FR2851796A1 - Pompe hydraulique et installation hydraulique comportant une telle pompe. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une pompe hydraulique et une installation hydraulique mettant en oeuvre une telle pompe.Dans la pompe (45) selon l'invention, un piston de pompage (21) est mû dans un cylindre de pompage (20) par un piston moteur (28) mû dans un cylindre moteur (27) par un liquide (10) à coefficient de dilation thermique élevé, enfermé dans une enceinte fermée constituée par une chambre motrice (29) du cylindre moteur (27), par un faisceau tubulaire (32) que l'on place en relation d'échange thermique alternativement avec une source chaude (4) et avec une source froide (5), ou par remplacement à l'intérieur du faisceau tubulaire, du liquide à coefficient de dilatation thermique élevé, par un liquide de même nature extérieurement refroidi et par une conduite (31) de liaison hydraulique entre la chambre motrice (29) et le faisceau tubulaire (32).Application à la production d'énergie hydraulique à partir de sources thermiques naturelles ou de récupération ou autres.

Description

Pompe hydraulique et installation hydraulique comportant une telle pompe

La présente invention concerne une pompe hydraulique du type comportant, en au moins un exemplaire - un cylindre de pompage et un piston de pompage monté au coulissement dans le cylindre de pompage et y délimitant une chambre étanche de pompage, - des moyens de liaison hydraulique entre un réservoir de liquide hydraulique et la chambre de pompage, comportant des moyens anti-retour passants vers la 10 chambre de pompage, - des moyens de liaison hydraulique entre la chambre de pompage et des moyens consommateurs de liquide hydraulique, comportant des moyens anti- retour passants vers les moyens consommateurs, et - des moyens moteurs pour animer le piston de pompage d'un mouvement alternatif de coulissement dans le cylindre de pompage.

Elle s'intéresse plus particulièrement à la possibilité de motoriser une telle pompe dans des 20 conditions dans lesquelles, pour des raisons d'implantation par exemple dans des zones isolées ou désertiques, l'utilisation d'un moteur électrique ou thermique à cet effet est exclue ou lorsque l'on exclut volontairement une telle utilisation par souci 25 d'économie ou d'écologie.

Pour répondre à de telles conditions ou à un tel choix, la présente invention propose une pompe du type indiqué en préambule, caractérisée en ce que les moyens moteurs comportent: - un cylindre moteur et un piston moteur monté au coulissement dans le cylindre moteur et y délimitant une chambre étanche motrice, - des moyens de liaison cinématique entre le piston 5 moteur et le piston de pompage, de telle sorte qu'une augmentation de volume de la chambre motrice corresponde à une réduction de volume de la chambre de pompage et inversement, - une conduite de liaison hydraulique entre la chambre 10 motrice et un faisceau tubulaire d'échange thermique, formant avec la conduite et avec la chambre motrice une enceinte fermée, - un liquide à coefficient de dilatation thermique élevé, enfermé dans ladite enceinte fermée et emplissant 15 celle-ci, et des moyens pour placer le faisceau tubulaire en relation d'échange thermique alternativement avec une source chaude et avec une source froide, le faisceau tubulaire peut néanmoins, si on le souhaite, comporter 20 un orifice de remplissage et un orifice de vidage à ouverture pilotée, permettant le remplacement du liquide le, remplissant, par un liquide de même nature à température plus basse.

Un Homme du métier comprendra aisément qu'une 25 telle pompe selon l'invention permet de résoudre les problèmes liés à l'exploitation du froid solaire thermodynamique, soit par compression directe linéaire de vérin à vérin, soit par le remplacement du moteur électrique généralement choisi pour entraîner le 30 compresseur d'une machine frigorifique par un moteur hydraulique, constituant alors les moyens consommateurs de liquide hydraulique, ce qui permet en particulier d'utiliser l'énergie solaire, à titre de source chaude, pour produire du froid dans une installation de climatisation, dont la demande en énergie est plus forte quand il y a beaucoup de soleil, c'est-à-dire précisément aux instants o l'on peut disposer davantage d'énergie solaire.

Cependant, la puissance d'un moteur hydraulique ainsi alimenté par une pompe selon l'invention peut aussi être utilisée pour assister un moteur thermique en utilisant l'énergie thermique des gaz d'échappement ou du liquide de refroidissement de ce moteur. Dans une 10 telle application, la chaleur des gaz d'échappement ou du liquide de refroidissement du moteur thermique est convertie en pression hydraulique par la pompe selon l'invention, et le moteur hydraulique m par cette pression permet d'alléger la tâche du moteur thermique 15 et de lui permettre de consommer moins de carburant polluant ou encore, dans le cas d'un véhicule frigorifique, de faire fonctionner le compresseur de celui-ci. L'application sur un bateau peut être intéressante car la source froide peut alors se trouver 20 dans l'eau de flottaison.

Un moteur hydraulique alimenté par une pompe selon l'invention peut également asservir un groupe électrogène en présence de ressources géothermiques, ou encore dans tout lieu de production de chaleur tel que 25 l'industrie agro-alimentaire, par exemple pour la production de froid nécessaire à la conservation d'aliments en bout de chaînes de fabrication, ou encore à proximité de centrales nucléaires, qui produisent beaucoup d'eau chaude recyclable avant d'être évacuée 30 vers les rivières.

L'énergie hydraulique fournie par la pompe selon l'invention peut également être utilisée pour animer directement le piston d'un compresseur dans une installation de climatisation.

Ces exemples d'application ne sont toutefois en aucune façon limitatifs et, en particulier, on peut également prévoir d'utiliser une pompe hydraulique selon l'invention pour effectuer des pompages souterrains aux 5 fins d'alimenter par exemple des installations d'irrigation, ou encore pour pratiquer la découpe de pièces à l'eau sous pression.

De façon générale, à titre d'exemple de source chaude, on peut citer le rayonnement solaire, les gaz 10 d'échappement et les circuits de refroidissement de moteurs thermiques ou de condenseurs, les rejets industriels, la géothermie, l'air ayant subi un échauffement adiabatique suite à une violente compression, la chauffe électrique, et, à titre d'exemples de source froide, on peut citer l'air ambiant, le cas échéant forcé par un ventilateur, les eaux courantes, l'air comprimé ayant subi une détente rapide, les circuits de chauffage d'un évaporateur, ces exemples n'étant en aucune façon limitatifs.

On observera que les sources chaudes ou froides nécessaires pour faire fonctionner la pompe selon l'invention lorsque celle-ci est destinée à alimenter en énergie une machine frigorifique ou une pompe à chaleur peuvent être empruntées en partie à ces machines, 25 puisque le condenseur et l'évaporateur précités peuvent constituer partie intégrante respectivement de la machine frigorifique ou de la pompe à chaleur, ce qui permet, dans des pays particulièrement chauds ou particulièrement froids, de faire fonctionner une telle 30 machine frigorifique ou une telle pompe à chaleur avec peu ou pas d'énergie non renouvelable, permettant la quasi-gratuité de la production énergétique de la climatisation.

Afin que les dilatations thermiques et contractions thermiques alternées du liquide à coefficient de dilatation thermique élevé permettent de développer une énergie aussi grande que possible, on 5 choisit de préférence un tel liquide possédant un coefficient de dilatation thermique au moins égal à 1/1000 par OC, et par exemple un liquide choisi dans un groupe comportant l'alcool anhydre et le fioul. Ces exemples ne sont toutefois nullement limitatifs dès lors 10 que le liquide choisi permet de développer par sa dilatation une énergie suffisamment élevée pour être exploitable, le cas échéant en couplant en parallèle plusieurs pompes selon l'invention, c'est-à-dire en branchant en parallèle les moyens de liaison hydraulique 15 correspondants, comportant les moyens de retour correspondants, respectivement entre le réservoir et les chambres de pompages et entre les chambres de pompage et les moyens consommateurs, étant entendu que, par ailleurs, en fonction des applications envisagées pour 20 la pompe, la chambre motrice et le piston moteur peuvent présenter une section inférieure à celle de la chambre de pompage et du piston de pompage.

Selon un mode de réalisation particulièrement économique, dans ce cas, on prévoit de façon préférée 25 que le piston moteur et le piston de pompage soient constitués par deux étages d'un même piston différentiel et que la chambre motrice et la chambre de pompage soient constituées par deux chambres, mutuellement alignées et séparées l'une de l'autre par le piston 30 différentiel, d'un même cylindre constituant le cylindre moteur et le cylindre de pompage.

Dans d'autres applications, cependant, la chambre motrice et le piston moteur pourraient présenter une section identique, voire supérieure, à celle de la chambre de pompage et du piston de pompage.

On observera que le branchement de plusieurs pompes selon l'invention en parallèle, accompagné d'un 5 déphasage entre les différentes pompes, permet de lisser dans une certaine mesure la pression hydraulique obtenue lorsque cela est souhaité. Cependant, à cet effet, en complément ou en remplacement, on peut également prévoir que les moyens consommateurs comportent un accumulateur 10 de pression hydraulique, intercalé entre eux et les moyens de liaison hydraulique entre la chambre de pompage et eux, ce qui permet d'alimenter les moyens consommateurs proprement dits en énergie hydraulique à une pression sensiblement constante en dépit du 15 mouvement alternatif du ou de chaque piston de pompage.

La chambre de pompage, les moyens de liaison hydraulique correspondants, comportant les moyens antiretour correspondants, le réservoir et les moyens consommateurs constituent dans certaines applications un 20 circuit ouvert, comme c'est le cas lorsque la pompe hydraulique selon l'invention est utilisée pour puiser de l'eau. Cependant, dans toutes les applications dans lesquelles cela est possible, et en particulier lorsque la pompe selon l'invention est destinée à alimenter un 25 moteur hydraulique, on préfère que la chambre de pompage, les moyens de liaison hydraulique correspondants, comportant les moyens anti-retour correspondants, le réservoir et les moyens consommateurs, y compris l'éventuel accumulateur de 30 pression hydraulique, constituent un circuit fermé dans lequel, ainsi, on maîtrise pleinement la nature et la propreté du fluide hydraulique.

On peut choisir divers moyens pour placer le faisceau tubulaire en relation d'échange thermique alternativement avec la source chaude et avec la source froide et, en particulier, prévoir un faisceau tubulaire fixe sur lequel, alternativement, on provoque un flux d'un liquide caloporteur en provenance de la source 5 froide et un flux d'un liquide caloporteur en provenance de la source chaude.

Cependant, l'utilisation d'un tel flux alterné ralentit le cycle de fonctionnement de la pompe selon l'invention, et la présence alternée d'un liquide ou 10 d'un gaz caloporteur chaud et d'un liquide ou d'un gaz caloporteur froid dans une même enceinte entraîne des pertes d'énergie non négligeables, et l'on préfère réaliser les moyens pour placer le faisceau tubulaire en relation d'échange thermique alternativement avec la 15 source chaude et avec la source froide sous une forme comportant: - un bac divisé par une cloison horizontale, thermiquement isolante, en une chambre inférieure et une chambre supérieure, - des moyens de circulation d'un liquide ou d'un gaz caloporteur entre la chambre inférieure et la source froide, - des moyens de circulation d'un liquide ou d'un gaz caloporteur entre la chambre supérieure et la source 25 chaude, et - des moyens pour déplacer en va-et-vient vertical, à l'intérieur du bac, le faisceau tubulaire, comportant au moins un exemplaire d'un tube vertical traversant librement la cloison par un orifice correspondant, entre 30 une position haute, dans laquelle il baigne dans la chambre supérieure, et une position basse, dans laquelle il baigne dans la chambre inférieure.

De façon particulièrement simple, les moyens pour déplacer le faisceau tubulaire en va-et-vient vertical comportent un vérin hydraulique et des moyens distributeurs commandés d'alimentation du vérin en liquide hydraulique, lequel provient avantageusement du réservoir dans le cas dans lequel la chambre de pompage, 5 les moyens de liaison hydraulique correspondants, comportant les moyens anti-retour correspondants, le réservoir et les moyens consommateurs, y compris l'éventuel accumulateur de pression hydraulique, constituent un circuit fermé dans lequel le liquide 10 hydraulique du réservoir conserve une pression suffisante pour être ainsi utilisée.

Naturellement, d'autres moyens pourraient également être utilisés à cet effet sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention.

Dans la mesure o, comme on le déduit de ce qui précède, une pompe selon l'invention ne sert généralement pas seulement à alimenter en énergie les moyens consommateurs mais peut coopérer avec eux de façon plus complète, la présente invention s'étend 20 également à une installation comportant une pompe hydraulique selon l'invention, associée à un réservoir de liquide hydraulique et à des moyens consommateurs de liquide hydraulique, en particulier choisis, à titre d'exemple non limitatif, dans un groupe comportant les 25 moteurs hydrauliques et les compresseurs mus hydrauliquement, notamment en tant que composants d'installations de climatisation.

D'autres caractéristiques et avantages des différents aspects de la présente invention ressortiront 30 de la description ci-dessous, relative à un exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés qui accompagnent la présente inventionLa figure n01 illustre schématiquement une installation mettant en òuvre une pompe hydraulique selon l'invention, comportant trois pistons de pompage et utilisée pour l'alimentation, en fluide hydraulique circulant en circuit fermé, d'un moteur hydraulique tel qu'un moteur à engrenage.

Il est bien entendu, cependant, qu'une pompe selon l'invention pourrait également comporter un seul piston de pompage, ou tout autre nombre voulu de pistons de pompage, et connaître des applications autres que l'alimentation d'un moteur hydraulique en fluide 10 hydraulique, comme on l'a indiqué précédemment.

On a désigné par 45 la pompe hydraulique selon l'invention, laquelle comporte, dans un même corps non représenté ou dans des corps respectifs distincts également non représentés, trois cylindres étagés non 15 référencés dont chacun groupe, alignés suivant un même axe longitudinal, un cylindre moteur 27 et un cylindre de pompage 20 qui présente une section transversale supérieure, et de préférence largement supérieure, par exemple dans un rapport de 10 à 1i à celle du cylindre 20 moteur 27. Dans chacun de ces cylindres 27 et 20 est monté au coulissement longitudinal un piston transversal de section respectivement correspondante, à savoir un piston moteur 28 délimitant à l'intérieur du cylindre moteur 27 une chambre motrice 29 et un piston de pompage 25 21 délimitant dans le cylindre de pompage 20 une chambre de pompage 22. Les deux pistons 28 et 21 ainsi associés sont liés rigidement entre eux par des moyens schématisés en 30, par exemple du fait d'une réalisation sous forme de deux étages d'un même piston différentiel 30 séparant l'une de l'autre les chambres 29 et 22, mutuellement alignées, de telle sorte qu'au coulissement longitudinal du piston différentiel dans un sens correspondent une augmentation de volume de l'une de ces oD chambres et une réduction simultanée du volume de l'autre chambre, et inversement.

De tels coulissements longitudinaux du piston différentiel, groupant le piston moteur 28 et le piston 5 de pompage 21, sont provoqués conformément à la présente invention au moyen d'un liquide 10 à coefficient de dilatation thermique élevé, par exemple au moins égal à 1 sur 1000 par degré Celsius, tel que de l'alcool anhydre ou du fioul, emplissant une enceinte fermée dont 10 fait partie la chambre motrice 29 et qui est introduit ou extrait de celle-ci par des moyens moteurs 26 qui sont caractéristiques de la présente invention et seront décrits ultérieurement, pour animer le piston moteur 28 et, avec lui, le piston de pompage 21 d'un mouvement 15 alternatif de coulissement longitudinal dans le cylindre respectif 27, 20, de façon à provoquer, par les variations alternées de volume de la chambre de pompage 22 qui en résultent, le pompage d'un liquide hydraulique 11 qui, selon les applications, peut être de nature 20 différente.

Ainsi, dans l'application illustrée dans laquelle il s'agit d'alimenter un moteur hydraulique 7, le liquide 11 est avantageusement constitué d'une huile hydraulique de type connu alors que, dans d'autres 25 applications, il pourrait s'agir d'eau, comme ce serait le cas par exemple dans une application à l'élévation d'eau à des fins d'irrigation ou dans une application à la découpe de pièces à l'eau, ou l'alimentation de carburant à très haute pression de moteur thermique à 30 rampe commune, ces exemples n'étant en aucune façon limitatifs.

Dans l'exemple illustré, le fluide hydraulique 11 évolue dans un circuit fermé comprenant: - un réservoir 6 maintenu à une pression supérieure à la pression atmosphérique et par exemple de l'ordre de 2 bars, que l'on considérera comme une basse pression en comparaison avec les autres pressions mises en òuvre,

comme il ressortira de la suite de la description,

- une conduite 23 de liaison hydraulique entre le réservoir 6 et la chambre de pompage 22, cette conduite 23 comportant un clapet anti-retour 24 passant vers la chambre de pompage 22, - cette chambre de pompage 22, une conduite 25 allant de cette chambre de pompage 22 vers le moteur hydraulique 7, cette conduite 25 comportant un clapet anti-retour 16 passant vers le moteur hydraulique 7, - un accumulateur hydraulique 8 que l'on prévoit de préférence et qui est interposé dans la conduite 25 entre le clapet anti-retour 16 et le moteur hydraulique 7 et se trouve porté à une pression supérieure à celle du réservoir 6 et considérée comme moyenne en 20 comparaison avec les autres pressions mises en òuvre par le dispositif, et par exemple de l'ordre de 200 bars, - une conduite non référencée de retour du moteur hydraulique 7 vers le réservoir 6, comportant un clapet anti-retour 46 passant vers ce réservoir 6 et, entre le 25 clapet anti-retour 46 et le réservoir 6, un limiteur de pression 13 réglé sur la basse pression dont on désire disposer dans le réservoir 6, à savoir 2 bars dans l'exemple numérique choisi.

Un autre limiteur de pression 12, réglé sur la 30 moyenne pression dont on désire disposer dans l'accumulateur 8, à savoir 200 bars dans cet exemple numérique, est prévu dans une dérivation partant de la conduite 25 entre le clapet anti-retour 16 et l'accumulateur de pression 8 et aboutissant entre le clapet anti-retour 46 et le limiteur de pression 13.

Naturellement, dans une application de la pompe selon l'invention 45 à une élévation d'eau par exemple à 5 des fins d'irrigation, le réservoir 6 pourrait être constitué par exemple par la nappe phréatique ou par une bâche et la conduite 25 pourrait s'ouvrir librement à l'utilisation, sans accumulateur de pression 8 ni retour vers la nappe phréatique ou la bâche tenant lieu de 10 réservoir 6. La conduite 25 pourrait également s'ouvrir librement à l'utilisation dans d'autres applications, telles que la découpe à l'eau et l'injection de carburant.

Lorsque, comme il est illustré, la pompe 45 15 selon l'invention comporte plusieurs chambres de pompage 22, celles-ci sont branchées en parallèle, par l'intermédiaire de clapets anti-retour 16 et 24 respectifs et de dérivations respectives des conduites 23 et 25 entre le réservoir 6 et l'accumulateur de 20 pression 8 ou, en l'absence de celui-ci, les moyens consommateurs de liquide hydraulique 11, ici constitués par le moteur hydraulique 7.

Par contre, c'est indépendamment l'une de l'autre que les chambres motrices 29 font partie d'une 25 enceinte fermée respective emplie du liquide hydraulique à coefficient de dilatation thermique élevé, servant de fluide moteur, les pistons différentiels constitués chacun d'un piston moteur 28 et d'un piston de pompage 21 pouvant être ainsi commandés en synchronisme, comme 30 on l'a illustré pour les deux pistons différentiels inférieurs, ou en opposition de phase, comme on l'a illustré pour les deux pistons différentiels supérieurs, ou encore selon tout séquencement voulu en fonction de l'application envisagée, comme le comprendra aisément un Homme du métier.

L'enceinte fermée à laquelle appartient respectivement chacune des chambres motrices 29 est en 5 outre constituée par un faisceau tubulaire respectif 32 d'échange thermique, dont un mode de réalisation sera détaillé par la suite, et par une conduite 31 respective de liaison hydraulique entre cet échangeur thermique 32 et la chambre motrice 29. Dans cette conduite 31 est 10 intercalé un limiteur de pression 9 réglé sur une pression comparativement haute, par exemple de 2000 bars, le liquide à fort coefficient de dilatation thermique présent dans l'enceinte fermée constitué par la chambre 29, la conduite 31 et l'échangeur thermique 15 32 respectivement correspondants pouvant être porté à des pressions encore supérieures, en fonction desquelles les matériaux constitutifs de ces différents composants doivent être choisis. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, on peut choisir pour réaliser l'échangeur 20 thermique 32 un cuivre au béryllium ou certains alliages au molybdène, qui présentent à la fois une résistance mécanique suffisante et une bonne conductivité thermique; la conduite 31, au moins partiellement flexible pour des raisons qui apparaîtront par la suite, 25 doit être également réalisée en un matériau propre à résister aux pressions mises en jeu dans le liquide 10 à coefficient de dilatation thermique élevé.

Selon le mode de réalisation préféré qui a été illustré, chaque échangeur thermique 32 est constitué 30 d'un faisceau de tubes verticaux, par exemple d'une longueur de 700 mm pour un diamètre intérieur de 2 mm et un diamètre extérieur de L mm, par exemple à raison de 12 rangées de 20 tubes 43 fermés à leur extrémité inférieure et communiquant entre eux, à leur extrémité supérieure, par un collecteur dans lequel débouche la conduite 31 et qui assure en outre le raccordement mécanique mutuel des tubes 43.

Chacun des faisceaux tubulaires d'échange 5 thermique 32 ainsi constitués est placé à l'intérieur d'un bac 33 respectif, divisé par une cloison horizontale 34 thermiquement isolante, percée d'autant d'orifices 44 que de tubes 43, de telle sorte que chaque tube 43 traverse de part en part la cloison 44 par un 10 orifice 44 respectivement correspondant, dans des conditions propres à assurer une étanchéité aussi bonne que possible entre la cloison 34 et chaque tube 43.

La cloison 34 subdivise le bac 33 correspondant en une chambre inférieure 35 et en une chambre 15 supérieure 36 contenant un liquide caloporteur respectif 41, 42 qui peut être de même nature, et par exemple être de l'eau.

La chambre inférieure 35 ou, lorsqu'il en est prévu plusieurs comme c'est le cas dans l'exemple 20 illustré, les différentes chambres inférieures 35, en parallèle, sont raccordées, par une conduite 37 d'arrivée de liquide caloporteur et par une conduite 38 de départ de liquide caloporteur, à une source froide 5 qui peut être de l'un quelconque des types précités, ou 25 encore d'un autre type, et qui permet de faire circuler le liquide caloporteur 41, comparativement froid, dans la chambre inférieure 35. De même, la chambre supérieure 36 ou, lorsqu'il en est prévu plusieurs, chacune des chambres supérieures 36, en parallèle, est raccordée à une source chaude 4 par une canalisation d'arrivée 39 et une canalisation de départ 40E, ce qui permet de faire circuler le liquide caloporteur 42, comparativement chaud, dans la ou chaque chambre supérieure 36. La source chaude 4 peut être de l'un quelconque des types précités, ou encore d'un type différent.

Afin de placer chaque faisceau tubulaire 32 alternativement en relation d'échange thermique avec le 5 fluide caloporteur froid 41 et avec le fluide caloporteur chaud 42, des moyens sont prévus pour déplacer chaque faisceau tubulaire 32, ici indépendamment l'un de l'autre, en va-et-vient vertical à l'intérieur du bac 33 respectivement correspondant, 10 entre une position haute, dans laquelle ce faisceau tubulaire 32 baigne pratiquement intégralement dans le liquide chaud 42 à l'intérieur de la chambre supérieure 36S, seules les extrémités inférieures des tubes 43 étant encore engagées dans les orifices 44 de la cloison 34, 15 comme c'est le cas du faisceau tubulaire 32 illustré à gauche de la figure, et une position basse, illustrée à propos des deux faisceaux tubulaires situés à droite de la figure, dans laquelle les faisceaux tubulaires 32 baignent pratiquement intégralement dans le liquide 20 caloporteur 41 à l'intérieur de la chambre inférieure 35, seul le collecteur, convenablement isolé thermiquement, étant alors placé au-dessus de la cloison 34. Les deux faisceaux tubulaires 32 illustrés dans la partie droite de la figure, ainsi placés au contact du 25 liquide caloporteur 41 froid, correspondent aux chambres motrices 29, présentant leur volume minimal, des deux cylindres inférieurs alors que le faisceau tubulaire 32 situé à gauche de la figure, baignant dans le liquide caloporteur chaud 42, correspond à la chambre motrice 30 29, présentant son volume maximal, du cylindre supérieur.

Pour déplacer ainsi en va-et-vient vertical chacun des faisceaux tubulaires 32 à l'intérieur du bac 33 respectivement correspondant, entre la position haute et la position basse, sont prévus des vérins 15 dont chacun est associé à l'un, respectif, des faisceaux tubulaires 32 et est disposé au-dessus du bac 33 correspondant.

Chacun des vérins 15 est vertical et comporte intérieurement un piston horizontal 52 raccordé au collecteur du faisceau tubulaire 32 respectivement correspondant par une tige verticale 50.

A l'intérieur de chaque vérin 15, le piston 10 correspondant 52 sépare deux chambres 53, 54 dont chacune est raccordée, par une conduite respective 48, 49, à un distributeur hydraulique 14 permettant d'introduire de façon commandée, alternativement à l'intérieur de la chambre 54 et à l'intérieur de la 15 chambre 53 de chaque vérin 15, en laissant l'autre chambre de celui-ci à l'échappement, un fluide hydraulique qui peut être différent du fluide hydraulique 11, notamment lorsque les conditions d'application de la pompe selon l'invention 45 ne 20 permettent pas d'utiliser le fluide 11 pour alimenter les vérins 15, mais qui, dans l'exemple illustré, est constitué par ce fluide 11, amené au distributeur 14, depuis le réservoir 6, par une conduite 47 par exemple branchée sur l'une des conduites 23, entre le réservoir 25 6 et le clapet anti-retour 24 correspondant.

Le distributeur 14, dont le mode de réalisation et de commande relève des aptitudes normales d'un Homme du métier, peut être programmé pour provoquer en phase, en opposition de phase ou avec un décalage de phase 30 déterminé des mouvements de va-et-vient vertical des différents faisceaux tubulaires d'échange thermique 32 à l'intérieur des bacs 33 pour provoquer des dilatations thermiques et contractions thermiques alternées du liquide 10 à coefficient de dilatation thermique élevé dans les différents tubes de chaque faisceau tubulaire 32, selon que ce faisceau tubulaire baigne dans le liquide chaud 42 ou dans le liquide froid 41, ce qui provoque respectivement l'alimentation des chambres 29 5 correspondantes en liquide hydraulique 10f, c'est-à-dire l'augmentation du volume de ces chambres 29 au détriment de celui des chambres 22 qui chassent le fluide hydraulique 11 vers l'accumulateur de pression 8 et le moteur hydraulique 7 puis, en retour, vers le réservoir 10 6 dans le cas de l'application illustrée, et une réduction de volume des chambres 29 correspondantes avec l'augmentation du volume des chambres 22 correspondantes, ce qui provoque l'aspiration de liquide hydraulique 11 à partir du réservoir 6, l'alternance de 15 ces phases d'aspiration et de refoulement provoquantl'effet de pompage recherchéLes changements d'état du distributeur 14, à cet effet, peuvent être avantageusement provoqués, automatiquement, sous le pilotage de détecteurs de fin 20 de course excités par l'arrivée de chaque faisceau tubulaire 32 respectivement en position haute et en position basse, par le fluide 11 lui-même lorsque ce fluide est utilisé pour l'alimentation des vérins 15.

D'autres moyens peuvent cependant être utilisé à cet 25 effet, étant entendu que l'on choisira de préférence des moyens qui, comme ceux qui viennent d'être décrits, prélèvent leur énergie dans l'installation même, c'està-dire assurent à celle-ci une autonomie de fonctionnement.

De façon générale, un Homme du métier comprendra aisément que, de même que l'application illustrée et décrite d'une pompe selon l'invention 45 ne constitue qu'un exemple non limitatif, la constitution de cette pompe 45 même ainsi que celle de ses moyens moteurs 26 pourraient connaître de nombreuses variantes, en particulier selon l'application choisie, sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention.

La figure n02 illustre schématiquement une 5 installation mettant en òuvre une pompe hydraulique selon l'invention comportant un piston de pompage et utilisée pour l'alimentation en fluide hydraulique à la pression et au débit nécessaires pour animer le compresseur d'une installation de climatisation 10 d'habitacle de véhicule à moteur thermiqueLe déclenchement du limiteur de pression 4 provoque l'ouverture des clapets pilotés 3 qui ouvrent l'enceinte fermée composée par les faisceaux tubulaires, par la même action le clapet piloté 7 permet le passage 15 du fluide sous pression contenu dans l'accumulateur 8, et le mouvement du piston 2 et le refoulement vers l'échangeur tubulaire d'une quantité de liquide dont l'énergie due à la dilatation provoque le coulissement du piston 5, dès la fermeture des clapets 3 et 7.

La figure 3 illustre schématiquement une installation mettant en òuvre une telle pompe hydraulique selon l'invention, comportant un piston de pompage de dimensions plus petites que le piston moteur, pour multiplier la pression et, utilisée pour 25 l'alimentation en carburant à la pression et au débit nécessaires, d'une rampe commune d'injection haute pression de carburant d'un moteur thermique, dont on utilise les gaz d'échappement comme fluide caloporteur pour traverser les faisceaux tubulaires de l'échangeur 30 thermique de la pompe selon l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Pompe hydraulique du type comportant, en au moins un exemplaire: - un cylindre de pompage (20) et un piston de pompage 5 (21) monté au coulissement dans le cylindre de pompage (20) et y délimitant une chambre étanche de pompage (22).

- des moyens (23) de liaison hydraulique entre un réservoir (6) de liquide hydraulique (11)ou de carburant 10 et la chambre de pompage (22), comportant des moyens anti- retour (24) passants vers la chambre de pompage (22), - des moyens (25) de liaison hydraulique entre la chambre de pompage (22) et des moyens (7) consommateurs 15 de liquide hydraulique (11), comportant des moyens antiretour (16) passants vers les moyens consommateurs (7), et - des moyens moteurs (26) pour animer le piston de pompage (21) d'un mouvement alternatif de coulissement 20 dans le cylindre de pompage (20), caractérisée en ce que les moyens moteurs (26) comportent: - un cylindre moteur (27) et un piston moteur (28) monté au coulissement dans le cylindre moteur (27) et y 25 délimitant une chambre étanche motrice (29), - des moyens (30) de liaison cinématique entre le piston moteur (28) et le piston de pompage (21), de telle sorte qu'une augmentation de volume de la chambre motrice (29) corresponde à une réduction de volume de la chambre de 30 pompage (22) et inversement, - une conduite (31) de liaison hydraulique entre la chambre motrice (29) et un faisceau tubulaire d'échange thermique (32), formant avec la conduite (31) et avec la chambre motrice (29) une enceinte fermée, - un liquide (10) à coefficient de dilatation thermique élevé, enfermé dans ladite enceinte fermée et emplissant celle-ci, et - des moyens pour placer le faisceau tubulaire (32) en relation d'échange thermique alternativement avec une source chaude (4) et avec une source froide (5).

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre motrice (29) et le piston moteur (28) présentent une section inférieure à celle de la chambre de pompage (22) et du piston de pompage (21), cependant, concernant les applications visant à la 15 production de hautes pressions pour l'injection de carburant et la découpe à l'eau haute pression, la chambre motrice et le piston moteur présentent une section supérieure à la chambre et au piston de pompage.

3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le piston moteur (28) et le piston de pompage (21) sont constitués par deux étages d'un même piston différentiel, et la chambre motrice (29) et la chambre de pompage (22) par deux chambres, mutuellement alignées 25 et séparées l'une de l'autre par le piston différentiel, d'un même cylindre constituant le cylindre moteur (27) et le cylindre de pompage (20).

4. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens consommateurs (7) comportent un accumulateur (8) de pression hydraulique, intercalé entre eux (7) et les moyens de liaison hydraulique (25) entre la chambre de pompage (22) et eux (7).

5. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la chambre de pompage (22), les moyens de liaison hydraulique (23, 5 25) correspondants, comportant les moyens anti-retour (24, 16) correspondants, le réservoir (6) et les moyens consommateurs (7) constituent un circuit fermé.

6. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens pour placer le faisceau tubulaire (32) en relation d'échange thermique alternativement avec la source chaude (4) et avec la source froide (5) comportent: - un bac (33) divisé par une cloison horizontale (34), thermiquement isolante, en une chambre inférieure (35) et une chambre supérieure (36), - des moyens (37, 38) de circulation d'un liquide ou d'un gaz caloporteur (41) entre la chambre inférieure (35) et la source froide (5), - des moyens (39, 40) de circulation d'un liquide ou d'un gaz caloporteur (42) entre la chambre supérieure (36) et la source chaude (4), et - des moyens (14, 15) pour déplacer en va-et-vient vertical, à l'intérieur du bac (33), le faisceau 25 tubulaire (32), comportant au moins un exemplaire d'un tube vertical (43) traversant librement la cloison (34) par un orifice correspondant (44), entre une position haute, dans laquelle il baigne dans la chambre supérieure, (36) et une position basse, dans laquelle il 30 baigne dans la chambre inférieure (35).

7. Pompe selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens (14, 15) pour déplacer le faisceau tubulaire (32) en va-et-vient vertical comportent un vérin hydraulique (15) et des moyens distributeurs commandés (14) d'alimentation du vérin (15) en liquide hydraulique (11)5

8. Pompe selon la revendication 7 dans sa relation de dépendance vis-à- vis de la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens distributeurs commandés (14) alimentent le vérin (15) en liquide hydraulique (11) à partir du réservoir (6). 10

9. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit coefficient de dilatation thermique est au moins égal à 1/1000 par OC.

10. Pompe selon la revendication 9, caractérisée en ce que le liquide à coefficient de dilatation thermique élevé est choisi dans un groupe comportant l'alcool anhydre et le fioul. 20

11. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la source chaude (4) est choisie dans un groupe comportant le rayonnement solaire, les gaz d'échappement et les 25 circuits de refroidissement de moteurs thermiques ou de condenseurs, l'air ayant subi un échauffement d à une compression violente, les rejets industriels, la géothermie ou autres.

12. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la source froide (5) est choisie dans un groupe comportant l'air ambiant, un liquide à coefficient de dilatation élevé, refroidi extérieurement et injecté dans le faisceau tubulaire, lors de l'ouverture momentanée de clapets pilotés, l'air comprimé ayant subi une brusque détente, les eaux courantes, les circuits de chauffage d'un évaporateur ou autres.

13. Installation hydraulique, comportant - une pompe hydraulique, - un réservoir (6) de liquide hydraulique (11), - des moyens (7) consommateurs de liquide hydraulique 1D (11), et de carburant caractérisée en ce que la pompe hydraulique (45) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12.

14. Installation hydraulique selon la revendication 13, caractérisée en ce que les moyens (7) consommateurs de liquide hydraulique et de carburant sont choisis dans un groupe comportant les moteurs hydrauliques et les compresseurs mus hydrauliquement, en 20 particulier en tant que composants d'installations de climatisation d'habitation ou d'habitacle de véhicule, ou de transport frigorifique de marchandises et les moyens consommateurs de carburant sont choisis dans un groupe comportant les rampes d'injection de carburant 25 haute pression, en particulier en tant que composant d'installations à rampe commune dite: common rail.