FR2644211A1

FR2644211A1 - Pompe a gaz cryogenique, utilisable notamment dans des vehicules

Info

Publication number: FR2644211A1
Application number: FR9003044A
Authority: FR
Inventors: Peschka Walter; Schneider Gottfried
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1990-09-14
Anticipated expiration: 2010-03-09
Also published as: FR2644211B1; DE3907728A1; JPH0355680B2; CA2011816C; CA2011816A1; JPH0347485A; DE3907728C2; US5056991A

Abstract

Une pompe à gaz cryogénique, notamment à hydrogène cryogénique, utilisable dans des véhicules, comprend un carter cylindrique 10 et un piston 24 formant une première chambre de compression 42 avec ledit carter et monté dans ce carter 10, par l'intermédiaire d'un film gazeux 34, par une première région 26 adjacente à ladite première chambre 42. Ladite pompe présente une deuxième chambre de compression 50 communiquant avec le film gazeux 34 et permettant la génération, dans ce film 34, d'un flux de gaz en direction de la première chambre 42.

Description

POMPE A GAZ CRYOGENIQUE, UTILISABLE NOTAMMENT DANS

DES VEHICULES

La présente invention se rapporte à une pompe à gaz cryo-

génique, notamment une pompe à hydrogène cryogénique pouvant

être utilisée dans des véhicules, comprenant un carter cylin-

drique et un piston qui forme, avec ce carter cylindrique, une première chambre de compression du gaz cryogénique et est monté dans ledit carter cylindrique, par l'intermédiaire d'un film gazeux, par une première région adjacente a la première

chambre de compression.

Dans des pompes a gaz cryogénique utilisables dans des véhicules, le travail s'effectue en général avec des débits de l'ordre de 3 1/min, ce qui implique déjà des dimensions notablement plus petites que dans des pompes classiques à gaz cryogénique connues jusqu'a présent, dont le débit représente

approximativement le décuple de celui des pompes a gaz cryogé-

nique pouvant être utilisées dans des véhicules.

Ces considérations soulèvent de nombreux problèmes. En

particulier les systèmes d'étanchement, jusqu'a présent clas-

siques, entre le piston et le carter cylindrique, ne peuvent

pas être transposés a de telles pompes a gaz cryogénique uti-

lisables dans des véhicules.

Par exemple, l'utilisation traditionnelle de garnitures

de piston, à propriétés de glissement à sec, implique l'in-

convénient d'engendrer de la chaleur de frottement qui se traduit par un plus fort dégagement de vapeur au cours du fonctionnement de la pompe a gaz cryogénique, ce qui a des

répercussions très néfastes en présence des débits modestes.

Certes, l'on connait des pompes dont les pistons sont montés par l'intermédiaire d'un film gazeux, de sorte que plus aucune chaleur n'est engendrée par frottement. Toutefois, dans des pompes utilisables dans des véhicules, le faible jeu radial nécessaire a cette fin ne peut quasiment pas être maintenu dans les étroites limites souhaitées, a cause des faibles

diamètres des pistons. De surcroît, les pompes à gaz cryogéni-

que munies d'un piston monté par l'intermédiaire d'un film gazeux présentent des pistons d'un dimensionnement très long, par exemple d'une cote de 700 mm, ce qui est d au fait que, d'une-part, l'entraînement du piston devrait être exposé à une

température la plus élevée possible, par exemple à la tempé-

rature ambiante, tandis que la chambre de compression doit

être exposée à la température classique pour le gaz cryogé-

nique, de l'ordre de 30 K pour l'hydrogène; et au fait que le film gazeux a pour effet de provoquer, en permanence, un refroidissement du piston dans une zone considérable de sa longueur, si bien que les exigences précitées ne peuvent être

satisfaites qu'en présence de pistons d'une réalisation consé-

quemment longue.

Cependant, des pistons d'une telle réalisation sont in-

concevables dans une pompe à gaz cryogénique pouvant être uti-

lisée dans un véhicule, ne serait-ce qu'à cause de la taille de la pompe qui en résulte. En outre, par suite des petites dimensions résultant du débit modeste, il n'est pas possible de respecter des tolérances serrées quant à l'épaisseur du film gazeux, si bien que, dans des pompes utilisables dans

des véhicules, le refroidissement du piston par l'intermé-

diaire du film gazeux est encore plus accentué, en particu-

lier lorsque la pompe à gaz cryogénique doit fonctionner à

des températures proches de celle de l'hydrogène liquide.

L'invention a par conséquent pour objet une pompe-à gaz cryogénique du type mentionné en introduction, améliorée de telle sorte que ses dimensions lui confèrent une réalisation apte à une utilisation dans des véhicules, ce qui, en présence

d'une plus faible longueur du piston, exige un refroidisse-

ment du piston encore plus modeste, assuré par le film gazeux.

Conformément à l'invention, dans une pompe à gaz cryo-

génique du genre décrit ci-avant, cet objet est atteint par - le fait que ladite pompe présente une deuxième chambre de

compression avec laquelle le film gazeux est en communica-

tion, et par l'intermédiaire de laquelle un flux de gaz peut être engendre, dans ledit film gazeux, en direction de la

première chambre de compression.

Gràce à la solution conforme a l'invention, le refroi-

dissement du piston est réduit du fait qu'un flux de gaz peut être engendre, dans le film gazeux, en direction de la pre- mière chambre de compression, de sorte que le gaz cryogénique froid ne peut plus circuler à l'écart de la première chambre

de compression, dans le film gazeux, ni refroidir par consé-

quent le piston. En revanche, le flux de gaz est inversé dans le film gazeux, si bien qu'un refroidissement du piston est possible seulement par ses régions attenantes a la première

chambre de compression.

Dans ce cas, il est particulièrement avantageux que le film gazeux présente une température supérieure A 2001K dans

sa zone tournée à l'opposé de la première chambre de compres-

sion. ela autorise à coup sûr la présence d'une température

environnante, c'est-a-dire par exemple d'une température am-

biante au voisinage d'un entrainement du piston.

Dans les exemples de réalisation mentionnés ci-avant, il n'a pas été fermement établi si le flux de gaz doit pouvoir être engendré au cours de la compression ou de l'expansion de la première chambre de compression. Il est particulièrement avantageux que le flux de gaz puisse être engendré au moins lors d'une compression s'opérant dans la première chambre de compression, car un flux de gaz est ainsi engendré au cours de la phase durant laquelle, au premier chef, un flux de gaz de refroidissement est généré dans le film gazeux, a l'écart

de la première chambre de compression. Une mesure complémen-

taire avantageuse peut consister à entretenir également le flux de gaz lors de l'expansion s'opérant dans la première

chambre de compression.

Dans les exemples de réalisation précités, un deuxième

carter cylindrique et un deuxième piston peuvent fondamenta-

lement être prévus pour ménager la deuxième chambre de com-

pression.

Neanmoins, pour obtenir un mode de réalisation compact

de la pompe à gaz cryogénique conforme à l'invention, la ca-

ractéristique la plus avantageuse consiste en ce que le piston comprend une première région pour former la première chambre de compression, et une deuxième région pour former la deuxième chambre de compression.

Une telle conception peut être matérialisée, de la ma-

nière la plus simple, lorsque le piston est réalisé sous la forme d'un piston étagé, et le carter cylindrique présente des

alésages cylindriques correspondants.

Etant donné que le flux de gaz est d'une valeur différen-

te dans le film gazeux en présence d'une grande vitesse du piston, à l'inverse d'une faible vitesse de ce piston, et du fait que, par conséquent, en présence d'une grande vitesse du piston, l'intégralité du gaz comprimé dans la deuxième chambre de compression ne peut pas être évacuée par l'intermédiaire du

film gazeux, lors de chaque cycle de pompage, il est avanta-

geux que ledit film gazeux soit pourvu d'un volume tampon dans lequel une pression peut être développée lors d'un mouvement

de compression du piston, et être supprimée lors d'un mouve-

ment d'expansion.

Il s'est révélé particulièrement judicieux que le volume

tampon soit formé par une chambre annulaire entourant la pre-

mière région du piston.

Pour faire à coup s r en sorte que le film gazeux présen-

te une température suffisamment élevée dans sa zone tournée à

l'opposé de la première chambre de compression, il est avan-

tageusement prévu que le gaz constituant ce film gazeux puis-

se être réchauffé.

Cela est autorisé, de la manière la plus simple, grâce à

une faculté de chauffage du film gazeux.

A cette fin, dans un exemple de réalisation préféren-

tiel, il est prévu que le film gazeux puisse être chauffé

dans sa zone tournée vers la deuxième chambre de compression.

En particulier dans des exemples de réalisation dans les-

quels un volume tampon est additionnellement prévu, il est commodément proposé que le film gazeux puisse être chauffé

entre la deuxième chambre de compression et ledit volume tam-

pon; ainsi, le volume tampon peut encore simultanément ser-

vir de tampon calorifique entre la zone chauffée et la zone non chauffée du film gazeux, tournée vers la première chambre de compression, et la pénétration de chaleur dans la deuxième

chambre de compression est par conséquent minimisée.

Pour empêcher, dans tous les cas, qu'un flux de gaz soit généré dans le film gazeux, à l'écart de la première chambre

de compression, il est proposé de prévoir une troisième cham-

bre de compression faisant office de chambre de compression préalable pour la deuxième chambre de compression, de sorte que le gaz renfermé par cette deuxième chambre de compression

est en permanence soumis à une pression minimale.

Il est avantageusement prévu, conformément à l'invention, que la troisième chambre de compression puisse être actionnée

selon un cycle inverse de celui de la deuxième chambre de com-

pression. Dans ce cas, pour des considérations ayant trait à la compacité, il est également avantageux que le piston possède

une troisième région qui forme la troisième chambre de com-

pression associativement au carter cylindrique.

A cet effet, une possibilité de réalisation commode pré-

voit que les première et troisième régions du piston soient

disposées à des extrémités opposées dudit piston.

En particulier pour éviter également un grippage du pis-

ton, il s'est révélé extrêmement judicieux qu'un entrainement dudit piston vienne en prise avec ce piston entre les première et troisième régions de ce dernier, de sorte que ledit piston est monté de part et d'autre du point de venue en prise dudit entrainement. La possibilité la plus simple, pour entrainer le piston, prévoit que l'entrainement de ce piston comporte

un excentrique.

Pour permettre un entrainement du piston sans le concours d'une bielle, et pour prodiguer ainsi une réalisation la plus compacte possible à la pompe conforme à l'invention, il est avantageusement prévu qu'un maneton de manivelle s'engage dans

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6' un évidement d'excentrique qui s'étend transversalement par

rapport à la direction de mouvement du piston.

Comme déjà mentionné en introduction, le piston est mon-

té, par l'intermédiaire d'un film gazeux, au moins dans sa région adjacente à la première chambre de compression. Par ailleurs, une forme de réalisation préférentielle de la pompe selon l'invention prévoit que le piston soit monté, entre la deuxième chambre de compression et la troisième chambre de

compression, par l'intermédiaire d'un film gazeux, c'est-a-

dire que ledit piston soit intégralement monté par l'entre-

mise d'un film gazeux.

Toutefois, une variante de cette possibilité consiste également à monter le piston, entre les deuxième et troisième chambres de compression, par l'intermédiaire de garnitures de

piston à propriétés de glissement à sec, de sorte qu'un mon-

tage dudit piston par l'intermédiaire d'un film gazeux a lieu

uniquement au voisinage direct de la première chambre de com-

pression. Cela est rendu possible grâce au fait que, suite à la présence du flux de gaz dans le film gazeux, le piston peut être maintenu au voisinage direct de la première chambre de

compression, sur une distance relativement courte, à une tem-

pérature élevée se prêtant à des possibilités classiques de

montage et de lubrification.

L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins sur lesquels:

la figure 1 est une coupe d'un premier exemple de réali-

sation d'une pompe à gaz cryogénique conforme à l'invention; et

la figure 2 est une coupe d'un second exemple de réali-

sation d'une pompe à gaz cryogénique selon l'invention.

Un premier exemple de réalisation de la pompe à gaz cryo-

génique conforme à l'invention, illustré sur la figure 1, présente particulièrement un carter cylindrique 10 percé d'un

premier alésage cylindrique 14 qui est obturé par un fond cy-

lindrique 12 et auquel se raccorde, du côté opposé audit fond cylindrique 12, un deuxième alésage cylindrique coaxial 16 dont le diamètre est élargi par rapport a celui du premier alésage 14, et qui s'étend jusqu'à un compartiment 18 logeant

un vilebrequin.

Une transition, entre le premier alésage cylindrique 14 et le deuxième alésage cylindrique 16, est matérialisée par une surface annulaire 22 qui s'étend perpendiculairement a un axe 20 desdits premier et deuxième alésages 14, 16, et

part du premier alésage 14 pour gagner le deuxième alésage 16.

Un piston étagé désigné globalement par 24, disposé dans le premier alésage cylindrique 14 et dans le deuxième alésage

cylindrique 16 en coïncidence avec l'axe 20, comprend une pre-

mière région 26 s'engageant dans le premier alésage 14, et une deuxième région 28 qui s'engage dans le deuxième alésage 16. Un gradin, entre les première et deuxième régions 26 et

28 du piston, est alors formé par une surface annulaire 30.

Le piston étagé 24 est dimensionné de telle sorte que, lorsqu'il se trouve au point mort haut, la première région 26 de ce piston se situe a faible distance du fond cylindrique 12, par son fond 32 tourné a l'opposé de la deuxième région 28 dudit piston, et que la surface annulaire 30 de ce piston 24 se trouve a faible distance de la surface annulaire 22 du

carter cylindrique 10.

Au point mort bas, le fond 32 du piston est espacé au

maximum du fond cylindrique 12, de même que la surface annu-

laire 30 par rapport à la surface annulaire 22, le piston étagé 24 demeurant, au point mort bas également, guidé par

l'intermédiaire des alésages cylindriques 14 et 16.

Dans ce cas, un guidage du piston étagé 24 dans les alé-

sages cylindriques 14 et 16 est assuré par l'intermédiaire d'un premier film gazeux 34 qui se forme entre le premier alésage 14 et une surface 36 de l'enveloppe de la première

région 26 du piston, ainsi que par l'intermédiaire d'un deu-

xième film gazeux 40 se formant entre le deuxième alésage 16 et une surface 38 de l'enveloppe de la deuxième région 28 du piston. Ces deux films gazeux 34 et 40 supportent alors le piston 24 dans toutes les positions, si bien que celui-ci n'entre aucunement en contact avec les alésages 14 et 16 du

carter cylindrique 10.

Une première chambre de compression 42 est formée par le fond cylindrique 12, par le fond 32 du piston et par la région du premier alésage cylindrique 14 qui est adjacente audit fond 12 jusqu'audit fond 32, chambre dans laquelle debouche, à proximité du fond cylindrique 12, un conduit 44 d'arrivée d'hydrogène cryogénique qui peut être obture, par rapport à

la première chambre 42, par l'entremise d'une soupape d'ad-

mission 46. Un conduit de pression 47 pour l'hydrogène cryo-

génique pressurisé dans la première chambre 42, partant en outre du fond cylindrique 12, peut être obturé par rapport à

ladite première chambre 42 au moyen d'une soupape de sortie 48.

Une deuxième chambre de compression 50 est formée par la surface annulaire 22, par la surface annulaire 30 du piston étagé 24 et par les zones de la surface 36 de l'enveloppe de la première région 26 du piston, qui s'étendent entre les deux surfaces précitées, ainsi que par le deuxième alésage cylindrique 16, chambre dans laquelle un conduit de dérivation 52, bifurquant du conduit d'arrivée 44, débouche de préférence

au voisinage de la surface annulaire 22. Le conduit de déri-

vation 52 est équipé, dans ce cas, d'une vanne 54 à une seule

voie qui s'ouvre dans la direction de circulation vers la.

deuxième chambre de compression 50.

Dans le premier exemple de réalisation selon la figure 1, le conduit d'arrivée 44 et le conduit de dérivation 52 sont formés, au moins en partie, par des alésages ménages dans le

carter cylindrique 10.

En vue de former un volume tampon 56 pour le premier film gazeux 34, le premier alésage cylindrique 14 est pourvu à peu près centralement, entre la surface annulaire 22 et le fond 32 du piston, d'une chambre annulaire 58 qui s'étend

radialement vers l'extérieur, par rapport à l'axe 20, et pé-

nètre dans le carter cylindrique 10. Cette chambre annulaire est définie, de préférence, de manière qu'elle corresponde

sensiblement au volume du premier film gazeux 34.

Pour pouvoir réchauffer, au moins en partie, le gaz qui se forme dans le premier film gazeux 34, l'on a prévu dans le carter cylindrique 10, entre la chambre annulaire 58 et la surface annulaire 22, une enveloppe chauffante 60 qui sert à

chauffer une cloison 62 délimitant le premier alésage cylin-

drique 14 entre ladite chambre 58 et ladite surface 22. L'en-

veloppe chauffante est formée, de préférence, par un canal 64 qui s'étend périphériquement, dans le carter 10, tout autour de la région partielle considérée dudit premier alésage 14 et peut être parcouru par un fluide de chauffage 66, comme par exemple de l'eau chaude, si bien que la cloison 62 peut être chauffée jusqu'a la température du fluide 66, et qu'elle

chauffe également, de la sorte, la partie du premier film ga-

zeux 34 qui lui est adjacente.

Un entrainement du piston étagé 24 a lieu par l'inter-

médiaire d'un excentrique 68 mené par un moteur non représen-

té sur le dessin, ainsi que par l'intermédiaire d'une bielle montée, a rotation, tant sur ledit piston 24 que sur ledit

excentrique 68.

Le premier exemple de réalisation de la pompe a gaz cryo-

génique conforme a l'invention fonctionne de la manière expo-

sée ci-après.

Sous l'action de l'excentrique rotatif 68, le piston étagé 24, monté dans les alésages cylindriques 14 et 16 par

l'intermédiaire des films gazeux 34 et 40, accomplit des mou-

vements oscillatoires linéaires le long de l'axe 20, entre le point mort haut et le point mort bas. Lors d'un mouvement d'expansion du piston 24, la première chambre de compression

42 accuse une augmentation de volume propre a provoquer l'af-

flux dans cette première chambre 42, par l'intermédiaire du

conduit d'arrivée 44 et de la soupape d'admission 46, d'hydro-

gène cryogénique qui, lors du mouvement de compression dudit piston 24, quitte ladite première chambre 42 en empruntant la soupape de sortie 48 et le conduit de pression 47. Il règne

alors habituellement, dans le conduit d'arrivée 44, une pres-

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sion de 1,5 MPa qui est entretenue, de préférence, à l'aide d'un précompresseur. Des pressions comprises entre 10 MPa et 20 MPa sont atteintes, dans ce cas, dans le conduit de pression. La température de l'hydrogène cryogénique, dans le conduit d'arrivée 44, est alors de préférence d'environ 35 K, similairement à la température régnant dans le conduit de

pression 47.

-Le mouvement d'expansion du piston étagé 24 a pour effet de provoquer une augmentation de volume, non seulement de la

première chambre de compression 42, mais également de la deu-

xième chambre de compression 50, si bien que de l'hydrogène

cryogénique peut affluer dans cette deuxième chambre égale-

ment, par l'intermédiaire du conduit de dérivation 52 et de

la vanne 54 à une seule voie, en provenance du conduit d'ar-

rivée 44 et sous la pression qui règne dans ce dernier. L'hy-

drogène affluant dans la deuxième chambre de compression est réchauffe, dans ce cas, jusqu'à une température de l'ordre de K. Lors du mouvement de compression, l'hydrogène renfermé

par la deuxième chambre de compression 50 ne peut pas désor-

mais retourner au conduit d'arrivée 44 en empruntant le con-

duit de dérivation 52, suite à l'action exercée par la vanne 54 à une seule voie, si bien qu'il engendrera un flux de gaz,

dans le film gazeux 34, le long de la cloison 62 et en direc-

tion de la première chambre de compression 42. Au cours de cette circulation s'opérant le long de la cloison 62, ce flux de gaz est réchauffé par l'intermédiaire de ladite cloison 62 chauffée au moyen de l'enveloppe chauffante 60, il pénètre à

l'état réchauffé dans le volume tampon 56 de la chambre annu-

laire 58 et il s'écoule ensuite, dudit volume tampon 56 jusqu'à la première chambre de compression 42, en formant un

flux de gaz qui se propage à travers le premier film gazeux 34.

Ce flux de gaz se formant dans le premier film gazeux 34, lors du mouvement de compression, en direction de la première chambre de compression 42, a pour effet d'empêcher qu'un flux de gaz froid soit généré dans ledit premier film 34, à l'écart 1! de la première chambre 42, et qu'il refroidisse la première

région 26 du piston, ainsi que le premier alésage cylindrique.

Au contraire, l'effet obtenu consiste en ce que la première région 26 du piston et le premier alésage cylindrique 14 sont "maintenus au chaud" dans leurs zones éloignées de la première chambre 42, de sorte qu'une faible longueur de réalisation de

ladite première région 26 et dudit premier alésage correspon-

dant 14 est rendue possible, et que le piston 24 peut être maintenu, côté entrainement, à des températures de l'ordre de

200 K a 300 K. Dans l'exemple de réalisation d'après la fi-

gure 1, ces effets ont été atteints pour une longueur de la première région 26 de l'ordre de 70 mm, le premier film gazeux

34 présentant alors une épaisseur d'approximativement 5 pm.

Dans le second exemple de réalisation de la pompe à gaz cryogénique selon l'invention, illustré sur la figure 2, les mêmes indices de référence sont employés dans la mesure o l'on utilise les mêmes parties que dans le premier exemple

de réalisation, de sorte que, pour ce qui concerne la descrip-

tion de ces parties, il peut être renvoyé aux considérations

relatives au premier exemple de réalisation.

Par rapport au premier exemple de réalisation, la modi-

fication apportée consiste en ce qu'une pièce intercalaire 72, retenue sur le piston étagé 24 du côté de celui-ci qui est tourné vers le compartiment 18 du vilebrequin, est percée d'un évidement 74 qui s'étend transversalement par rapport à

l'axe 20, et dans lequel s'engage le maneton 76 d'une manivel-

le. L'évidement 74 est alors dimensionné, quant à son étendue transversalement par rapport a l'axe 20, de telle sorte que ledit maneton 76 puisse y accomplir un mouvement libre dans cette direction transversale, sans gêner son mouvement. Dans la direction de l'axe 20, l'évidement 74 possède une largeur

correspondant au diamètre du maneton 76, si bien qu'un mouve-

ment vertical alternatif est imprimé à la pièce intercalaire

72, dans la direction dudit axe 20, lorsque la manivelle tour-

ne. Du côté de la pièce intercalaire 72 qui est tourné à l'op-

posé de la deuxième région 28 du piston, il est prévu une

troisième région 78 de ce piston qui est orientée en coTnci-

dence avec l'axe 20 et peut effectuer un mouvement vertical

alternatif dans un troisième alésage cylindrique 80, ce troi-

sième alésage 80 étant prévu, lui aussi, dans le carter cy-

lindrique 10. La troisième région 78 du piston est pourvue d'un fond

82 perpendiculaire à l'axe 20, et le troisième alésage cylin-

drique 80 est doté d'un fond cylindrique 84 qui s'étend, lui

aussi, perpendiculairement audit axe 20. Une troisième cham-

bre de compression 86 est délimitée par le fond cylindrique

84, par le fond 82 du piston et par la zone du troisième alé-

sage 80 s'étendant jusqu'audit fond 82. Cette troisième cham-

bre 86 est rétrécie ou agrandie selon un cycle inverse de ceux des première et deuxième chambres de compression 42 et 50, et elle fait office de pompe préalable pour la deuxième chambre 50. En vue d'alimenter la troisième chambre de compression en hydrogène gazeux, un conduit de dérivation 88 bifurque du conduit d'arrivée 44 et pénètre dans le compartiment I8 du vilebrequin; et une lumière d'entrée 90 débouche dans la troisième chambre 86 à partir dudit compartiment 18, cette lumière d'entrée 90 étant disposée de manière à autoriser un

afflux d'hydrogène gazeux, dans la troisième chambre de com-

pression, lorsque le fond 82 du piston se trouve au point mort haut. Un canal de transfert 92, partant en outre du fond 82 du piston et parcourant la troisième région 78 de ce piston, la pièce intercalaire 72 et la deuxième région 28 dudit piston,

sort de cette deuxième région au voisinage de la surface annu-

laire 30, et est équipé d'une soupape d'admission 94 destinée

a la deuxième chambre de compression 50. Dans le second exem-

ple de réalisation de la pompe conforme à l'invention, un en-

* semble plongeur 96, formé par le piston étagé 24, par la pièce intercalaire 72 et par la troisième région 78, est monté soit également par l'intermédiaire du premier film gazeux 34 et du deuxième film gazeux 40, ainsi que d'un troisième film gazeux 98 entre le troisième alésage cylindrique 80 et une surface 100 de l'enveloppe de la troisième région 78, soit, en variante, par l'intermédiaire de garnitures.de piston a propriétés de

glissement à sec, qui sont interposées entre le deuxième alé-

sage cylindrique 16 et la surface périphérique 38, ainsi qu'en-

tre le troisième alésage 80 et la surface périphérique 100.

Dans les deux cas cependant, l'avantage du second exem-

ple de réalisation consiste en ce que l'ensemble plongeur 96 est monté des deux côtés opposés a la pièce intercalaire 72,

et donc au point de venue en prise du maneton 76 de la mani-

velle, si bien qu'il accuse une propension moindre au grippage.

De surcroit, le montage de l'ensemble plongeur 96 s'ef-

fectuant de part et d'autre, par rapport au point de venue en prise du maneton 76 de la manivelle, a été exploité pour créer,

une nouvelle fois, un palier de pompage préalable pour la deu-

xième chambre de compression 50.

Le second exemple de réalisation fonctionne comme suit: au cours du mouvement de détente de l'ensemble plongeur 96, de l'hydrogène gazeux est comprimé dans la troisième chambre de compression 86, il afflue sous pression dans la deuxième chambre de compression 50, par l'intermédiaire du canal de

transfert 92 et de la soupape d'admission 94, puis est compri-

mé dans ladite chambre, lors du mouvement de compression de l'ensemble plongeur 96, ce qui engendre le flux de gaz dans

le premier film gazeux 34. Au cours du mouvement de compres-

sion de l'ensemble plongeur 96, il est simultanément engendré, dans latroisième chambre 86, une dépression qui se traduit,

au point mort haut dudit ensemble 96, par un afflux d'hydro-

gène gazeux a travers la lumière d'entrée 90, en provenance du compartiment 18 du vilebrequin, ledit compartiment 18 étant a son tour en communication avec le conduit d'arrivée 44, par l'entremise du conduit de dérivation 88, de sorte

qu'il est alimenté en hydrogène de manière permanente.

Le second exemple de réalisation offre en outre l'avan-

tage consistant en ce que, étant donné qu'a la fois le troi-

sième alésage cylindrique 80 et le deuxième alésage cylindri-

que 16 débouchent dans le compartiment 18 du vilebrequin, une fuite conséquente peut se produire entre la troisième chambre de compression 86 et la deuxième chambre de compression 50,

en direction du compartiment du vilebrequin, du fait que l'hy-

drogène gazeux est prélevé en permanence hors dudit comparti-

ment 18 à travers la lumière d'entrée 90, par l'intermédiaire du palier de pompage préalable formé par la troisième chambre 86, et que le compartiment 18 est maintenu, grâce au conduit de dérivation 88, à la même pression que celle du conduit

d'arrivée 44.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la pompe décrite et-représentée, sans sortir du

cadre de l'invention.

Claims

-R E V E N D I C A T I 0 N S-

1. Pompe à gaz cryogénique, notamment pompe à hydrogène

cryogénique pouvant être utilisée dans des véhicules, compre-

nant un carter cylindrique et un piston qui forme, avec ce carter cylindrique, une premièce chambre de compression du gaz cryogénique et est monté dans ledit carter cylindrique, par l'intermédiaire d'un film gazeux, par une première région

adjacente à la première chambre de compression, pompe carac-

térisée par le fait qu'elle présente une deuxième chambre de compression (50) avec laquelle le film gazeux (34) est en communication, et par l'intermédiaire de laquelle un flux de

gaz peut être engendré, dans ledit film gazeux (34), en di-

rection de la première chambre de compression (42).

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le

fait que le film gazeux (34) présente une température supé-

rieure à 200'K dans sa zone tournée à l'opposé de la première

chambre de compression (42).

3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par

le fait que le flux de gaz peut être engendré lors d'une com-

pression s'opérant dans la première chambre de compression

(42).

4. Pompe selon l'une quelconque des revendications pré-

cédentes, caractérisée par le fait que le piston (24) com-

prend la première région (26) pour former la première chambre de compression (42), et une deuxième région (28) pour former

la deuxième chambre de compression (50).

5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le piston (24) est réalisé sous la forme d'un piston étagé.

6. Pompe selon l'une quelconque des revendications pré-

cédentes, caractérisée par le fait que le film gazeux (34)

est pourvu d'un volume tampon (56).

7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée par le

fait que le volume tampon (56) est formé par une chambre an-

nulaire (58) entourant la première région (26) du piston.

8. Pompe selon l'une quelconque des revendications pré-

cédentes, caractérisée par le fait que le gaz constituant le

film gazeux (34) peut être réchauffé.

9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le film gazeux (34) peut être chauffé.

10. Pompe selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le film gazeux (34) peut être chauffé dans sa zone

tournée vers la deuxième chambre de compression (50).

11. Pompe selon la-revendication 10, caractérisée par le

fait que le film gazeux (34) peut être chauffé entre la deu-

xième chambre de compression (50) et le volume tampon (56).

12. Pompe selon l'une quelconque des revendications pré-

cédentes, caractérisée par la présence d'une troisième chambre de compression (86), faisant office de chambre de compression

préalable pour la deuxième chambre de compression (50).

13. Pompe selon la revendication 12, caractérisée par le fait que la troisième chambre de compression (86) peut être

actionnée selon un cycle inverse de celui de la deuxième cham-

bre de compression (50).

14. Pompe selon la revendication 12 ou 13, caractérisée par le fait que le piston (96) possède une troisième région

(78) qui forme la troisième chambre de compression (86) asso-

ciativement au carter cylindrique (10).

15. Pompe selon la revendication 14, caractérisée par le fait que les première et troisième régions (26, 78) du piston

sont disposées à des extrémités opposées dudit piston (96).

16. Pompe selon l'une quelconque des revendications 12

à 15, caractérisée par le fait qu'un entraînement (76) du

piston vient en prise, avec ce piston (96), entre les pre-

mière et troisième régions (26, 78) dudit piston.

17. Pompe selon la revendication 16, caractérisée par le

fait que l'entrainement du piston comporte un excentrique (76).

18. Pompe selon la revendication 17, caractérisée par le

fait qu'un maneton (76) de manivelle s'engage dans un evide-

ment d'excentrique (74), qui s'étend transversalement par rap-

port à la direction de mouvement du piston (96).

19. Pompe selon l'une quelconque des revendications 12

à 18, caractérisée-par le fait que le piston (96) est monté, entre la deuxième chambre de compression (50) et la troisième chambre de compression (86), par l'intermédiaire d'un film gazeux (40, 98).

20. Pompe selon l'une quelconque des revendications 12

à 18, caractérisee par le fait que le piston (96) est monté, entre les deuxième et troisième chambres de compression (50, 86), par l'intermédiaire de garnitures de piston à propriétés

de glissement à sec.