FR2993324A1 - Pompe et dispositifs et installations comprenant une telle pompe - Google Patents

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Abstract

Cette pompe (10) comprend un conduit (12) présentant des premier et deuxième orifices latéraux (18, 20). La section transversale (S2) du conduit est inférieure au niveau du deuxième orifice latéral (20) qu'au niveau du premier orifice latéral (18). Un conduit (30) reçoit une partie du flux du conduit (12) placé face à un courant marin, il accélère à nouveau le flux et augmente la pression dynamique. Le premier (18) et le deuxième (20) orifices latéraux, sont en relation de fluide avec un élément consommateur représenté par une turbine. Cette pompe (10) peut être mise en oeuvre dans de nombreux dispositifs et installations.

Description

La présente invention concerne une pompe et différents dispositifs et installations comprenant une telle pompe, notamment un dispositif de production d'eau sous haute pression, un dispositif de production d'électricité.
Le but de la présente invention est de fournir une pompe présentant un faible coût d'utilisation et, cependant, un bon rendement énergétique. Le but de l'invention est également de mettre en oeuvre cette pompe dans différents dispositifs et installations, notamment en plaçant l'invention, dans un courant marin ou le courant d'un fleuve ou d'une rivière, sans toutefois que ces exemples soient limitatifs.
Traditionnellement la valorisation énergétique de courants marins ou de rivières est effectuée le plus souvent avec des machines de types hydroliennes ou hydroptères. Dans le but de diminuer le coût et la facilité d'implantation mais aussi l'efficacité de la valorisation énergétique : La présente invention propose une pompe(10) représentée sur la figure unique comprenant tout d'abord un conduit (12) présentant un orifice (18) délimité par une structure interne (14) fixée à l'intérieur d'une enveloppe externe (16). L'enveloppe externe (16) présente deux tronçons tronconiques symétriques, joints par un tronçon central cylindrique, reliant les petites bases des tronçons tronconiques. L'angle au sommet des tronçons tronconiques est de préférence égal à 6°. La structure interne (14) est disposée concentriquement à l'intérieur de l'enveloppe externe (16). Cette structure interne (14) peut être fixée dans à l'enveloppe externe (16), par exemple au moyen d'entretoises. La structure interne (14) comporte deux portions tronconiques symétriques opposées, reliées par leur grande base respective. Chacune des portions tronconiques de la structure interne (14) est prolongée, à l'extérieur des tronçons tronconiques du conduit (12), par une partie hémisphérique. Cette partie hémisphérique augmente la vitesse du fluide tout en permettant un écoulement relativement laminaire dans le conduit (12). Le conduit (12) comporte des premier (18) et deuxième (20) orifices latéraux, tels que la section transversale du conduit (12) est inférieure au niveau du deuxième orifice latéral (20) à la section transversale du conduit (12) au niveau du premier orifice latéral (18). Le rapport entre la section transversale du conduit (12) au niveau du deuxième orifice latéral (20) et la section transversale du conduit (12) au niveau du premier orifice latéral (18) est choisi de manière à être compris dans les limites d'efficience d'un tube de Venturi soit la totalité des pertes de charge occasionnées par le tube de Venturi ne doit pas dépasser le niveau de la pression dynamique du courant dans lequel il est placé, de telle sorte que le courant sera accéléré dans le conduit (12). La pompe (10) comprend également un dispositif (22) symétriquement placé dans le conduit (12), ce dispositif est destiné à recevoir une partie du flux du conduit (12) pour l'accélérer à nouveau. Le dispositif (22) comporte dans son conduit (26) en commun avec la structure interne (14) l'orifice latéral (20). L'orifice latéral (18) et l'orifice latéral (20) sont en communication de fluide avec une turbine animant soit directement un générateur d'électricité, soit alimentant un dispositif pour produire de l'eau douce par osmose inverse de l'eau de mer. Le dispositif (22) comprend tout d'abord un conduit (26) délimité par une structure interne fixée à l'intérieur d'une enveloppe externe (22). L'enveloppe externe (22) présente deux tronçons tronconiques symétriques, joints par un tronçon central cylindrique, reliant les petites bases des tronçons tronconiques. L'angle au sommet des tronçons tronconiques est de préférence égal à 6°. La structure interne (28) est disposée concentriquement à l'intérieur de l'enveloppe externe (22). Cette structure interne (28) peut être fixée dans à l'enveloppe externe (16), par exemple au moyen d'entretoises ou directement sur la structure interne (14). La structure interne (28) comporte deux portions tronconiques symétriques opposées, reliées par leur petite base respective. Le conduit (26) comporte le deuxième orifice latéral (20), tels que la section transversale du conduit (30) est inférieure au niveau du deuxième orifice latéral (20) à la section transversale du conduit (26) au niveau de son entrée dans le conduit (32). Un ou plusieurs autres dispositifs, peuvent être disposés concentriquement et symétriquement dans le conduit (30), jusqu'à l'obtention d'une pression dynamique suffisante pour être utilisée pour animer une turbine pour la production d'électricité, ou être utilisée directement ou par multiplication de cette pression dynamique au moyen de vérins différentiels, en vue d'une production d'eau douce par osmose inverse.
L'accélération du flux par ces dispositifs placés concentriquement génère une différence de pression entre l'orifice latéral (18) et l'orifice latéral (20) qui est placé au centre du dernier dispositif. C'est ce différentiel de pression successivement augmenté qui apporte la caractéristique de la pompe selon l'invention.
Pour valoriser énergétiquement un courant marin, il apparait nécessaire que les structures soient dimensionnées à l'échelle du courant marin, pour valoriser énergétiquement le flux qui a une pression dynamique relativement faible. Dans ce cas le grand dimensionnement qui est permis dans le milieu sous marin compensera le rendement.
Les applications privilégiées de l'invention sont la production d'électricité, la production d'eau douce par osmose inverse de l'eau de mer, le refoulement de l'eau froide des fonds marins, pour les besoins : de la climatisation des locaux, de l'aquaculture , la pisciculture, de la valorisation énergétique de la différence de température entre le fond et la surface de l'océan tropical (procédé ETM), ces applications ne sont pas limitatives. La structure du dispositif de la pompe, peut être réalisée par assemblage d'éléments rigides parmi lesquels nous trouvons, sans que ce soit limitatif, le métal, le béton fibré, les matériaux composites, les plastiques. Les éléments peuvent également être choisis parmi des matériaux souples permettant les mises en oeuvre de grandes structures, parmi lesquels on trouve des membranes en fibre de verre alliées avec PTFE (Téflon), tel que « Seerfill » fabriqué par la société Saint Gobain, cet exemple n'est pas limitatif, de nombreuses membranes souples existent sur le marché. Dans la pompe de la figure 1 pour sa mise en oeuvre, il parait rapidement avantageux d'utiliser cette pompe qui ne comporte aucune partie mécanique en mouvement, pour la production d'eau douce par dessalement d'eau de mer.par osmose inverse. Il est à noter que la pompe (10) présente un encombrement nettement moins important qu'un dispositif présentant un système venturi sans la structure interne (14). Lorsque la pompe (10) est mise en oeuvre avec de l'eau de mer (c'est-à-dire que la pompe (10) est immergée dans un courant marin qui traverse le conduit (12), elle peut être fixée à un dispositif de flottaison qui permet une optimisation du positionnement par rapport à l'axe du courant et à ses variations éventuelles. Un dispositif de flottaison permet par ailleurs, une installation à de très grandes profondeurs, inaccessibles à des plongeurs. Un tel dispositif peut être formé de filins fixés au fond marin. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims (3)

  1. REVENDICATIONS1. Pompe comprenant : un conduit (12) présentant un premier orifice latéral (18) et délimité par une structure interne (14) fixée à l'intérieur d'une enveloppe externe (16). Un conduit (26) présentant un deuxième orifice latéral (20), la section transversale (S1, S2) des conduits étant inférieure au niveau du deuxième orifice latéral (20) à celle au niveau du premier orifice latéral (18) ; une enveloppe externe (16) présente deux tronçons tronconiques symétriques, joints par un tronçon central cylindrique, reliant les petites bases des tronçons tronconiques. L'angle au sommet des tronçons tronconiques est de préférence égal à 6°. Structure interne (14) est disposée concentriquement à l'intérieur de l'enveloppe externe (16). Une structure interne (14) comporte deux portions tronconiques symétriques opposées, reliées par leur grande base respective. Les portions tronconiques de la structure interne (14) sont prolongées, à l'extérieur des tronçons tronconiques du conduit (12), par une partie hémisphérique. une structure interne (14) fixée dans à l'enveloppe externe (16), au moyen d'entretoises. une partie hémisphérique placée à l'avant des structures (16 et 14) augmente la vitesse du fluide tout en permettant un écoulement relativement laminaire dans le conduit (12).
  2. 2. Pompe selon la revendication 1 dans laquelle le premier et le deuxième orifice sont en communication avec un élément consommateur d'énergie du type turbine (34) ou dispositif d'osmose inverse.
  3. 3. Pompe selon la revendication 2 dans laquelle une turbine est en relation cinématique avec une turbine actionnant une pompe pour remonter de l'eau demer venant des profondeurs pour servir au conditionnement d'air, à la pisciculture, à l'aquaculture.5
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