáculo para obtenerla.

También debo mencionar a las centrales eléctricas, sobre todo a las centrales hidroeléctricas. Se trataría de aprovechar las actuales turbinas con sus generadores, y recircular el agua descargada por turbina mediante la Máquina Térmica Motora. El resultado sería  muy efectivo, ya que las oscilaciones de bombeo, utilizando a la Máquina como bomba de desplazamiento positivo, se amortiguan a través del agua embalsada.

Su funcionamiento: Según se observa en el dibujo, el pistón (1) se encontraría al final de su carrera en la presión mínima. El pistón (2) está a la "espera" en su posición de punto muerto superior. Este pistón queda bloqueado. Las válvulas de lenteja abren y el compresor lobular se pone en marcha. Lleva incorporado un variador de frecuencia, o es alimentado su motor por corriente continua, con el objetivo de ir aumentado su número de revoluciones a medida que aumenta la presión. De este modo el trabajo será mínimo.

El pistón (1) comienza su carrera ascendente desalojando el número de moles suficiente para no aumentar la presión y no realizar trabajo (solo rozamientos). El flujo pasa al la cámara o vasija donde se aloja el pistón (2), aumentando la presión y realizando un trabajo, que es menor al que tendríamos que realizar si es comprimida toda la masa de la cámara o vasija. Ahora el pistón (2) es desbloqueado y comienza su carrera de expansión.

En el dibujo se detallan presiones, temperaturas y trabajo entre otras cosas. La energía térmica la entrega el condensador de CO2. Lleva incorporado sistema de recirculación forzada para mantener temperatura homogénea en la expansión isotérmica del gas ( N2)