FR3038705B1 - THERMAL EXCHANGE METHOD AND DEVICE WITH A GEAR PUMP WITH BEARINGS LUBRICATED EXCLUSIVELY BY THE HEAT TRANSFER FLUID - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'échange thermique dans lequel un fluide caloporteur est entraîné en déplacement dans un circuit par au moins une pompe à engrenage comportant des roulements (34, 35). Le fluide caloporteur est choisi de façon à être apte à lubrifier les roulements, et les roulements, perméables au fluide caloporteur, sont exempts de tout lubrifiant autre que le fluide caloporteur et lubrifiés exclusivement par le fluide caloporteur.The invention relates to a heat exchange process in which a coolant is driven in displacement in a circuit by at least one gear pump having bearings (34, 35). The heat transfer fluid is chosen so as to be able to lubricate the bearings, and the bearings, permeable to the coolant, are free of any lubricant other than the coolant and lubricated exclusively by the coolant.
Description
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'ÉCHANGE THERMIQUE À POMPE À ENGRENAGE À ROULEMENTS LUBRIFIÉS EXCLUSIVEMENT PAR LE FLUIDE CALOPORTEUR L'invention concerne un procédé et un dispositif d’échange thermique, notamment du type monophasique ou diphasique, comprenant au moins une pompe à engrenage. FR2946100 décrit un procédé et un dispositif d'échange thermique diphasique à pompe à engrenage sur roulements à faible vitesse de rotation et jeux inférieurs au centième de millimètre. Un tel dispositif d'échange thermique diphasique connu comprend un fluide caloporteur susceptible de se présenter au moins partiellement à l'état liquide et au moins partiellement à l'état vapeur, et des moyens de pompage du fluide caloporteur pour l'entraîner en déplacement dans un circuit comprenant des moyens d'échange thermique avec au moins une source froide et au moins une source chaude externes à ce circuit, ledit fluide caloporteur changeant au moins partiellement d'état au contact d'au moins une partie desdits moyens d'échange thermique. Le circuit étant en général en forme de boucle (le fluide caloporteur circulant continûment dans un réseau fermé), on parle de « boucle diphasique ». Une telle boucle diphasique présente de nombreux avantages, notamment dans les applications spatiales, et plus généralement dans toutes les applications où l'on recherche une grande efficacité d'échange thermique en termes de puissance transportée, de densité de puissance échangée, d'efficacité des échanges thermiques et, conjointement, une grande compacité et une masse minimum. Un tel dispositif d'échange thermique diphasique est donc en particulier utile à bord des systèmes spatiaux, et doit, à cet effet, pouvoir fonctionner dans une large plage de température (pouvant être comprise entre -50°C et + 75°C), avec un débit massique de fluide caloporteur peu sensible aux variations de pression et de pertes de charges (c'est-à-dire en particulier à la différence de pression entre la sortie et l'entrée de la pompe), qui sont différentes sur Terre et dans l'espace, le dispositif devant pouvoir fonctionner dans les deux situations.The invention relates to a method and a device for heat exchange, in particular of the monophasic or two-phase type, comprising at least one gear pump. FR2946100 discloses a method and a device for two-phase heat exchange with a gear pump on bearings with a low speed of rotation and gaps less than one hundredth of a millimeter. Such a known two-phase heat exchange device comprises a heat-transfer fluid capable of exhibiting at least partially in the liquid state and at least partially in the vapor state, and means for pumping the heat-transfer fluid to drive it moving in motion. a circuit comprising heat exchange means with at least one cold source and at least one hot source external to this circuit, said heat transfer fluid changing at least partially in contact with at least a part of said heat exchange means . Since the circuit is generally in the form of a loop (the heat transfer fluid flowing continuously in a closed network), it is called a "two-phase loop". Such a two-phase loop has many advantages, especially in space applications, and more generally in all applications where a high heat exchange efficiency is sought in terms of the power transported, the power density exchanged, the efficiency of the heat exchanges and, together, a great compactness and a minimum mass. Such a two-phase heat exchange device is therefore particularly useful on board space systems, and must, for this purpose, be able to operate in a wide temperature range (which can be between -50 ° C and + 75 ° C), with a mass flow of heat transfer fluid that is not very sensitive to changes in pressure and loss of charge (that is to say, in particular to the difference in pressure between the outlet and the inlet of the pump), which are different on Earth and in space, the device to be able to function in both situations.
Les roulements à billes décrits dans ce document sont des roulements à contact oblique en « O » serrés axialement l'un contre l'autre avec une précharge axiale entraînant une précharge radiale des roulements à rapport au flasque porte roulements et une précharge radiale des billes des roulements dans les bagues de ces derniers. Un tel montage permet notamment d'éviter toute vibration et toute détérioration lors du lancement d'un système spatial, et de guider précisément les axes des roulements et de minimiser les jeux dans la chambre de pompage.The ball bearings described in this document are "O" -shaped contact bearings axially clamped against each other with axial preload resulting in radial preload of the bearings bearing to the bearing flange and radial preloading of the balls of the bearings. bearings in the rings of these. Such an assembly makes it possible in particular to avoid any vibration and any deterioration when launching a space system, and to precisely guide the axes of the bearings and to minimize the play in the pumping chamber.
Les roulements sont autolubrifiés, c'est-à-dire incorporent une poudre formant un film lubrifiant maintenu entre les billes et les bagues des roulements. Pour maintenir le film lubrifiant dans les bagues, et empêcher la diffusion intempestive du film lubrifiant à l’extérieur de ces dernières, les bagues sont revêtues systématiquement soit de flasques latéraux d’étanchéité, soit d’un vernis de plus faible tension de surface (cf. par exemple Publication “Materials Engineering Branch TIP”, Charles E. Vest, NASA No. 068 Anti-creep Films for Oil Lubricants, September 2002, fattps;//code541 .gsfc.nasa.gov/Uploads materials tips PDFs/TIP%20068R.pdf). Cela étant, le fluide caloporteur utilisé étant de faible viscosité et parfois corrosif, le fluide caloporteur doit être choisi de façon à être compatible avec le lubrifiant, ce qui limite considérablement le choix du fluide caloporteur et celui du lubrifiant. En effet, bien que les roulements lubrifiés soient nécessairement fermés par des flasques étanches et/ou enduits de vernis au niveau des bagues (pour empêcher le lubrifiant de se mélanger avec le fluide caloporteur, de le polluer et de devenir moins efficace d’un point de vue tribologique ou d’être totalement emporté par celui-ci, malgré la basse vitesse de rotation), le fluide caloporteur réussit toujours à s’insinuer dans le roulement lorsque l’étanchéité des flasques diminue sous la pression du fluide caloporteur et/ou en fonction de leur usure. De même, si les flasques étanches sont remplacés par un vernis déposé sur les faces extérieures des bagues (comme dans certains mécanismes embarqués à bord de systèmes spatiaux, ce vernis ayant alors pour fonction d’empêcher autant que possible la perte du film lubrifiant, notamment en micro gravité), compte tenu du brassage du fluide caloporteur dans les roulements, malgré la faible vitesse de rotation, ce vernis n’empêche pas le contact du fluide caloporteur avec les billes.The bearings are self-lubricating, that is to say incorporate a powder forming a lubricant film held between the balls and the bearing rings. In order to maintain the lubricating film in the rings and to prevent the unwanted diffusion of the lubricating film on the outside thereof, the rings are systematically coated either with lateral sealing flanges or with a lacquer of lower surface tension ( see for example "Materials Engineering Branch TIP" publication, Charles E. Vest, NASA No. 068 Anti-creep Films for Lubricants Oil, September 2002, fattps; // code541 .gsfc.nasa.gov / Uploads materials tips PDFs / TIP 20068R.pdf%). However, since the coolant used is of low viscosity and sometimes corrosive, the heat transfer fluid must be chosen so as to be compatible with the lubricant, which considerably limits the choice of heat transfer fluid and that of the lubricant. Indeed, although the lubricated bearings are necessarily closed by sealing flanges and / or coated with varnish at the rings (to prevent the lubricant to mix with the heat transfer fluid, to pollute and become less effective point tribologically or to be completely carried away by it, despite the low rotational speed), the coolant always succeeds in creeping into the bearing when the sealing of the flanges decreases under the pressure of the coolant and / or according to their wear. Similarly, if the sealing flanges are replaced by a varnish deposited on the outer faces of the rings (as in some mechanisms embedded on board space systems, this varnish then having the function of preventing as much as possible the loss of the lubricating film, in particular in micro gravity), given the mixing of the coolant in the bearings, despite the low speed of rotation, this varnish does not prevent the heat transfer fluid from contacting the balls.
Le problème qui se pose alors est celui de la durée de vie d'un tel dispositif, qui doit pouvoir être garantie sur de nombreuses années, en particulier dans les applications à bord de systèmes spatiaux, dans toute la gamme de fonctionnement de la boucle d'échange thermique, et en particulier dans toute la gamme de débit, et donc de vitesse de rotation, de la pompe à engrenage.The problem that arises then is that of the lifetime of such a device, which must be able to be guaranteed for many years, in particular in space systems applications, throughout the operating range of the control loop. heat exchange, and in particular throughout the range of flow, and therefore rotational speed, of the gear pump.
Or, malgré la faible vitesse de rotation, il s'avère que le lubrifiant des roulements est sujet à des phénomènes d'usure et peut même, comme on l’a vu, progressivement disparaître en microgravité et contaminer le fluide caloporteur et la boucle d’échange thermique, malgré la présence de flasques d'étanchéité, dont l’étanchéité est sujette à des usures empêchant la certification d’une grande durée de vie, ou du vernis d'étanchéité, dont la pose est délicate et coûteuse, et qui n'est pas toujours suffisant pour empêcher toute pénétration du fluide caloporteur corrosif et de faible viscosité dans les bagues des roulements. En outre, dans ce dispositif connu, la faible vitesse de rotation imposée à la pompe limite, à poids égal, les performances, notamment en termes de débit massique, de la boucle d'échange thermique.However, despite the low rotational speed, it turns out that the lubricant bearings is subject to wear phenomena and can even, as we have seen, gradually disappear in microgravity and contaminate the heat transfer fluid and the heat transfer loop. heat exchange, despite the presence of sealing flanges, the sealing is subject to wear preventing the certification of a long life, or the sealing varnish, whose installation is delicate and expensive, and is not always sufficient to prevent any penetration of the corrosive coolant and low viscosity into the bearing rings. In addition, in this known device, the low rotation speed imposed on the pump limits, for equal weight, the performance, particularly in terms of mass flow, of the heat exchange loop.
En conséquence, l'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé et un dispositif d'échange thermique dont la durée de vie peut être garantie de façon plus fiable.Accordingly, the invention aims to overcome these disadvantages by providing a method and a heat exchange device whose life can be guaranteed more reliably.
Elle vise en particulier à proposer un procédé et un dispositif d'échange thermique ayant un rapport débit massique/poids total plus important.It aims in particular to provide a method and a heat exchange device having a greater mass flow / weight ratio.
Elle vise également à proposer un procédé et un dispositif d'échange thermique plus particulièrement adapté aux applications dans les systèmes spatiaux (sondes spatiales, satellites artificiels de la Terre de toutes dimensions et applications, station spatiale...).It also aims at proposing a method and a device of heat exchange more particularly adapted to the applications in the space systems (space probes, artificial satellites of the Earth of all dimensions and applications, space station ...).
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé d'échange thermique -notamment à bord d'un système spatial- dans lequel : - un fluide caloporteur est entraîné par pompage en déplacement dans un circuit comprenant des moyens d'échange thermique avec au moins une source froide et avec au moins une source chaude externes au circuit, - le fluide caloporteur est entraîné par au moins une pompe à engrenage comportant : o un carter, o au moins deux roues dentées en coopération d'engrènement l'une avec l'autre, o chaque roue dentée étant montée solidaire d'un arbre guidé en rotation et aligné par rapport au carter par des roulements, caractérisé en ce que : - le fluide caloporteur est choisi de façon à être apte à lubrifier les roulements, - lesdits roulements sont perméables au fluide caloporteur, sont exempts de tout lubrifiant autre que le fluide caloporteur et lubrifiés exclusivement par le fluide caloporteur.To this end, the invention relates to a method of heat exchange - especially on board a space system - in which: a heat transfer fluid is pumped in displacement in a circuit comprising heat exchange means with at least a cold source and with at least one heat source external to the circuit, the coolant is driven by at least one gear pump comprising: a housing, at least two toothed wheels in meshing engagement with each other; other, where each toothed wheel is integral with a shaft guided in rotation and aligned relative to the housing by bearings, characterized in that: - the heat transfer fluid is chosen so as to be able to lubricate the bearings, - said bearings are permeable to the coolant, are free of any lubricant other than the coolant and lubricated exclusively by the coolant.
Les roulements sont perméables au fluide caloporteur par le fait qu'ils présentent des bagues internes et externes écartées les unes des autres avec un espace ouvert entre elles, sans flasque d’étanchéité, permettant le passage du fluide caloporteur. En contradiction totale avec tous les enseignements antérieurs en la matière, les inventeurs ont maintenant constaté avec surprise qu'il est en réalité possible, souhaitable et avantageux de ne pas utiliser des roulements autolubrifiés à sec, dont le lubrifiant peut être dénaturé et/ou polluer le fluide caloporteur, mais au contraire de lubrifier les roulements exclusivement par le fluide caloporteur lui-même qui, grâce à sa faible viscosité, pénètre de façon appropriée entre et dans les bagues, les billes (ou autres organes roulants) et les cages des roulements, et présente en réalité des propriétés satisfaisantes de lubrification. Ainsi lesdits roulements sont exempts de tout lubrifiant autre que le fluide caloporteur.The bearings are permeable to the coolant in that they have internal and external rings spaced apart from each other with an open space between them, without sealing flange, allowing the passage of heat transfer fluid. In complete contradiction with all the previous teachings in the field, the inventors have now surprisingly found that it is in fact possible, desirable and advantageous not to use self-lubricated bearings dry, whose lubricant can be denatured and / or pollute the heat transfer fluid, but on the contrary to lubricate the bearings exclusively by the coolant itself which, thanks to its low viscosity, penetrates appropriately between and in the rings, the balls (or other rolling members) and the bearing cages and actually has satisfactory lubricating properties. Thus said bearings are free of any lubricant other than the coolant.
En particulier, lesdits roulements comportent des bagues logeant des organes roulants (tels que billes, rouleaux, aiguilles...), et ces bagues sont perméables au fluide caloporteur de façon à laisser passer ce dernier à l'intérieur des bagues des roulements au contact des organes roulants. Avantageusement et selon l'invention, chaque roulement comprenant une bague interne et une bague externe présentant chacune des flancs latéraux entre lesquels les organes roulants sont logés, un espace radial libre est ménagé entre les flancs latéraux de la bague interne et de la bague externe pour le passage du fluide caloporteur.In particular, said bearings comprise rings housing rolling members (such as balls, rollers, needles, etc.), and these rings are permeable to the heat-transfer fluid so as to let the latter pass inside the bearing rings on contact. rolling bodies. Advantageously and according to the invention, each bearing comprising an inner ring and an outer ring each having side flanks between which the rolling members are housed, a free radial space is provided between the lateral flanks of the inner ring and the outer ring for the passage of the coolant.
Avantageusement et selon l'invention le fluide caloporteur est choisi dans le groupe des fluides caloporteurs contenant plus de 30% d’au moins un composé de transfert de chaleur choisi dans le groupe formé de l’eau, de l’ammoniac, des hydrocarbures, et des hydrocarbures halogénés. En particulier, avantageusement et selon l'invention, le fluide caloporteur est choisi dans le groupe des fluides caloporteurs contenant plus de 30% d’au moins un composé de transfert de chaleur choisi dans le groupe formé de l'ammoniac, de l'eau, du RI34a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane), du R152a (1,1-difluoroéthane), du R1234ze (1,3,3,3- tétrafluoropropène), des polyéthers perfluorés (tels que le Galden® HT 80), de l'azote, de l'hélium, de l'éthane, du méthane, du propène, et de leurs mélanges.Advantageously and according to the invention the coolant is selected from the group of heat transfer fluids containing more than 30% of at least one heat transfer compound selected from the group consisting of water, ammonia, hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons. In particular, advantageously and according to the invention, the coolant is selected from the group of heat transfer fluids containing more than 30% of at least one heat transfer compound selected from the group consisting of ammonia, water and , RI34a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), R152a (1,1-difluoroethane), R1234ze (1,3,3,3-tetrafluoropropene), perfluorinated polyethers (such as Galden® HT 80 ), nitrogen, helium, ethane, methane, propene, and mixtures thereof.
Dans certains modes de réalisation, le procédé d'échange thermique est un procédé monophasique, le fluide caloporteur étant un liquide monophasique, c'est-à-dire choisi pour rester liquide dans toute la boucle d'échange thermique, pour toute la gamme de température d’utilisation choisie. Le fluide caloporteur monophasique liquide peut être choisi notamment dans le groupe formé de l'ammoniac liquide, de l'eau liquide, du RI34a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane), du R152a (1,1-difluoroéthane), du R1234ze (1,3,3,3-tétrafhioropropène), des polyéthers perfluorés (tels que le Galden® HT 80), de l'azote liquide, de l'hélium liquide, de l'éthane liquide, du méthane liquide, du propène liquide et de leurs mélanges.In some embodiments, the heat exchange process is a monophasic process, the heat transfer fluid being a monophasic liquid, that is to say selected to remain liquid throughout the heat exchange loop, for the entire range of temperature of use chosen. The liquid monophasic heat transfer fluid may be chosen especially from the group consisting of liquid ammonia, liquid water, RI34a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), R152a (1,1-difluoroethane), R1234ze (1,3,3,3-tetrafhioropropene), perfluorinated polyethers (such as Galden® HT 80), liquid nitrogen, liquid helium, liquid ethane, liquid methane, propene liquid and their mixtures.
Dans d'autres modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention : - le fluide caloporteur est choisi dans le groupe des fluides susceptible de se présenter au moins partiellement à l'état liquide et au moins partiellement à l'état vapeur, - le fluide caloporteur changeant au moins partiellement d'état au contact desdits moyens d'échange thermique.In other embodiments, advantageously and according to the invention: the heat transfer fluid is chosen from the group of fluids likely to be at least partially in the liquid state and at least partly in the vapor state; coolant fluid at least partially changing state in contact with said heat exchange means.
Avantageusement, le fluide caloporteur diphasique peut être choisi dans le groupe formé de l'ammoniac, de l'eau, du RI34a (1,1,1,2-tétrafluoroéthane), du R152a (1,1-difluoroéthane), du R1234ze (1,3,3,3- tétrafluoropropène), des polyéthers perfluorés (tels que le Galden® HT 80), de l'azote, de l'hélium, de l'éthane, du méthane et du propène.Advantageously, the two-phase heat transfer fluid can be chosen from the group consisting of ammonia, water, RI34a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), R152a (1,1-difluoroethane), R1234ze ( 1,3,3,3-tetrafluoropropene), perfluorinated polyethers (such as Galden® HT 80), nitrogen, helium, ethane, methane and propene.
En outre, avantageusement et selon l'invention, le fluide caloporteur est choisi avec une viscosité inférieure ou égale à celle de l'eau.In addition, advantageously and according to the invention, the coolant is chosen with a viscosity less than or equal to that of water.
Selon l'invention, le fluide caloporteur doit être choisi de façon à pouvoir lubrifier les roulements. En particulier il doit être compatible avec les matériaux constitutifs des roulements. Néanmoins avantageusement et selon l’invention, le fluide caloporteur est exempt de toute huile (ou autre agent) de lubrification.According to the invention, the heat transfer fluid must be chosen so as to lubricate the bearings. In particular, it must be compatible with the constituent materials of the bearings. Nevertheless, advantageously and according to the invention, the coolant is free of any lubricating oil (or other agent).
Contre toute attente, alors que l’ammoniac liquide n’est pas considéré comme possédant de bonnes propriétés de lubrification dynamique, de bons résultats ont été obtenus avec un fluide caloporteur constitué d'ammoniac, à l’état liquide dans la pompe, et avec des roulements comprenant des organes roulants en céramique.Against all odds, while liquid ammonia is not considered to have good dynamic lubrication properties, good results have been obtained with a coolant consisting of ammonia, in the liquid state in the pump, and with bearings comprising ceramic rolling members.
Avantageusement et selon l'invention le fluide caloporteur est choisi dans le groupe des fluides caloporteurs contenant plus de 30% d’au moins un composé de transfert de chaleur choisi dans le groupe formé du 1,1,1,2-tétrafluoroéthane, du 1,1-difluoroéthane, du 1,3,3,3-tétrafluoropropène et de leurs mélanges. Dans tout le texte, les proportions indiquées sont des proportions en masse.Advantageously and according to the invention the coolant is selected from the group of heat transfer fluids containing more than 30% of at least one heat transfer compound selected from the group consisting of 1,1,1,2-tetrafluoroethane, 1 , 1-difluoroethane, 1,3,3,3-tetrafluoropropene and mixtures thereof. Throughout the text, the proportions indicated are proportions in mass.
Selon des modes de réalisation particuliers, le fluide caloporteur selon l'invention est avantageusement choisi dans le groupe constitué des compositions binaires (consistant en deux composés de transfert de chaleur), des compositions ternaires (consistant en trois composés de transfert de chaleur), et de composition quaternaires (consistant en quatre composés de transfert de chaleur).According to particular embodiments, the heat transfer fluid according to the invention is advantageously chosen from the group consisting of binary compositions (consisting of two heat transfer compounds), ternary compositions (consisting of three heat transfer compounds), and of quaternary composition (consisting of four heat transfer compounds).
Par ailleurs, un des effets inattendus de l'invention consiste à permettre d'augmenter significativement la vitesse de rotation de la pompe à engrenage, ainsi que les jeux internes à la pompe, sans affecter la durée de vie ni les performances de la pompe. En effet, il s'avère qu'une augmentation de la vitesse de rotation améliore en réalité l'effet de lubrification par le fluide caloporteur, dont la circulation au sein même des roulements a par ailleurs pour fonction d'améliorer l'homogénéité thermique et notamment d’éviter réchauffement, et donc l’usure ou les phénomènes de microsoudures intempestives dans les roulements. Une augmentation de la vitesse de rotation permet aussi d'améliorer le rendement de pompage et, pour un même débit massique, de diminuer l'encombrement de la pompe.Furthermore, one of the unexpected effects of the invention is to allow to significantly increase the speed of rotation of the gear pump, as well as internal clearances to the pump, without affecting the life or performance of the pump. Indeed, it turns out that an increase in the rotational speed actually improves the lubricating effect by the coolant, whose circulation within the bearings itself also has the function of improving the thermal homogeneity and in particular to avoid heating, and therefore wear or nuisance micro-welding phenomena in the bearings. An increase in the rotation speed also makes it possible to improve the pumping efficiency and, for the same mass flow rate, to reduce the size of the pump.
Ainsi, avantageusement et selon l'invention, au moins l'un des arbres des roues dentées est accouplé à un moteur d'entraînement adapté pour pouvoir entraîner ce dernier en rotation à une vitesse supérieure à 250tr/min.Thus, advantageously and according to the invention, at least one of the shafts of the gears is coupled to a drive motor adapted to be able to drive the latter in rotation at a speed greater than 250tr / min.
Dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention au moins un moteur d'entraînement est choisi pour pouvoir entraîner au moins l'un des arbres des roues dentées en rotation à une vitesse comprise entre 260tr/min et 5000tr/min -notamment entre 300tr/min et 2000tr/min- par exemple de l'ordre de 600tr/min. L'invention s'étend également à un dispositif d'échange thermique permettant la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention. Elle concerne donc également un dispositif d'échange thermique comprenant : - un fluide caloporteur, - un circuit comprenant des moyens d'échange thermique dudit fluide caloporteur avec au moins une source froide et avec au moins une source chaude externes au circuit, - au moins une pompe à engrenage d’entraînement du fluide caloporteur dans ledit circuit comportant : o un carter, o au moins deux roues dentées -notamment deux pignons à dentures externes- en coopération d'engrènement l'une avec l'autre, o chaque roue dentée étant montée solidaire d'un arbre guidé en rotation et aligné par rapport au carter par des roulements, caractérisé en ce que : - le fluide caloporteur est adapté pour lubrifier les roulements, - lesdits roulements sont perméables au fluide caloporteur, sont exempts de tout lubrifiant autre que le fluide caloporteur et lubrifiés exclusivement par le fluide caloporteur.In some embodiments, advantageously and according to the invention at least one drive motor is chosen to be able to drive at least one of the shafts of the rotating gears at a speed between 260tr / min and 5000tr / min-notably between 300 rpm and 2000 rpm, for example of the order of 600 rpm. The invention also extends to a heat exchange device for implementing a method according to the invention. It therefore also relates to a heat exchange device comprising: - a heat transfer fluid, - a circuit comprising heat exchange means of said heat transfer fluid with at least one cold source and with at least one external heat source to the circuit, - at least a gear pump for driving the coolant in said circuit comprising: o a housing, o at least two toothed wheels -in particular two externally toothed gears-in meshing engagement with each other, o each gear wheel being mounted integral with a shaft guided in rotation and aligned with the housing by bearings, characterized in that: - the heat transfer fluid is adapted to lubricate the bearings, - said bearings are permeable to the coolant, are free of any lubricant other than the coolant and lubricated exclusively by the coolant.
Un dispositif selon l'invention est aussi caractérisé avantageusement par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus en relation au procédé selon l'invention.A device according to the invention is also advantageously characterized by all or some of the characteristics mentioned above in relation to the method according to the invention.
En outre, avantageusement et selon l'invention au moins l'un des arbres des roues dentées est accouplé à un moteur d'entraînement adapté pour pouvoir entraîner ce dernier en rotation à une vitesse supérieure à 250tr/min, en particulier inférieure à 5000tr/min -notamment comprise entre 300tr/min et 2000tr/min-, par exemple de l'ordre de 600tr/min.In addition, advantageously and according to the invention at least one of the shafts of the gears is coupled to a drive motor adapted to be able to drive the latter in rotation at a speed greater than 250tr / min, in particular less than 5000tr / min. min -notamment between 300tr / min and 2000tr / min, for example of the order of 600tr / min.
Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, un dispositif selon l'invention est aussi avantageusement caractérisé en ce que la pompe à engrenage comportant dans le carter, une chambre de pompage et de circulation du fluide caloporteur, cette chambre étant délimitée par des parois internes, contenant les roues dentées, et comprenant au moins une entrée d'admission du fluide caloporteur d'un côté de l'engrènement des roues dentées et au moins une sortie de refoulement du fluide caloporteur de l'autre côté de l'engrènement des roues dentées, des jeux sont ménagés radialement et axialement entre les parois internes de ladite chambre et les roues dentées, ces jeux étant tous supérieurs au centième de millimètre et inférieurs au millimètre et, en fonctionnement, remplis de fluide caloporteur. Également, dans certains modes de réalisation, avantageusement et selon l'invention les roues dentées de la pompe à engrenage sont à dentures droites externes sans déport et les arbres des roues dentées sont parallèles l'un à l'autre. L'invention s'étend également à un procédé d'échange thermique mis en œuvre dans un dispositif selon l'invention. L'invention s'étend également à un système spatial comprenant au moins un dispositif d'échange thermique selon l'invention. Elle s'étend donc également à un système spatial dans lequel un procédé d'échange thermique selon l'invention est mis en œuvre. L'invention concerne également un procédé d'échange thermique, un dispositif d'échange thermique et un système spatial caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma d'un exemple de dispositif d'échange thermique selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en perspective éclatée d'une pompe à engrenage d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique en perspective de la pompe de la figure 2 sous un autre angle de vue, - la figure 4 est une vue schématique en coupe par un plan passant par les axes de rotation des pignons de la pompe de la figure 2, - la figure 5 est une vue schématique en coupe selon la ligne V-V de la figure 4, - la figure 6 est une vue schématique en coupe d'un détail selon la ligne VI-VI de la figure 5, - la figure 7 est une vue schématique en coupe d'un détail 5 selon la ligne VII-VII de la figure 5.Furthermore, in certain embodiments, a device according to the invention is also advantageously characterized in that the gear pump comprising in the housing, a pumping chamber and heat transfer fluid circulation, this chamber being delimited by internal walls , containing the gears, and comprising at least one inlet for the coolant on one side of the meshing of the gears and at least one discharge outlet of the coolant on the other side of the meshing of the wheels toothed games are formed radially and axially between the inner walls of said chamber and the gear wheels, these games being all greater than one hundredth of a millimeter and less than one millimeter and, in operation, filled with heat transfer fluid. Also, in certain embodiments, advantageously and according to the invention, the gear wheels of the gear pump are of external straight teeth without offset and the shafts of the toothed wheels are parallel to one another. The invention also extends to a heat exchange process implemented in a device according to the invention. The invention also extends to a space system comprising at least one heat exchange device according to the invention. It therefore also extends to a space system in which a heat exchange method according to the invention is implemented. The invention also relates to a heat exchange method, a heat exchange device and a space system characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following non-limiting description which refers to the appended figures in which: FIG. 1 is a diagram of an exemplary device of FIG. According to the invention, FIG. 2 is a schematic perspective exploded view of a gear pump of a device according to one embodiment of the invention. FIG. 3 is a schematic perspective view of the invention. FIG. 4 is a diagrammatic sectional view through a plane passing through the axes of rotation of the pinions of the pump of FIG. 2; FIG. 5 is a diagrammatic view in FIG. Section 6 is a schematic sectional view of a detail along the line VI-VI of Figure 5; Figure 7 is a diagrammatic sectional view of a detail; along the line VII-VII of FIG.
Le dispositif d'échange thermique selon l'invention représenté figure 1 comprend une boucle 10 d'échange thermique dans laquelle circule un fluide caloporteur diphasique. De tels fluides caloporteurs diphasiques susceptibles de se présenter au moins partiellement à l'état liquide et au moins partiellement l'état vapeur, présentent pour la plupart une viscosité très faible, inférieure à celle de l'eau.The heat exchange device according to the invention shown in FIG. 1 comprises a heat exchange loop 10 in which a two-phase heat transfer fluid circulates. Such diphasic heat transfer fluids which may be at least partly in the liquid state and at least partially in the vapor state, have for the most part a very low viscosity, lower than that of water.
Avantageusement et selon l'invention, le fluide caloporteur est choisi dans le groupe des fluides caloporteurs contenant plus de 30 % d'au moins un composé de transfert de chaleur choisi dans le groupe formé de l’eau, de l'ammoniac, des hydrocarbures et des hydrocarbures halogénés (halogénures d'alkyle). Plus particulièrement fluide caloporteur comprend au moins un composé de transfert de chaleur choisi parmi les hydrocarbures, les hydrofluorocarbures, les éthers, les hydrofluoroéthers et les fluorooléfines.Advantageously and according to the invention, the coolant is selected from the group of heat transfer fluids containing more than 30% of at least one heat transfer compound selected from the group consisting of water, ammonia, hydrocarbons and halogenated hydrocarbons (alkyl halides). More particularly heat transfer fluid comprises at least one heat transfer compound selected from hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers and fluoroolefins.
Selon des modes de réalisation particuliers, le fluide caloporteur selon l'invention est avantageusement choisi dans le groupe constitué des compositions comprenant un unique composé de transfert de chaleur, des compositions binaires (consistant en deux composés de transfert de chaleur), des compositions ternaires (consistant en trois composés de transfert de chaleur), et de composition quaternaires (consistant en quatre composés de transfert de chaleur).According to particular embodiments, the heat transfer fluid according to the invention is advantageously chosen from the group consisting of compositions comprising a single heat transfer compound, binary compositions (consisting of two heat transfer compounds), ternary compositions ( consisting of three heat transfer compounds), and quaternary composition (consisting of four heat transfer compounds).
En particulier, au moins un composé de transfert de chaleur du fluide caloporteur peut être choisi parmi les fluides frigorigènes dont une classification est donnée par exemple par la publication « Classification des fluides frigorigènes », Institut International du Froid, Paris, France http://www.iifiir.org/userfiles/file/webfiles/sum.maries/Refrigerant classification F Rjgdr.In particular, at least one heat transfer fluid heat transfer compound may be chosen from refrigerants whose classification is given for example by the publication "Classification of refrigerants", International Institute of Refrigeration, Paris, France http: // www.iifiir.org/userfiles/file/webfiles/sum.maries/Refrigerant classification F Rjgdr.
Selon un mode de réalisation particulier, le fluide caloporteur est exempt de toute huile de lubrification.According to a particular embodiment, the coolant is free of any lubricating oil.
Selon un mode de réalisation, le fluide caloporteur comprend en outre : un ou plusieurs additifs choisis parmi les stabilisants, les tensioactifs, les agents traceurs, les agents fluorescents, les agents odorants, les agents de solubilisation et leurs mélanges ; de préférence un ou plusieurs additifs choisis parmi les stabilisants, les tensioactifs, les agents traceurs, les agents fluorescents, les agents odorants, les agents de solubilisation et leurs mélanges.According to one embodiment, the heat transfer fluid further comprises: one or more additives chosen from stabilizers, surfactants, tracer agents, fluorescent agents, odorants, solubilizing agents and mixtures thereof; preferably one or more additives selected from stabilizers, surfactants, tracer agents, fluorescers, odorants, solubilizers and mixtures thereof.
Le ou les stabilisants, lorsqu'ils sont présents, représentent de préférence au plus 5 % en masse dans la composition de transfert de chaleur. Parmi les stabilisants, on peut citer notamment le nitrométhane, l'acide ascorbique, l'acide téréphtalique, les azoles tels que le tolutriazole ou le benzotriazole, les composés phénoliques tels que le tocophérol, l'hydroquinone, le t-butyl hydroquinone, le 2,6-di-ter-butyl-4-méthylphénol, l'acide 3-(3,5-diter-butyl-4- hydroxyphényl)propionique, les époxydes (alkyl éventuellement fluoré ou perfluoré ou alkényl ou aromatique) tels que les n-butylglycidyl éther, hexanedioldiglycidyl éther, allylglycidyl éther, butylphénylglycidyl éther, les phosphites, les phosphates tels que les tricrésyl phosphates, les thiols et les lactones. À titre d'agents traceurs (susceptibles d'être détectés) on peut citer les hydrofluorocarbures deutérés ou non, les hydrocarbures deutérés, les perfluorocarbures, les fluoroéthers, les composés bromés, les composés iodés, les alcools, les aldéhydes, les cétones, le protoxyde d'azote et les combinaisons de ceux-ci. L'agent traceur est différent du ou des composés de transfert de chaleur composant le fluide de transfert de chaleur. À titre d'agents de solubilisation, on peut citer les hydrocarbures, le diméthyléther, les polyoxyalkylène éthers, les amides, les cétones, les nitriles, les chlorocarbures, les esters, les lactones, les aryl éthers, les fluoroéthers et les 1 ,1 ,1 -trifluoroalcanes. L'agent de solubilisation est différent du ou des composés de transfert de chaleur composant le fluide de transfert de chaleur. À titre d'agents fluorescents, on peut citer les naphthalimides, les perylènes, les coumarines, les anthracènes, les phénanthracènes, les xanthènes, les thioxanthènes, les naphthoxanhtènes, les fluorescéines et les dérivés et combinaisons de ceux-ci. À titre d'agents odorants, on peut citer les alkylacrylates, les allylacrylates, les acides acryliques, les acrylesters, les alkyléthers, les alkylesters, les alcynes, les aldéhydes, les thiols, les thioéthers, les disulfures, les allylisothiocyanates, les acides alcanoïques, les aminés, les norbornènes, les dérivés de norbornènes, le cyclohexène, les composés aromatiques hétérocycliques, l'ascaridole, l'o-méthoxy(méthyl)-phénol et les combinaisons de ceux-ci.The stabilizer (s), when present, preferably represent at most 5% by weight in the heat transfer composition. Among the stabilizers, there may be mentioned in particular nitromethane, ascorbic acid, terephthalic acid, azoles such as tolutriazole or benzotriazole, phenol compounds such as tocopherol, hydroquinone, t-butyl hydroquinone, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid, epoxides (optionally fluorinated or perfluorinated alkyl or alkenyl or aromatic) such as n-butylglycidyl ether, hexanedioldiglycidyl ether, allylglycidyl ether, butylphenylglycidyl ether, phosphites, phosphates such as tricresyl phosphates, thiols and lactones. As tracer agents (which can be detected) mention may be made of deuterated hydrofluorocarbons or not, deuterated hydrocarbons, perfluorocarbons, fluoroethers, brominated compounds, iodinated compounds, alcohols, aldehydes, ketones, nitrous oxide and combinations thereof. The tracer agent is different from the one or more heat transfer compounds composing the heat transfer fluid. As solubilizing agents, mention may be made of hydrocarbons, dimethyl ether, polyoxyalkylene ethers, amides, ketones, nitriles, chlorocarbons, esters, lactones, aryl ethers, fluoroethers and magnesium compounds. 1-trifluoroalkanes. The solubilizing agent is different from the one or more heat transfer compounds composing the heat transfer fluid. Fluorescent agents that may be mentioned include naphthalimides, perylenes, coumarins, anthracenes, phenanthracenes, xanthenes, thioxanthenes, naphthoxanhthenes, fluoresceins and derivatives and combinations thereof. As odorants, mention may be made of alkyl acrylates, allyl acrylates, acrylic acids, acrylilsters, alkyl ethers, alkyl esters, alkynes, aldehydes, thiols, thioethers, disulphides, allyl isothiocyanates and alkanoic acids. , amines, norbornenes, norbornene derivatives, cyclohexene, heterocyclic aromatic compounds, ascaridole, o-methoxy (methyl) phenol and combinations thereof.
Le fluide caloporteur selon l'invention peut aussi comporter, voire consister en, au moins l'un des composés de transfert de chaleur suivants : - l'ammoniac, - l’eau, - le 1,1,1,2-tétrafluoroéthane (RI34a), - le 1,1-difluoroéthane (RI52a), - le 1,3,3,3-tétrafluoropropène (R1234ze), - un polyéther perfluoré tel que le Galden® HT 80 - l'azote, - l'hélium, - l'éthane, - le méthane, - le propène.The coolant according to the invention may also comprise, or even consist of, at least one of the following heat transfer compounds: - ammonia, - water, - 1,1,1,2-tetrafluoroethane ( RI34a), 1,1-difluoroethane (RI52a), 1,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234ze), a perfluorinated polyether such as Galden® HT 80, nitrogen, helium, - ethane, - methane, - propene.
Le fluide caloporteur est délivré à partir d'un réservoir 11 diphasique dont la sortie 12 est reliée à une conduite 13 connectée à une pompe 14 à engrenage selon l'invention. Dans cette conduite 13, le fluide caloporteur est principalement liquide, normalement sensiblement monophasique 20 (c'est-à-dire uniquement liquide). Il est cependant possible que le fluide dans la conduite 13 soit au moins pour partie vapeur, et c'est un avantage de l'invention que de permettre le fonctionnement de la boucle diphasique et le pompage du fluide d'échange thermique, même dans le cas où celui-ci est partiellement vapeur dans la conduite 13.The coolant is delivered from a diphasic tank 11 whose output 12 is connected to a pipe 13 connected to a gear pump 14 according to the invention. In this pipe 13, the coolant is mainly liquid, normally substantially monophasic (that is to say only liquid). However, it is possible that the fluid in the pipe 13 is at least partly vapor, and it is an advantage of the invention to allow the operation of the two-phase loop and the pumping of the heat exchange fluid, even in the where it is partially vapor in the pipe 13.
La pompe 14 délivre le fluide à l'état liquide sous pression à un groupe 15 échangeur évaporateur adapté pour recueillir la puissance thermique (calories) dégagée par des composants exothermiques 16 (par exemple des circuits électroniques d'un système spatial). À la sortie du groupe 15 évaporateur, le fluide est amené à l'état 30 diphasique liquide/gaz, (la proportion de fluide l'état vapeur dépendant de la 9 puissance absorbée dans le groupe 15 évaporateur), dans une conduite 17 reliée à un groupe 18 échangeur condenseur fournissant le fluide à l'état liquide dans la conduite 13 à l'amont de la sortie 12 du réservoir 11, après avoir extrait la puissance thermique du fluide à l'état diphasique vers une source froide 19 (par exemple l'environnement extérieur).The pump 14 delivers the liquid in the pressurized liquid state to an evaporator exchanger group adapted to collect the thermal power (calories) released by exothermic components 16 (for example electronic circuits of a space system). At the outlet of the evaporator group, the fluid is brought to the two-phase liquid / gas state (the proportion of fluid in the vapor state depending on the power absorbed in the evaporator group) in a line 17 connected to a group 18 condenser exchanger supplying the fluid in the liquid state in the pipe 13 upstream of the outlet 12 of the tank 11, after extracting the thermal power of the fluid in the two-phase state to a cold source 19 (for example the external environment).
La pompe 14 est entraînée par un moteur 20 quelconque, de préférence un moteur électrique synchrone sans balai, par exemple via un accouplement étanche magnétique 21 ou un moteur à rotor immergé dans une cloche étanche.The pump 14 is driven by any motor 20, preferably a brushless synchronous electric motor, for example via a magnetic sealing coupling 21 or a rotor motor immersed in a sealed bell.
Les figures 2 à 6 représentent un exemple de réalisation d'une pompe 14 pouvant être utilisée dans un dispositif selon l'invention. Cette pompe 14 comprend un carter 22 périphérique étanche formé d'un boîtier parallélépipédique 22a dont les dimensions sont adaptées pour contenir les différents éléments constitutifs de la pompe, ce boîtier étant refermé par un flasque formant couvercle 22b serré sur le boîtier par des vis ou boulons 23.Figures 2 to 6 show an embodiment of a pump 14 can be used in a device according to the invention. This pump 14 comprises a sealed peripheral casing 22 formed of a parallelepipedal casing 22a, the dimensions of which are adapted to contain the different elements constituting the pump, this casing being closed by a flange forming a cover 22b tightened on the casing by screws or bolts. 23.
Le couvercle 23 présente un orifice 24 d'admission en fluide, et un orifice 25 de refoulement du fluide sous pression. Ces orifices 24, 25 communiquent à travers le couvercle 22b avec l'intérieur du carter 22. À l'intérieur du carter 22, une chambre 26 de pompage et de circulation du fluide caloporteur est ménagée entre deux flasques parallèles 27, 28 20 séparés par un flasque 29 entretoise. Ces trois flasques 27, 28, 29 sont serrés les uns contre les autres par des vis ou boulons (non représentés), et l'ensemble formé par ces trois flasques 27, 28, 29 est lui-même fixé rigidement sur la face interne du couvercle 22b par des vis ou boulons (non représentés). Les flasques 27, 28, 29 sont logés dans le carter 22, mais présentent une dimension légèrement inférieure à l'enceinte interne 25 définie dans le carter 22, de façon à ménager un espace 42 de refoulement permettant la circulation du fluide du côté refoulement comme décrit ci-après.The lid 23 has a fluid inlet orifice 24, and a discharge port 25 of the fluid under pressure. These orifices 24, 25 communicate through the cover 22b with the inside of the casing 22. Inside the casing 22, a chamber 26 for pumping and circulating the coolant is formed between two parallel flanges 27, 28 separated by a flange 29 spacer. These three flanges 27, 28, 29 are tightened against each other by screws or bolts (not shown), and the assembly formed by these three flanges 27, 28, 29 is itself fixed rigidly on the inner face of the cover 22b by screws or bolts (not shown). The flanges 27, 28, 29 are housed in the housing 22, but have a slightly smaller dimension than the internal enclosure 25 defined in the housing 22, so as to provide a discharge space 42 for the circulation of the fluid on the discharge side as described below.
Les flasques 27, 28, 29 sont évidés de façon à délimiter, avec les dentures externes de deux pignons 30, 31, la chambre 26 de pompage et de circulation, cette dernière présentant des dimensions et une forme apte à loger les 30 deux pignons 30, 31 à dentures droites externes en coopération d'engrènement l'un avec l'autre sans déport. Chaque pignon 30, 31 est monté solidaire d'un arbre 32, respectivement 33, guidé en rotation et aligné par rapport au carter par des roulements 34, respectivement 35.The flanges 27, 28, 29 are recessed so as to delimit, with the external teeth of two gears 30, 31, the chamber 26 for pumping and circulation, the latter having dimensions and a shape suitable for housing the two gears 30 , 31 with external straight teeth in meshing cooperation with each other without offset. Each pinion 30, 31 is mounted integral with a shaft 32, respectively 33, guided in rotation and aligned relative to the housing by bearings 34, respectively 35.
Les arbres 32, 33 des pignons sont parallèles l'un à l'autre, et l'un 32 au moins des arbres, dit arbre 32 menant, s'étend vers et dans le couvercle 22b de façon à présenter une extrémité portant une série d'aimants 50 permanents internes adaptés pour former l'accouplement magnétique 21 permettant l'accouplement de cet arbre 32 menant à l'arbre du moteur 20, et donc l'entraînement par ce dernier de l'arbre 32 menant et du pignon 30, dit pignon 30 menant. Comme on le voit figure 4, les aimants 50 internes de l'extrémité de l'arbre 32 menant sont logés dans une cavité 51 du couvercle 22b délimitée par une paroi 52 formant une protubérance s'étendant vers l'extérieur de ce dernier de façon à pouvoir être chapeautée par une cloche 53 portant également des aimants 54 permanents externes adaptés pour pouvoir coopérer magnétiquement à travers la paroi 52 avec les aimants 50 internes, constituant ainsi l'accouplement magnétique 21. Lorsque la cloche 53 est entraînée en rotation, elle entraîne elle-même en rotation les aimants 50 internes, et donc l'arbre 32 menant. Cette cloche 53 est adaptée pour recevoir l'extrémité de l'arbre du moteur 20 et être solidaire en rotation de ce dernier. L'autre pignon 31, dit pignon 31 mené, ainsi que son arbre 33, 20 dit arbre 33 mené, sont entraînés en rotation par le pignon 30 menant du fait de la coopération d'engrènement des pignons 30, 31.The shafts 32, 33 of the pinions are parallel to each other, and at least one of the shafts, said shaft 32 leading, extends towards and in the cover 22b so as to have a end carrying a series of internal permanent magnets 50 adapted to form the magnetic coupling 21 allowing the coupling of this shaft 32 leading to the motor shaft 20, and thus the drive by the latter of the driving shaft 32 and the pinion 30, said pinion 30 leading. As seen in FIG. 4, the internal magnets 50 of the end of the driving shaft 32 are housed in a cavity 51 of the cover 22b delimited by a wall 52 forming a protuberance extending outwardly from the latter. to be able to be hatched by a bell 53 also carrying external permanent magnets 54 adapted to be able to cooperate magnetically through the wall 52 with the internal magnets 50, thereby constituting the magnetic coupling 21. When the bell 53 is rotated, it drives itself in rotation the internal magnets 50, and thus the leading shaft 32. This bell 53 is adapted to receive the end of the motor shaft 20 and be integral in rotation with the latter. The other pinion 31, called pinion 31 driven, as well as its shaft 33, said shaft 33 led, are rotated by the pinion 30 driving due to the meshing engagement of the pinions 30, 31.
La chambre 26 de pompage et de circulation comprend un premier lobe 36 de forme générale cylindrique de révolution autour de l'axe de l'arbre 32 menant, ce premier lobe 36 étant adapté pour loger au plus près, avec le minimum 25 de jeux radiaux et axiaux, le pignon 30 menant. De même, la chambre 26 de pompage de circulation comprend un deuxième lobe 37 de forme générale cylindrique de révolution autour de l'axe de l'arbre 33 mené, ce deuxième lobe 37 étant adapté pour loger au plus près, avec le minimum de jeux radiaux et axiaux, le pignon 31 mené.The chamber 26 for pumping and circulation comprises a first lobe 36 of cylindrical general shape of revolution about the axis of the driving shaft 32, this first lobe 36 being adapted to fit more closely, with the minimum of radial clearances and axial, the driving pinion. Similarly, the circulation pumping chamber 26 comprises a second lobe 37 of cylindrical general shape of revolution about the axis of the driven shaft 33, this second lobe 37 being adapted to fit more closely, with the minimum of games radial and axial, the pinion 31 led.
La chambre 26 de pompage et de circulation comprend 30 également, entre les deux lobes 36, 37, d'une part une chambre 38 d'admission située d'un premier côté de l'engrènement des pignons, d'autre part une chambre 39 de refoulement située de l'autre côté de l'engrènement des pignons. La chambre 38 d'admission est en communication avec l'orifice 24 d'admission. La chambre 39 de refoulement est en communication avec l'orifice 25 de refoulement. Pour ce faire, le flasque 29 entretoise et/ou le flasque 27, dit flasque 27 porte roulements, interposé entre le flasque 29 entretoise et le couvercle 22b présentent des lumières traversantes.The chamber 26 for pumping and circulation also comprises, between the two lobes 36, 37, on the one hand an inlet chamber 38 located on one side of the meshing of the pinions, on the other hand a chamber 39 discharge located on the other side of the gear meshing. The inlet chamber 38 is in communication with the inlet orifice 24. The discharge chamber 39 is in communication with the discharge port 25. To do this, the flange 29 spacer and / or the flange 27, said flange 27 bearing, interposed between the flange 29 spacer and the cover 22b have through-holes.
Dans le mode de réalisation représenté, le flasque 29 entretoise présente une lumière 43 de refoulement s'étendant latéralement (selon une direction orthogonale à l'axe des arbres 32, 33 des pignons) à partir de la chambre 39 de refoulement jusqu'à déboucher au niveau du chant 44 périphérique extérieur du flasque 29 entretoise de sorte que le fluide pressurisé s'échappant par cette lumière 43 de refoulement s'écoule dans l'espace 42 de refoulement s'étendant entre les flasques 27, 28, 29 et la paroi interne du carter 22, jusqu'à l'orifice 25 de refoulement qui est en communication avec cet espace 42 de refoulement. Le flasque 29 entretoise présente également une lumière 40 d'admission s'étendant latéralement (selon une direction orthogonale à l'axe des arbres 32, 33 des pignons) à partir de la chambre 38 d'admission et jusqu'à une lumière 41 de connexion ménagée dans le flasque 29 entretoise et débouchant sur la face du flasque 29 entretoise en contact avec le flasque 27 porte roulements, cette lumière 41 de connexion recevant de façon étanche l'extrémité 45 d'un tube 46 d'admission traversant une lumière de passage 47 du flasque 27 porte roulements et le couvercle 22b pour former l'orifice 24 d'admission (figure 7).In the embodiment shown, the spacer flange 29 has a discharge lumen 43 extending laterally (in a direction orthogonal to the axis of the shafts 32, 33 of the gears) from the discharge chamber 39 to unblock at the edge 44 outer periphery of the flange 29 spacer so that the pressurized fluid escaping through the discharge port 43 flows into the discharge space 42 extending between the flanges 27, 28, 29 and the wall internal of the housing 22, to the discharge port 25 which is in communication with the space 42 of discharge. The spacer flange 29 also has an inlet lumen 40 extending laterally (in a direction orthogonal to the axis of the shafts 32, 33 of the gears) from the inlet chamber 38 and up to a light 41 of FIG. connection made in the spacer flange 29 and opening on the face of the flange 29 spacer in contact with the flange 27 bearing carrier, this connection light 41 receiving sealingly the end 45 of an intake tube 46 passing through a light passage 47 of the flange 27 bearing carrier and the cover 22b to form the orifice 24 of admission (Figure 7).
Chacun des arbres 32, 33 des pignons 30, 31 s'étend axialement d'un côté seulement du pignon 30, 31 et est guidé par rapport au carter 22 en porte-à- faux uniquement par des roulements 34, 35 coopérant uniquement avec le flasque 27 porte roulements du carter 22 (figures 4 et 6).Each of the shafts 32, 33 of the pinions 30, 31 extends axially on only one side of the pinion 30, 31 and is guided relative to the housing 22 cantilevered only by bearings 34, 35 cooperating only with the flange 27 bearing housing 22 (Figures 4 and 6).
Pour assurer l'alignement, chaque arbre 32, 33 de pignon est guidé par rapport au carter 22 par deux roulements à billes 34a, 34b, respectivement 35a, 35b qui se jouxtent axialement, à savoir un roulement proximal 34a, 35a qui est axialement le plus proche du pignon 30, 31, et un roulement distal 34b, 35b qui est axialement le plus éloigné du pignon 30, 31. Chaque roulement présente une bague intérieure 63a, 63b, 64a, 64b, une bague extérieure 69a, 69b, 70a, 70b, et des billes 71a, 71b, 72a, 72b. Chaque bague intérieure et chaque bague extérieure sont écartées l'une de l'autre, l'espace entre elles étant laissé libre, sans flasque latéral, de façon à laisser passer le fluide caloporteur entre elles, à l'intérieur du roulement.To ensure alignment, each shaft 32, 33 of the pinion is guided relative to the housing 22 by two ball bearings 34a, 34b, respectively 35a, 35b which are adjacent to the axially, namely a proximal bearing 34a, 35a which is axially the closer to the pinion 30, 31, and a distal bearing 34b, 35b which is axially furthest from the pinion 30, 31. Each bearing has an inner ring 63a, 63b, 64a, 64b, an outer ring 69a, 69b, 70a, 70b, and beads 71a, 71b, 72a, 72b. Each inner ring and each outer ring are spaced from each other, the space between them being left free, without lateral flange, so as to let the heat transfer fluid between them, inside the bearing.
En outre, les deux roulements à billes à contact oblique 34a, 34b, respectivement 35a, 35b de chaque arbre 32, 33 de pignon sont montés selon un montage dit à contact oblique en « O » (ou « dos à dos »), serrés axialement l'un contre l'autre avec une précharge axiale dite solide (par rattrapage de jeux et serrage en compression axiale des pièces en contact, sans organe élastique en flexion tel qu'une rondelle Belleville) entraînant une précharge radiale des roulements à rapport au flasque 27 porte roulements et une précharge radiale des billes des roulements dans les bagues de ces derniers.In addition, the two angular contact ball bearings 34a, 34b, respectively 35a, 35b of each pinion shaft 32, 33 are mounted in a so-called "O" (or "back-to-back") oblique contact arrangement, tight axially against each other with a so-called solid axial preload (by compensating for play and clamping in axial compression of the parts in contact, without elastic bending member such as a Belleville washer) resulting in a radial preload of the bearings to report to the flange 27 door bearings and a radial preload ball bearings in the rings of the latter.
Pour ce faire, l'arbre 32, 33 de pignon présente un alésage 55, 56 traversant axial à travers lequel est passée la tige 57, 58 d'un boulon 59, 60 présentant une tête ou écrou 61, 62 en appui sur la bague intérieure 63b, 64b du roulement 34b, 35b distal, et, à son autre extrémité axiale, une tête ou écrou 65, 66 en appui sur la face 67, 68 radiale externe du pignon 30, 31 s'étendant à l'opposé de l'arbre 32, 33. La bague intérieure 63b, 64b du roulement 34b, 35b distal s'étend axialement au-delà de l'extrémité de l'arbre 32, 33, de telle sorte que le serrage du boulon 59, 60 entraîne une contrainte axiale de serrage des bagues intérieures 63a, 63b annulant le jeu entre les bagues intérieures et déterminant la précharge voulue, et, respectivement, 64a, 64b des deux roulements qui se jouxtent l'une contre l'autre. Ainsi, les directions des efforts de contact entre les billes et les pistes des bagues intérieures et extérieures sont obliques et dessinent sensiblement un O. Un tel montage en « O » assure une très grande stabilité axiale sans basculement.To do this, the shaft 32, 33 of the pinion has a bore 55, 56 through which axial through which is passed the rod 57, 58 of a bolt 59, 60 having a head or nut 61, 62 resting on the ring 63b, 64b of the bearing 34b, 35b distal, and at its other axial end, a head or nut 65, 66 bearing on the face 67, 68 external radial pinion 30, 31 extending opposite the 32, 33. The inner ring 63b, 64b of the bearing 34b, 35b distally extends axially beyond the end of the shaft 32, 33, so that the tightening of the bolt 59, 60 causes a axial clamping stress of the inner rings 63a, 63b canceling the clearance between the inner rings and determining the desired preload, and, respectively, 64a, 64b of the two bearings which are adjacent to one another. Thus, the directions of the contact forces between the balls and the tracks of the inner and outer rings are oblique and substantially draw an O. Such an assembly in "O" ensures a very high axial stability without tilting.
Une entretoise 73, 74 de calage est interposée entre la bague intérieure 63a, 64a du roulement proximal 34a, 35a et un épaulement 75, 76 radial du pignon 30, 31 de façon à déterminer (selon la largeur de l'entretoise 73 , 74) la position axiale du pignon 30, 31.A spacer 73, 74 for wedging is interposed between the inner ring 63a, 64a of the proximal bearing 34a, 35a and a shoulder 75, 76 radial of the pinion 30, 31 so as to determine (according to the width of the spacer 73, 74). the axial position of the pinion 30, 31.
Les bagues extérieures 69a, 69b, 70a, 70b des roulements sont 30 fixées sur le flasque 27 porte roulements et serrées les unes contre les autres axialement. Pour ce faire, le flasque 27 porte roulements présente un épaulement 77, 78 recevant la bague extérieure 69a, 70a du roulement proximal, et une bague 79, 80 de serrage est appliquée à l'opposé contre la bague extérieure 69b, 70b du roulement distal, et cette bague 79, 80 de serrage est serrée axialement contre le flasque 27 porte roulements par des vis 81, 82.The outer rings 69a, 69b, 70a, 70b of the bearings are fixed to the flange 27 bearing seats and clamped against each other axially. To do this, the flange 27 bearing carrier has a shoulder 77, 78 receiving the outer ring 69a, 70a of the proximal bearing, and a ring 79, 80 clamping is applied opposite against the outer ring 69b, 70b of the distal bearing , and this clamping ring 79, 80 is clamped axially against the flange 27 bearing carrier by screws 81, 82.
Il résulte de ce montage que les roulements sont parfaitement fixés, sans jeu, sur le flasque 27 porte roulements, qu'ils sont parfaitement alignés selon l'axe de l'arbre 32, 33, que chaque arbre 32, 33 de pignon est lui-même parfaitement positionné et aligné par rapport au flasque 27 porte roulements, et que les jeux de fonctionnement dans les roulements sont annulés. Un tel montage en « O » sans jeu permet d'augmenter la rigidité au basculement de chaque axe et présente non seulement l'avantage d'éviter toute vibration et toute détérioration lors du lancement d'un système spatial, mais également et surtout permet également de guider précisément les axes et de minimiser les jeux dans la chambre de pompage de circulation et d'assurer le pompage d'un fluide caloporteur de faible viscosité avec une telle pompe à engrenage.It follows from this assembly that the bearings are perfectly fixed, without play, on the flange 27 door bearings, they are perfectly aligned along the axis of the shaft 32, 33, that each shaft 32, 33 pinion is him - Even perfectly positioned and aligned with the flange 27 door bearings, and that the operating clearance in the bearings are canceled. Such an assembly "O" without clearance increases the tilt stiffness of each axis and not only has the advantage of avoiding any vibration and damage when launching a space system, but also and above all also allows to precisely guide the axes and minimize the play in the circulating pump chamber and ensure the pumping of a low viscosity heat transfer fluid with such a gear pump.
Les matériaux constitutifs des roulements doivent être choisis de façon à être compatibles avec le fluide caloporteur qui sert à lubrifier ces derniers. En particulier, les billes 71 a, 71b, 72a, 72b sont formées d'un matériau non métallique, notamment en céramique. En outre, les roulements présentent avantageusement des cages formées en matériaux métalliques ou plastiques ou composites.The constituent materials of the bearings must be chosen so as to be compatible with the coolant used to lubricate them. In particular, the balls 71a, 71b, 72a, 72b are formed of a non-metallic material, in particular ceramic. In addition, the bearings advantageously have cages formed of metallic or plastic materials or composites.
En outre, les pièces de la pompe susceptibles de venir au contact du fluide caloporteur peuvent présenter un revêtement de surface résistant à la corrosion -notamment à dépôt chimique de nickel métallique-. En pratique, dans une telle pompe selon l'invention, les jeux s'étendant radialement et axialement entre les parois internes de la chambre de pompage et les pignons peuvent être tous supérieurs au centième de millimètre, par exemple compris entre un centième et cinq centième de millimètre, et, en fonctionnement, remplis de fluide caloporteur.In addition, the parts of the pump may come into contact with the heat transfer fluid may have a surface coating resistant to corrosion-in particular chemical deposition of nickel metal-. In practice, in such a pump according to the invention, the clearances extending radially and axially between the inner walls of the pumping chamber and the pinions may all be greater than one hundredth of a millimeter, for example between one hundredth and five hundredths of a millimeter. millimeter, and, in operation, filled with heat transfer fluid.
La circulation du fluide caloporteur dans la pompe est représentée schématiquement figure 4. Comme on le voit, le fluide caloporteur s'écoule dans les roulements 34, 35 et lubrifie ces derniers.The circulation of the coolant in the pump is shown schematically in FIG. 4. As can be seen, the heat transfer fluid flows in the bearings 34, 35 and lubricates them.
La durée de vie et de fonctionnement d'une telle pompe peut être garantie sur un grand nombre d'années.The service life and operation of such a pump can be guaranteed over a large number of years.
Par ailleurs, il existe un régime de fonctionnement d'une telle pompe dans lequel la pompe présente des performances recherchées en termes d’indépendance du débit par rapport à la variation de perte de charge dans la boucle, susceptibles d’être rencontrées dans ce type de boucle diphasique et ce dans une large plage de température, et dans lequel d'autre part les fuites sont minimisées. En pratique, le moteur d'entraînement 20 peut être adapté et commandé pour entraîner l'arbre 32 menant et les pignons 30, 31 en rotation à une vitesse supérieure à 250tr/min, de préférence inférieure à 5000tr/min -notamment entre 300tr/min et 2000tr/min- par exemple de l'ordre de 600tr/min. EXEMPLE 1Furthermore, there is a regime of operation of such a pump in which the pump has the desired performance in terms of independence of the flow with respect to the variation of pressure drop in the loop, which can be encountered in this type. two-phase loop and this in a wide temperature range, and in which on the other hand the leaks are minimized. In practice, the drive motor 20 can be adapted and controlled to drive the driving shaft 32 and the pinions 30, 31 in rotation at a speed greater than 250 rpm, preferably less than 5000 rpm - in particular between 300 rpm min and 2000tr / min, for example of the order of 600tr / min. EXAMPLE 1
Des essais ont été conduits avec un banc d’essais dédié à des roulements isolés de la pompe à engrenage, exempts de tout lubrifiant, et immergés dans de l'ammoniac à titre de fluide caloporteur diphasique.Tests were conducted with a test bench dedicated to gear pump insulated bearings, free of any lubricant, and immersed in ammonia as a two-phase heat transfer fluid.
La vitesse de rotation des roulements pré-chargés est égale à 1800tr/min avec une température extérieure correspondant à la température ambiante. On constate après plus de deux milliard de tours de rotation et en démontant les roulements que ceux-ci sont à l'état neuf. EXEMPLE 2The rotation speed of the pre-loaded bearings is 1800 rpm with an outside temperature corresponding to the ambient temperature. After more than two billion turns, the bearings are removed and the bearings are in new condition. EXAMPLE 2
Des essais ont été conduits avec une boucle diphasique selon l'invention comprenant de l'ammoniac à titre de fluide caloporteur diphasique et une pompe à engrenage dont les roulements sont exempts de tout lubrifiant, les caractéristiques générales de la boucle diphasique de la pompe étant les suivantes.Tests have been conducted with a two-phase loop according to the invention comprising ammonia as a two-phase heat transfer fluid and a gear pump whose bearings are free of any lubricant, the general characteristics of the two-phase loop of the pump being the following.
Le volume de la boucle diphasique est de l,54f. 512g d'ammoniac sont injectés dans cette boucle. La pompe à engrenages présente un volume de 1,8dm pour une masse de 4 kg. Les jeux internes dans la pompe sont de l'ordre de 2 centièmes de millimètre. Le débit volumique délivré par la pompe est une fonction linéaire de sa vitesse de rotation. Elle délivre environ 3f/min pour une vitesse de rotation de 575tr/min.The volume of the two-phase loop is 1. 54f. 512g of ammonia are injected into this loop. The gear pump has a volume of 1.8dm for a mass of 4 kg. The internal clearances in the pump are of the order of 2 hundredths of a millimeter. The volume flow delivered by the pump is a linear function of its rotational speed. It delivers about 3f / min for a speed of rotation of 575rpm.
On fait varier la vitesse de rotation de la pompe dans la gamme de valeurs suivantes : 100 tr/min, 300 tr/min, 578 tr/min, 685 tr/min. On fait varier aussi la température externe : -20° C, 25° C, 50° C, et 75° C. On mesure la variation du débit massique délivré par la pompe en fonction de l'augmentation de pression entre la sortie et l'entrée de la pompe.The rotational speed of the pump is varied in the following range: 100 rpm, 300 rpm, 578 rpm, 685 rpm. The external temperature is also varied: -20 ° C., 25 ° C., 50 ° C., and 75 ° C. The variation of the mass flow rate delivered by the pump is measured as a function of the pressure increase between the outlet and the outlet. pump inlet.
On constate avec une vitesse de rotation à 100 tr/min que le débit massique ne peut pas dépasser 5 g/s, et que l'augmentation de pression ne peut pas dépasser 0,7 hPa.It can be seen with a speed of rotation at 100 rpm that the mass flow rate can not exceed 5 g / s, and that the increase in pressure can not exceed 0.7 hPa.
On constate par contre que pour les vitesses de rotation supérieures, le débit massique augmente en fonction de la vitesse de rotation, la différence de pression pouvant être au moins égale à 1,5 hPa. Avec un débit massique de l'ordre de 25 g/s à 75° C, une diminution de débit massique de l'ordre de 13 % (de 26,21 g/s à 22,88 g/s) est constatée pour une augmentation de la différence de pression délivrée par la pompe de 0,1 hPa à 1 hPa. Cette valeur est suffisamment faible pour pouvoir être acceptable par rapport à l’exigence règlementaire d’indépendance du débit par rapport à la variation de perte de charge dans une boucle fluide diphasique (diminution maximum de 20 % de débit massique pour une augmentation d’un facteur multiplicatif égal à 10 de la perte de charge dans la boucle).On the other hand, it can be seen that for higher rotational speeds, the mass flow rate increases as a function of the rotational speed, the pressure difference being at least equal to 1.5 hPa. With a mass flow rate of the order of 25 g / s at 75 ° C., a decrease in mass flow rate of the order of 13% (from 26.21 g / s to 22.88 g / s) is observed for increase of the pressure difference delivered by the pump from 0.1 hPa to 1 hPa. This value is sufficiently small to be acceptable in relation to the regulatory requirement of flow independence with respect to the pressure drop variation in a two-phase fluid loop (maximum 20% decrease in mass flow for an increase of multiplicative factor equal to 10 of the pressure drop in the loop).
On constate également que la pompe fonctionne de la même façon dans toute la gamme de température externe. EXEMPLE 3It can also be seen that the pump operates in the same way throughout the external temperature range. EXAMPLE 3
On utilise la boucle diphasique identique de l'exemple 2, mais en remplaçant l'ammoniac par 662 g de fluide caloporteur RI52a.The identical diphasic loop of Example 2 is used, but replacing the ammonia with 662 g of heat transfer fluid RI52a.
Dans une première période de 117 jours, on ajuste pour le fonctionnement de la pompe de façon qu'elle produise une augmentation de pression de 0,3 hPa. La vitesse de rotation de la pompe et de 577 tr/min, le débit massique délivré est de l'ordre de 40 g/s et le couple à l'entrée de la pompe est de l'ordre de 0,1 N.m. Les paramètres de fonctionnement (tension d'alimentation, pression de sortie, débit massique, vitesse de rotation, couple) sont mesurés toutes les 10 min. La température du fluide à l'entrée de la pompe est de l'ordre de 60° C. On constate que les paramètres de la pompe ne changent pas au cours de cette première période de 117 jours lors de laquelle la pompe a réalisé 97,4 millions de tours. À la fin de cette première période de 117 jours, le fonctionnement de la pompe est modifié de façon à délivrer une augmentation de pression de 1 hPa avec une vitesse de rotation de 578 tr/min. Après une seconde période de 39 jours, la pompe a réalisé plus de 130 millions de tours. Le débit massique délivré est de 37,21 g/s, pour un couple à l'entrée de la pompe de 0,18 N.m. Là encore, aucune modification sensible des paramètres de fonctionnement de la pompe n’est constatée à l'issue de cette seconde période, c'est-à-dire après 156 jours de fonctionnement. EXEMPLE 4In a first period of 117 days, the operation of the pump is adjusted so that it produces a pressure increase of 0.3 hPa. The speed of rotation of the pump and 577 rpm, the mass flow delivered is of the order of 40 g / s and the torque at the inlet of the pump is of the order of 0.1 N.m. The operating parameters (supply voltage, output pressure, mass flow, rotation speed, torque) are measured every 10 min. The temperature of the fluid at the inlet of the pump is of the order of 60 ° C. It is noted that the parameters of the pump do not change during this first period of 117 days during which the pump has achieved 97, 4 million rounds. At the end of this first period of 117 days, the operation of the pump is modified so as to deliver a pressure increase of 1 hPa with a rotation speed of 578 rpm. After a second period of 39 days, the pump has completed more than 130 million rounds. The delivered mass flow rate is 37.21 g / s, for a torque at the pump inlet of 0.18 Nm. Again, no significant change in the operating parameters of the pump is found at the end of this second period, that is to say after 156 days of operation. EXAMPLE 4
On utilise la même boucle diphasique et la même pompe à engrenage que dans l'exemple 3.The same two-phase loop and the same gear pump as in Example 3 are used.
On fait varier la vitesse de rotation de la pompe dans la gamme de valeurs suivantes : 100 tr/min, 300 tr/min, 680 tr/min. On fait varier aussi la température externe : -20° C, 0° C, et 80° C. On mesure la variation du débit massique délivré par la pompe en fonction de l'augmentation de pression entre la sortie et l'entrée de la pompe.The rotational speed of the pump is varied in the following range: 100 rpm, 300 rpm, 680 rpm. The external temperature is also varied: -20 ° C., 0 ° C., and 80 ° C. The variation of the mass flow rate delivered by the pump is measured as a function of the pressure increase between the outlet and the inlet of the pump. pump.
On constate avec une vitesse de rotation à lOOtr/min que le débit massique ne peut pas dépasser lOg/s, et que l'augmentation de pression ne peut pas dépasser 0,9hPa à 80° C.It can be seen with a rotation speed at 100tr / min that the mass flow rate can not exceed 10g / s, and that the pressure increase can not exceed 0.9hPa at 80 ° C.
On constate par contre que pour les vitesses de rotation supérieures, le débit massique augmente en fonction de la vitesse de rotation, la différence de pression pouvant être au moins égale à l,5hPa. Le débit massique est égal à 50g/s à 80° C pour une augmentation de pression de 0,1 hPa, et passe à 38g/s à 80° C pour une augmentation de pression de l,5hPa, la diminution de débit massique variant selon une fonction affine de la valeur de l'augmentation de pression délivrée par la pompe. En particulier une diminution de débit massique de l'ordre de 14% est constatée pour une augmentation de la différence de pression de 0,lhPa à lhPa. On constate également que la pompe fonctionne de la même façon dans toute la gamme de température externe. Ainsi, un débit massique de l'ordre de 70g/s est délivré par la pompe à -20° C pour une vitesse de rotation de 680tr/min et une augmentation de pression délivrée par la pompe de 0,lhPa. La diminution de débit massique est de l'ordre de 7,7% pour une augmentation de la différence de pression de 0,1 hPa à 1 hPa. Ces valeurs sont suffisamment faibles pour pouvoir être acceptables, les normes imposant une diminution maximum de 20 % de débit massique. L'invention peut être notamment appliquée pour le contrôle thermique de composants exothermiques, par exemple des circuits électroniques, dans un système spatial tel qu'un satellite ou une station spatiale, ou dans des systèmes électriques et/ou électroniques terrestres tels que les centres d'enregistrement de données numériques (« data centers ») ou fermes de serveurs informatiques (par exemple du type de ceux mis en œuvre pour les technologies de « Cloud » sur Internet). Le dispositif selon l'invention est alors un dispositif de contrôle thermique de composants 16 exothermiques d'un système électriques et/ou électroniques , le circuit 13, 17 formant une boucle de fluide caloporteur diphasique, lesdits composants 16 formant une source chaude qui est externe au circuit et est associée à ce dernier par des moyens 15 d'échange thermique en vue de leur refroidissement.On the other hand, it can be seen that for higher rotational speeds, the mass flow rate increases as a function of the rotational speed, the pressure difference being at least 1.5 hPa. The mass flow rate is equal to 50 g / s at 80 ° C for a pressure increase of 0.1 hPa, and goes to 38 g / s at 80 ° C for a pressure increase of 1.5 hPa, the mass flow rate decrease varying. according to an affine function of the value of the pressure increase delivered by the pump. In particular, a decrease in mass flow of the order of 14% is noted for an increase in the pressure difference from 0.1 hPa to 1 hPa. It can also be seen that the pump operates in the same way throughout the external temperature range. Thus, a mass flow rate of the order of 70 g / s is delivered by the pump at -20 ° C. for a rotation speed of 680 rpm and a pressure increase delivered by the pump of 0.1 hPa. The decrease in mass flow is of the order of 7.7% for an increase in the pressure difference of 0.1 hPa to 1 hPa. These values are sufficiently low to be acceptable, the standards imposing a maximum decrease of 20% mass flow. The invention may in particular be applied for the thermal control of exothermic components, for example electronic circuits, in a space system such as a satellite or a space station, or in terrestrial electrical and / or electronic systems such as the electronic control centers. recording of digital data ("data centers") or farms of computer servers (for example of the type used for "Cloud" technologies on the Internet). The device according to the invention is then a device for thermal control of exothermic components 16 of an electrical and / or electronic system, the circuit 13, 17 forming a diphasic heat transfer fluid loop, said components 16 forming a hot spring which is external to the circuit and is associated with the latter by means 15 of heat exchange for cooling.
Il va de soi que l'invention de faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation par rapport au mode de réalisation décrit ci-dessus et représenté sur les figures, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif. Par exemple elle s’applique tout aussi bien à une boucle d’échange thermique à fluide caloporteur monophasique liquide, à une pompe à roues dentées dont au moins l’une est une couronne à denture interne, ou à une pompe comprenant plusieurs engrenages.It goes without saying that the invention is the subject of numerous alternative embodiments with respect to the embodiment described above and shown in the figures, given solely by way of non-limiting example. For example, it applies equally well to a liquid monophasic heat transfer fluid exchange loop, to a gearwheel pump, at least one of which is a ring gear, or to a pump comprising a plurality of gears.
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