FR3128749A1

FR3128749A1 - HYDRAULIC BUMP

Info

Publication number: FR3128749A1
Application number: FR2111708A
Authority: FR
Inventors: Isaac WOERLEN
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-05

Abstract

La trompe hydraulique (1) comporte au moins un organe d’arrivée d’eau (5), un moyen d’incorporation d’air (12) à l’eau par effet Venturi, un tuyau (6) de chute par gravité du mélange air et eau, un organe de séparation (8) de l’eau et de l’air comprimé en sortie (7) du tuyau (6), un organe de collecte d’air comprimé. La trompe (1) est positionnée sur un plan d’eau (2), l’organe d’arrivée d’eau (5) étant au-dessus de la ligne d’eau (4) et comportant le moyen d’incorporation d‘air à l’eau, le tuyau (6) de chute étant placé verticalement sous l’organe d’arrivée d’eau (5) et s’étendant dans le plan d’eau, son extrémité inférieure ouverte (7) étant insérée dans l’organe de séparation (8) de l’air et de l’eau à partir de la face supérieure (80) de l’organe de séparation (8) orientée vers la ligne d’eau (4) du plan d’eau (2), ledit organe ayant au moins une partie de son fond (9) ouvert et situé au voisinage du plancher (3) du plan d’eau (2), l’extrémité ouverte (7) du tuyau (6) étant située à l’aplomb du fond (9) de l’organe de séparation (8). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1The hydraulic pump (1) comprises at least one water inlet member (5), a means of incorporating air (12) into the water by Venturi effect, a pipe (6) for dropping by gravity from the air and water mixture, a separation device (8) for the water and the compressed air at the outlet (7) of the pipe (6), a compressed air collection device. The trunk (1) is positioned on a body of water (2), the water inlet member (5) being above the water line (4) and comprising the means for incorporating air to water, the drop pipe (6) being placed vertically under the water inlet (5) and extending into the body of water, its open lower end (7) being inserted in the air and water separator (8) from the upper face (80) of the separator (8) facing the water line (4) of the plane water (2), said member having at least part of its bottom (9) open and located in the vicinity of the floor (3) of the body of water (2), the open end (7) of the pipe (6) being located directly above the bottom (9) of the separating member (8). Figure to be published with abstract: Fig. 1

Description

HYDRAULIC BUMP

La présente invention concerne une trompe hydraulique.The present invention relates to a hydraulic pump.

Une trompe hydraulique est une installation permettant de comprimer de l’air aspiré dans une colonne d’eau par effet Venturi. La hauteur de la colonne d’eau permet de comprimer l’air. De telles installations, connues depuis le XVIème siècle, ont été utilisées pour ventiler des galeries de mine ou en remplacement des soufflets de forge. De telle trompes hydrauliques ont été employées jusqu’en 1988 pour la ventilation de mines en Allemagne. A la fin du XIXème et au début du XXème siècle des améliorations apparaissent qui permettent de produire de l’air comprimé. La séparation de l'air et de l'eau se fait au fond d'un siphon inversé, afin d'obtenir un air à la pression hydrostatique générée par la hauteur de la colonne d’eau. Dans de telles installations la chute d’eau est réalisée par des tuyaux de plusieurs mètres de long, voir dizaines de mètres de long, enterrés dans le sol et donc indépendants de la chute d’eau qui alimente l’installation. Il est ainsi possible d’utiliser l’air comprimé comme une source d’énergie, par exemple pour faire fonctionner des génératrices d’électricité ou des machines. On connait de telles installations par US-B-892772, GB-B-210228, GB-B-249613, US-B-1000345 ou encore GB-B-530898. Plus récemment, US-B-6276140, US-B-4307299 ou US-B-7696632 ont décrits des dispositifs de production d’énergie basés sur ce principe. Néanmoins, le fait que les trompes hydrauliques nécessitent d’importants travaux de génie civil, en particulier la nécessité de réaliser des travaux souterrains profonds lorsqu’elles sont installées à terre, sur plusieurs dizaines ou centaines de mètres impactent l’intérêt de ce type d’installation. Dans tous les cas, pour une installation terrestre, la hauteur de la chute d’eau reste limitée à quelques dizaines de mètres, ce qui de facto limite les valeurs des pressions atteintes. US-B-6638024, décrit un dispositif utilisant le lit d’une rivière pour recevoir un tuyau de descente du mélange eau et air, le tuyau débouchant au voisinage d’une chambre de collecte de l’air comprimé située dans l’océan. Ici, la sortie du tuyau comportant le mélange air et eau est située à proximité d’une cloche ayant des ouvertures en partie basse de sa paroi. Les ouvertures servant à recevoir le mélange eau et air et à évacuer l’eau. Ici, l’une des difficultés réside dans le maintien de la position relative du tuyau et de la cloche et par le fait que les ouvertures servent autant à faire rentrer le mélange eau et air dans la cloche qu’à l’évacuer. Il y a donc une possible perte de rendement due aux vitesses d’écoulement lorsqu’elles sont élevées en entrée et sortie de la chambre, le temps de séjour n’étant pas suffisant pour assurer le dégazage complet de l’eau avant sa sortie de la cloche. Par ailleurs, l’installation utilise un lit de rivière associé à un plan d’eau, lac ou océan, ce qui nécessite la réalisation de structures complexes à mettre en place et à maintenir dans l’océan et le lit de la rivière.A hydraulic pump is an installation that compresses the air sucked into a column of water by the Venturi effect. The height of the water column compresses the air. Such installations, known since the 16th century, were used to ventilate mine galleries or to replace forge bellows. Such hydraulic horns were used until 1988 for the ventilation of mines in Germany. At the end of the 19th century and at the beginning of the 20th century, improvements appeared which made it possible to produce compressed air. The separation of air and water takes place at the bottom of an inverted siphon, in order to obtain air at the hydrostatic pressure generated by the height of the water column. In such installations the waterfall is carried out by pipes several meters long, even tens of meters long, buried in the ground and therefore independent of the waterfall which feeds the installation. It is thus possible to use compressed air as a source of energy, for example to operate electricity generators or machines. Such installations are known from US-B-892772, GB-B-210228, GB-B-249613, US-B-1000345 or even GB-B-530898. More recently, US-B-6276140, US-B-4307299 or US-B-7696632 have described energy production devices based on this principle. Nevertheless, the fact that hydraulic trumpets require major civil engineering work, in particular the need to carry out deep underground work when they are installed on land, over several tens or hundreds of meters, impacts the interest of this type of 'facility. In all cases, for a terrestrial installation, the height of the waterfall remains limited to a few tens of meters, which de facto limits the values of the pressures reached. US-B-6638024, describes a device using the bed of a river to receive a downpipe of the water and air mixture, the pipe emerging in the vicinity of a compressed air collection chamber located in the ocean. Here, the outlet of the pipe containing the air and water mixture is located near a bell with openings in the lower part of its wall. The openings used to receive the mixture of water and air and to evacuate the water. Here, one of the difficulties lies in maintaining the relative position of the pipe and the bell and in the fact that the openings serve as much to bring the mixture of water and air into the bell as to evacuate it. There is therefore a possible loss of yield due to the flow velocities when they are high at the inlet and outlet of the chamber, the residence time not being sufficient to ensure complete degassing of the water before it leaves the chamber. the bell. In addition, the installation uses a river bed associated with a body of water, lake or ocean, which requires the construction of complex structures to set up and maintain in the ocean and the river bed.

L’invention propose une solution permettant de réaliser une trompe hydraulique avec un minimum de pièces, aisée à positionner et à maintenir en place, à des couts maitrisés et offrant un rendement optimal.
A cet effet, l’invention a pour objet une trompe hydraulique comportant au moins un organe d’arrivée d’eau, un moyen d’incorporation d’air à l’eau par effet Venturi, un tuyau de chute par gravité du mélange air et eau, un organe de séparation de l’eau et de l’air comprimé en sortie du tuyau de chute, un organe de collecte d’air comprimé, caractérisée en ce que la trompe est positionnée sur un plan d’eau, l’organe d’arrivée d’eau étant au-dessus de la ligne d’eau et comportant le moyen d’incorporation d‘air à l’eau, le tuyau de chute étant placé verticalement sous l’organe d’arrivée d’eau et s’étendant dans le plan d’eau, son extrémité inférieure ouverte étant insérée dans l’organe de séparation de l’air et de l’eau à partir de la face supérieure de l’organe de séparation orientée vers la ligne d’eau du plan d’eau, ledit organe ayant au moins une partie de son fond ouvert et situé au voisinage du plancher du plan d’eau, l’extrémité ouverte du tuyau de chute étant située à l’aplomb du fond de l’organe de séparation.The invention proposes a solution making it possible to produce a hydraulic horn with a minimum of parts, easy to position and to maintain in place, at controlled costs and offering optimum performance.
To this end, the subject of the invention is a hydraulic pump comprising at least one water inlet member, a means of incorporating air into the water by Venturi effect, a drop pipe by gravity of the air mixture and water, a member for separating the water and the compressed air at the outlet of the drop pipe, a member for collecting compressed air, characterized in that the tube is positioned on a body of water, the the water inlet being above the water line and including the means for incorporating air into the water, the drop pipe being placed vertically under the water inlet and extending into the body of water, its open lower end being inserted into the air and water separator from the upper side of the separator facing the water line of the body of water, said member having at least a part of its bottom open and located in the vicinity of the floor of the body of water, the open end of the drop pipe being located plumb with the bottom of the body of separation.

Ainsi, grâce à l’invention on dispose d’une trompe hydraulique ne nécessitant qu’un minimum d’éléments et aisée à réaliser et à positionner sur tout type de plan d‘eau, en l’adaptant à la profondeur de ce dernier donc à la pression souhaitée en air comprimé. L’invention permet de réaliser un organe de séparation dans lequel l’eau provenant de la trompe sort directement dans le plan d’eau, à la même pression que l’eau environnante alors que l’air comprimé, qui a tendance à remonter en surface, s’accumule dans l’organe de séparation. Il est ensuite possible de récupérer cet air comprimé en l’envoyant vers la surface ou de le stocker au fond du plan d’eau. L’invention permet ainsi d’optimiser la production d‘air comprimé, cela à diverses pressions, à moindre cout et en disposant de grandes quantités d’air comprimé.Thus, thanks to the invention, there is a hydraulic pump requiring only a minimum of elements and easy to produce and position on any type of body of water, by adapting it to the depth of the latter, therefore at the desired compressed air pressure. The invention makes it possible to produce a separation device in which the water coming from the tube exits directly into the body of water, at the same pressure as the surrounding water, while the compressed air, which tends to rise in surface, accumulates in the separating organ. It is then possible to recover this compressed air by sending it to the surface or storing it at the bottom of the body of water. The invention thus makes it possible to optimize the production of compressed air, at various pressures, at a lower cost and by having large quantities of compressed air available.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l’invention, une telle trompe hydraulique peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :According to advantageous but not obligatory aspects of the invention, such a hydraulic pump may comprise one or more of the following characteristics:

Tout le fond de l’organe de séparation est ouvert.The entire bottom of the separation device is open.

L’extrémité ouverte inférieure du tuyau de chute est évasée en entonnoir.The lower open end of the drop pipe is flared into a funnel.

L’extrémité inférieure ouverte du tuyau de chute est positionnée à l’aplomb d’un organe de régulation du débit de sortie du mélange air et eau, ledit organe de régulation étant configuré en un cône cylindrique posé sur le plancher du plan d’eau dont la base est orientée vers la ligne d’eau du plan d’eau.The open lower end of the drop pipe is positioned directly above a member for regulating the outlet flow rate of the air and water mixture, said regulating member being configured in a cylindrical cone placed on the floor of the body of water whose base is oriented towards the water line of the body of water.

Le cône cylindrique comprend un relief de répartition du mélange air et eau dans le cône situé en position centrale dans la base du cône, dans le prolongement de l’axe longitudinal central du tuyau de chute.The cylindrical cone includes a relief for distributing the air and water mixture in the cone located in a central position in the base of the cone, in the extension of the central longitudinal axis of the fall pipe.

Le moyen d’incorporation d‘air par effet Venturi comprend un organe mobile en translation dans le tuyau de chute, sa position dans ce dernier assurant un réglage du débit d’air incorporé dans l’eau.The means of incorporation of air by Venturi effect comprises a member movable in translation in the fall pipe, its position in the latter ensuring adjustment of the flow rate of air incorporated into the water.

L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly on reading the following description, given solely by way of non-limiting example and made with reference to the appended drawings in which:

est une représentation schématique simplifiée d’une trompe hydraulique conforme à un mode de réalisation de l’invention et is a simplified schematic representation of a hydraulic pump according to one embodiment of the invention and

est une vue schématique partielle d’une partie de la trompe hydraulique illustrant un mode de réalisation du moyen d’incorporation d’air par effet Venturi. is a partial schematic view of part of the hydraulic pump illustrating an embodiment of the means for incorporating air by Venturi effect.

La est une vue schématique d’une trompe hydraulique 1 en position dans un plan d’eau 2. Ici le plan d’eau 2 est représenté par son plancher 3 et par la ligne d’eau 4, en pointillés. Un tel plan d’eau 2 peut être un lac, un étang, une ancienne carrière inondée, une retenue de barrage ou l’océan. On choisira le plan d’eau en fonction de sa profondeur, de sa facilité d’accès et des conditions météorologiques rencontrées. Ainsi, selon les besoins en air comprimé, en terme de pression et de volume, selon le fait que l’air comprimé sera utilisé en direct ou stocké, on choisira tel ou tel plan d’eau. Dans tous les cas, le plan d’eau 2 doit avoir une profondeur d’au moins 20 mètres afin de pouvoir fournir un air comprimé à au moins 2 bars en pression relative. Avantageusement la profondeur du plan d'eau est comprise entre 20 m et 300 m ce qui permet d'obtenir une pression relative de 2 bars à 30 bars tout en restant à des profondeurs où une intervention, humaine, par des dispositifs autonomes ou par des robots, pour assurer l’installation et la maintenance est possible.There is a schematic view of a hydraulic pump 1 in position in a body of water 2. Here the body of water 2 is represented by its floor 3 and by the water line 4, in dotted lines. Such a body of water 2 can be a lake, a pond, an old flooded quarry, a dam reservoir or the ocean. The body of water will be chosen according to its depth, its ease of access and the meteorological conditions encountered. Thus, depending on the compressed air needs, in terms of pressure and volume, depending on whether the compressed air will be used directly or stored, a particular body of water will be chosen. In all cases, the body of water 2 must have a depth of at least 20 meters in order to be able to supply compressed air at at least 2 bars in relative pressure. Advantageously, the depth of the water body is between 20 m and 300 m, which makes it possible to obtain a relative pressure of 2 bars to 30 bars while remaining at depths where human intervention, by autonomous devices or by robots, to ensure installation and maintenance is possible.

En partie haute en regardant la la trompe hydraulique 1 comprend un réservoir numéroté 5 situé au-dessus de la ligne d'eau 4. Le réservoir 5 a des dimensions et une configuration géométrique adaptées pour assurer une alimentation régulière en eau d’un tuyau de chute 6, réalisé en un matériau rigide ou, en variant, non rigide afin de conférer une certaine souplesse au tuyau de chute 6. Avantageusement, l’eau provient du plan d’eau dans lequel est installée la trompe 1, par exemple par pompage ou un autre moyen connu en soi. Le réservoir 5 permet également par effet Venturi d'incorporer de l'air dans l’eau qui est introduite dans le tuyau 6 de chute. Le tuyau 6, dit également tuyau de descente par la suite, a une longueur comprise entre 20 et 300 mètres, selon la profondeur du plan d’eau, en accord avec la gamme de pressions recherchées. On conçoit que, dans tous les cas, la longueur du tuyau 6 est adaptée à la profondeur du plan d’eau et aux contraintes liées à une installation sous-marine profonde, à savoir des contraintes de poids, de pression, de stabilité face aux conditions climatiques et aux facilités d’accès pour la maintenance et l’installation.In the upper part looking at the the hydraulic pump 1 comprises a tank numbered 5 located above the water line 4. The tank 5 has dimensions and a geometric configuration adapted to ensure a regular supply of water to a fall pipe 6, made in one rigid or, alternatively, non-rigid material in order to confer a certain flexibility on the fall pipe 6. Advantageously, the water comes from the body of water in which the tube 1 is installed, for example by pumping or another means known in self. The tank 5 also allows by Venturi effect to incorporate air into the water which is introduced into the pipe 6 of fall. The pipe 6, also called downpipe hereafter, has a length of between 20 and 300 meters, depending on the depth of the body of water, in accordance with the range of pressures sought. It is understood that, in all cases, the length of the pipe 6 is adapted to the depth of the body of water and to the constraints linked to a deep underwater installation, namely constraints of weight, pressure, stability in the face of climatic conditions and easy access for maintenance and installation.

Avantageusement le tuyau 6 de chute est maintenu en position globalement verticale et avec une dérive limitée, c’est à dire en position globalement immobile par rapport à un amer donc un point fixe pris soit sur le plancher 3 du plan d’eau soit à terre, par des dispositifs de flotteur et/ou d'ancrage. Dans le cas d’amarrage à des flotteurs, il peut s'agir de flotteurs à flottabilité positive c'est-à-dire toujours positionnés en surface du plan d'eau au niveau de la ligne d’eau 4 ou bien des flotteurs à flottabilité neutre c'est-à-dire placés à différentes profondeurs entre la ligne d’eau 4 et le plancher 3 du plan d'eau, les flotteurs restant à la profondeur à laquelle ils ont été initialement placés. L’ancrage du tuyau 6 peut se faire via des câbles arrimés au plancher 3 du plan d’eau et/ou à terre. En variante, l’installation est mobile sur le plan d’eau, par exemple à partir d’un navire recevant la partie aérienne de la trompe hydraulique1 et maintenant en position la partie sous-marine. Selon un autre mode de réalisation, la trompe hydraulique 1 est installée à partir d’une plateforme d’exploitation sous-marine, telle une plateforme pétrolière. On conçoit que le tuyau 6, ainsi que l’ensemble des éléments et organes constitutifs de la trompe 1, qu’ils soient en en contact ou non avec l’eau, sont réalisés en un matériau insensible à la corrosion par l’eau, en particulier résistant à la corrosion marine, et adaptés pour résister aux pressions rencontrées au niveau du plancher 3 du plan d'eau de manière à maintenir un passage constant de l'eau entre la surface, donc la ligne d’eau 4 et le plancher 3.Advantageously, the drop pipe 6 is maintained in a generally vertical position and with limited drift, that is to say in a generally immobile position with respect to a landmark, therefore a fixed point taken either on the floor 3 of the body of water or on land. , by float and/or anchor devices. In the case of mooring to floats, these may be floats with positive buoyancy, that is to say always positioned on the surface of the body of water at the level of the water line 4 or else floats with neutral buoyancy, that is to say placed at different depths between the water line 4 and the floor 3 of the body of water, the floats remaining at the depth at which they were initially placed. The anchoring of the pipe 6 can be done via cables secured to the floor 3 of the body of water and/or on land. As a variant, the installation is mobile on the water, for example from a ship receiving the aerial part of the hydraulic pump1 and keeping the underwater part in position. According to another embodiment, the hydraulic pump 1 is installed from an underwater operating platform, such as an oil platform. It is conceivable that the pipe 6, as well as all the elements and components of the tube 1, whether or not they are in contact with water, are made of a material insensitive to corrosion by water, in particular resistant to marine corrosion, and adapted to withstand the pressures encountered at the level of the floor 3 of the body of water so as to maintain a constant passage of water between the surface, therefore the water line 4 and the floor 3.

L'extrémité ouverte inférieure 7 du tuyau 6 de chute est, selon un mode de réalisation avantageux, évasée en forme d'entonnoir. De la sorte l’eau contenant les bulles d'air qui s'écoule par gravité depuis le réservoir 5 ont une vitesse qui augmente tout le long de la descente du tuyau 6 et qui va ralentir en sortie du tuyau 6, par augmentation du diamètre de passage de l’eau dans l’extrémité 7.The lower open end 7 of the drop pipe 6 is, according to an advantageous embodiment, flared in the shape of a funnel. In this way, the water containing the air bubbles which flows by gravity from the tank 5 has a speed which increases all along the descent of the pipe 6 and which will slow down at the outlet of the pipe 6, by increasing the diameter. passage of water in the end 7.

Cette extrémité ouverte 7 est insérée dans un organe 8 qui, de facto, est un organe de séparation de l'air et de l'eau et également de stockage de l'air. Afin d'offrir une résistance optimale à la pression ambiante dans le plan d’eau à la profondeur considérée, la forme retenue préférentiellement pour l’organe 8 est celle d'une demi-sphère ou cloche. Par la suite, le terme cloche sera préférentiellement employé. En variante d'autres formes peuvent être retenues, par exemple en forme de fuseau allongé. Les dimensions de la cloche 8 sont adaptées pour assurer la collecte et le stockage d’un volume d’air comprimé de quelques mètres cube à plusieurs dizaines de mètres cube.This open end 7 is inserted into a member 8 which, de facto, is a member for separating air and water and also for storing air. In order to offer optimum resistance to the ambient pressure in the body of water at the depth considered, the shape preferably retained for the member 8 is that of a half-sphere or bell. Thereafter, the term bell will be preferably used. As a variant, other shapes can be adopted, for example in the shape of an elongated spindle. The dimensions of the bell 8 are adapted to ensure the collection and storage of a volume of compressed air from a few cubic meters to several tens of cubic meters.

Le tuyau 6 est inséré dans l’organe 8, quelle que soit la forme de ce dernier, à partie de la face supérieure 80 de l’organe 8 orientée en direction de la ligne d’eau 4. En variante, le tuyau 6 de descente est inséré ailleurs dans l’organe 8 qu’à partir de la face supérieure 80. Ainsi le tuyau 6 s’étend verticalement, ou dans une position la plus proche possible de la verticale, entre le réservoir 5 et le plancher 3 du plan d’eau. L’organe 8 coiffe complétement l’extrémité 7 du tuyau 6 qui se trouve ainsi au voisinage de la base ou fond 9 de la cloche 8. L'ouverture de l'extrémité 7 est située à une altitude supérieure à l'altitude de la base 9 de la cloche 8. Avantageusement cette différence d’altitude H correspond, au plus, au tiers de la hauteur de l’organe 8. Dans tous les cas cette différence d’altitude H est adaptée pour assurer une sortie régulière, continue et maitrisée de l’eau et de l’air.The pipe 6 is inserted into the member 8, whatever the shape of the latter, from part of the upper face 80 of the member 8 oriented in the direction of the water line 4. Alternatively, the pipe 6 of descent is inserted elsewhere in the member 8 than from the upper face 80. Thus the pipe 6 extends vertically, or in a position as close as possible to the vertical, between the tank 5 and the floor 3 of the plane of water. The member 8 completely covers the end 7 of the pipe 6 which is thus in the vicinity of the base or bottom 9 of the bell 8. The opening of the end 7 is located at an altitude higher than the altitude of the base 9 of the bell 8. Advantageously this difference in altitude H corresponds, at most, to a third of the height of the member 8. In all cases this difference in altitude H is adapted to ensure a regular, continuous and control of water and air.

L’extrémité 7 est entourée sur une hauteur supérieure à la différence d'altitude H entre l'extrémité 7 et la base 9 de la cloche 8 par un organe 10 de forme conique cylindrique ouvert vers le haut. L’organe 10 est un organe de régulation du débit de sortie du mélange eau et air. Cette ouverture ménagée dans la partie haute du cône 10 correspond à la base 100 du cône 10. Un relief 11, ici illustré en forme de triangle, est positionné sur la base 9 de la cloche 8, dans la partie définissant le sommet du cône 10. Le relief 11 est sensiblement aligné dans le prolongement d’un axe central longitudinal A du tuyau 6. En variante le relief 11 est d’une autre forme géométrique que celle illustrée. De même, plusieurs reliefs, de forme et/ou dimensions identiques ou non, peuvent être utilisés.The end 7 is surrounded on a height greater than the altitude difference H between the end 7 and the base 9 of the bell 8 by a member 10 of cylindrical conical shape open upwards. The member 10 is a member for regulating the outlet flow rate of the water and air mixture. This opening made in the upper part of the cone 10 corresponds to the base 100 of the cone 10. A relief 11, here illustrated in the shape of a triangle, is positioned on the base 9 of the bell 8, in the part defining the top of the cone 10 The relief 11 is substantially aligned in the extension of a longitudinal central axis A of the pipe 6. As a variant the relief 11 is of another geometric shape than that illustrated. Similarly, several reliefs, of identical shape and/or dimensions or not, can be used.

La base 9 de la cloche 8 est, au moins sur une partie, ouverte de manière à laisser un passage entre le volume intérieur de la cloche 8 et l'extérieur. Selon un mode de réalisation avantageux illustré ici, la base 9 est ouverte sur l'ensemble de sa surface. En d‘autres termes le fond 9 est alors confondu avec le plancher 3 du plan d’eau. Ainsi l'organe 8 à la forme d'un bol renversé sur le plancher 3 du plan du plan d’eau. Cela implique que le sommet du cône 10 est ouvert, le relief 11 étant posé sur le plancher 3. Le cône 10 est donc formé par une paroi fixée angulairement sur le plancher 3 et entourant l’extrémité 7. Un tel mode de réalisation permet de limiter l’emploi de matériau et surtout facilite la fixation des éléments, par exemple par ancrage sur le plancher 3 tout en limitant les effets de la pression sur les matériaux, les volumes n’étant pas fermés. Il n’est donc pas nécessaire de fabriquer des éléments en matériaux résistant à la pression régnant au niveau du plancher 3, de tels matériaux étant généralement couteux et/ou complexes à mettre en œuvre.The base 9 of the bell 8 is, at least on a part, open so as to leave a passage between the interior volume of the bell 8 and the outside. According to an advantageous embodiment illustrated here, the base 9 is open over its entire surface. In other words, the bottom 9 is then merged with the floor 3 of the body of water. Thus the organ 8 has the shape of an inverted bowl on the floor 3 of the plane of the body of water. This implies that the top of the cone 10 is open, the relief 11 being placed on the floor 3. The cone 10 is therefore formed by a wall fixed angularly on the floor 3 and surrounding the end 7. Such an embodiment makes it possible to limit the use of material and especially facilitates the fixing of the elements, for example by anchoring on the floor 3 while limiting the effects of the pressure on the materials, the volumes not being closed. It is therefore not necessary to manufacture elements in materials resistant to the pressure prevailing at the level of the floor 3, such materials being generally expensive and/or complex to implement.

La illustre un mode de réalisation d’un moyen d’incorporation d’air par effet venturi. L’air est ici entrainé dans le tuyau 6 de descente par l’eau s’écoulant dans celui-ci, cela du fait du débit de l’eau dans le tuyau 6. Au niveau de la jonction entre le réservoir 5 et le tuyau 6 de descente on introduit un organe 12 en forme de lance, mobile en translation selon l'axe longitudinal A du tuyau 6. Selon la position occupée par cet organe 12 dans le tuyau 6 on fait varier la quantité d'air incorporé dans l'eau en partie haute du tuyau 6 donc la richesse en air du mélange air et eau en sortie du réservoir 5. En d'autres termes cela permet de gérer la quantité d'air qui sera comprimé.There illustrates an embodiment of a means of incorporating air by venturi effect. The air is here driven into the downpipe 6 by the water flowing therein, due to the flow of water in the pipe 6. At the junction between the reservoir 5 and the pipe 6 of descent, a member 12 in the form of a lance is introduced, movable in translation along the longitudinal axis A of the pipe 6. Depending on the position occupied by this member 12 in the pipe 6, the quantity of air incorporated in the pipe 6 is varied. water in the upper part of the pipe 6 therefore the air content of the air and water mixture at the outlet of the reservoir 5. In other words, this makes it possible to manage the quantity of air which will be compressed.

Le fonctionnement d'une telle trombe hydraulique 1 est maintenant décrit en référence aux diverses figures. Lorsque l'on introduit par des moyens connus en soi de l’eau dans le réservoir 5 celle-ci s'écoule dans le tuyau 6 par gravité en direction de l'extrémité 7 du tuyau 6 qui est en position verticale dans le plan d’eau. La configuration de la jonction entre le tuyau 6 et le réservoir 5 est-telle que de l’air est incorporé par effet Venturi dans le tuyau 6, l’écoulement de l’eau à vitesse élevée entrainant des bulles d’air. La hauteur de chute, liée à la longueur du tuyau 6 de chute, et le fait que le tuyau 6 de chute est vertical permet de générer une vitesse d’arrivée du mélange en sortie de tuyau élevée, cela avec un débit important déterminé par la différence de niveau entre la ligne d’eau dans le réservoir 5 et la ligne d’eau 4 du plan eau 2.Arrivé au niveau de l'extrémité 7 le mélange air et eau se trouve à la pression hydrostatique régnant au niveau du plancher 3 du plan d'eau. La forme de l’extrémité 7 permet un ralentissement du débit de sortie du mélange eau et air et le maintien d’un débit constant en sortie de tuyau 6. De la sorte, on initie la séparation entre l’eau et les bulles d’air, celles-ci n’étant plus entrainées par l’écoulement de l’eau. L'air présent au niveau de l’extrémité 7 est comprimé à la même pression que l'eau arrivant avec l'air au niveau de l'extrémité 7 et que l’eau du plan d’eau dans l'environnement immédiat de l'extrémité 7 au niveau du plancher 3 du plan d'eau. La hauteur d’eau, de facto la profondeur du plan d’eau, étant considérée comme constante au niveau de la zone occupée par le dispositif sur le plancher 3, la pression régnant dans le dispositif est considérée comme constante en tout point du dispositif.The operation of such a waterspout 1 is now described with reference to the various figures. When water is introduced by means known per se into the tank 5, it flows into the pipe 6 by gravity in the direction of the end 7 of the pipe 6 which is in a vertical position in the plane of 'water. The configuration of the junction between the pipe 6 and the reservoir 5 is such that air is incorporated by the Venturi effect into the pipe 6, the flow of water at high speed causing air bubbles. The drop height, linked to the length of the drop pipe 6, and the fact that the drop pipe 6 is vertical makes it possible to generate a high rate of arrival of the mixture at the pipe outlet, with a high flow rate determined by the level difference between the water line in the reservoir 5 and the water line 4 of the water body 2 . Arriving at the level of the end 7, the air and water mixture is at the hydrostatic pressure prevailing at the level of the floor 3 of the body of water. The shape of the end 7 allows a slowing down of the outlet flow rate of the water and air mixture and the maintenance of a constant flow rate at the outlet of the pipe 6. In this way, the separation between the water and the bubbles of air, these being no longer driven by the flow of water. The air present at the level of the end 7 is compressed to the same pressure as the water arriving with the air at the level of the end 7 and that the water of the body of water in the immediate environment of the end 7 at floor level 3 of the body of water. Since the height of the water, de facto the depth of the body of water, is considered to be constant at the level of the zone occupied by the device on the floor 3, the pressure prevailing in the device is considered to be constant at all points of the device.

Par les ouvertures, ou comme cela est illustré à la par la base ouverte 9 de la cloche 8, l’eau arrivant par l'extrémité 7 s'échappe de la cloche 8 et se mélange à celle du plan d'eau selon la flèche F. On conçoit qu’il faut un passage entre la cloche 8 et le plancher 3 pour que l’eau s’échappe. Ici, la flèche F représente le passage de l’eau vers l’extérieur, à partir de la base 9 ouverte sur le plancher 3 L'air a tendance également à s'échapper de l’extrémité 7 et à regagner la surface mais il suivra le trajet illustré par la flèche F1. La paroi de la cloche 8 permet de retenir cet air dans la cloche 8 et qui est donc comprimé à la pression régnant au niveau de la cloche 8. Le débit du mélange en sortie de l’extrémité 7 et la présence de l’air dans la cloche 8 assure une sortie régulière de l’eau de la cloche 8 tout en évitant son entréeThrough the openings, or as shown in through the open base 9 of the bell 8, the water arriving via the end 7 escapes from the bell 8 and mixes with that of the body of water according to the arrow F. It is understood that a passage is required between the bell 8 and the floor 3 so that the water escapes. Here, the arrow F represents the passage of water towards the outside, from the base 9 open on the floor 3 The air also tends to escape from the end 7 and to regain the surface but it will follow the path illustrated by the arrow F1. The wall of the bell 8 makes it possible to retain this air in the bell 8 and which is therefore compressed at the pressure prevailing at the level of the bell 8. The flow rate of the mixture at the outlet of the end 7 and the presence of air in the bell 8 ensures a regular exit of the water from the bell 8 while preventing its entry

Il est ainsi possible soit de stocker l’air comprimé dans la cloche 8 soit, par un dispositif de récupération telle qu'une tuyauterie 13 schématiquement représentée, pour récupérer cet air comprimé et l'amener en surface ou ailleurs dans le plan d'eau pour être utilisé, par exemple comme source d'énergie.It is thus possible either to store the compressed air in the bell 8 or, by a recovery device such as a pipe 13 shown schematically, to recover this compressed air and bring it to the surface or elsewhere in the body of water. to be used, for example as a source of energy.

La présence du cône 10 augmente le temps de séjour du mélange eau et air dans la cloche 8. Le fait que le cône 10 entoure l‘extrémité ouverte 7 permet de canaliser et d'orienter les bulles d’air en direction du haut de la cloche 8 ce qui limite, si ce n'est évite, toute perte d'air comprimé par la base ouverte 9 de la cloche 8 tout en régulant le débit de sortie. Le relief 11 quant à lui assure une répartition homogène et régulière du mélange eau et air dans le cône 10. Le cône 10 et le relief 11 forment des chicanes permettant de ralentir le débit du mélange eau et air, de canaliser le trajet de l’eau et celui de l’air tout en favorisant le dégazage du mélange en créant un écoulement de sortie du tuyau 6 turbulent. la hauteur du cône 10 est adaptée en fonction du débit de sortie du mélange eau et air par l’extrémité 7. Cette hauteur du cône 10 est au moins égale à la moitié du diamètre du tuyau 6 de chute.The presence of the cone 10 increases the residence time of the water and air mixture in the bell 8. The fact that the cone 10 surrounds the open end 7 makes it possible to channel and direct the air bubbles towards the top of the bell 8 which limits, if not avoids, any loss of compressed air through the open base 9 of the bell 8 while regulating the output flow. The relief 11 meanwhile ensures a homogeneous and regular distribution of the water and air mixture in the cone 10. The cone 10 and the relief 11 form baffles making it possible to slow down the flow of the water and air mixture, to channel the path of the water and that of the air while promoting the degassing of the mixture by creating a turbulent outlet flow from the pipe 6. the height of the cone 10 is adapted according to the output flow rate of the water and air mixture through the end 7. This height of the cone 10 is at least equal to half the diameter of the pipe 6 of the fall.

Dans un mode de réalisation avantageux, au moins une purge est prévue sur la paroi de la cloche 8, en partie basse et positionnée sensiblement à la même altitude que le débouché de l’extrémité 7. Cette purge est formée par au moins une ouverture réalisée dans la cloche 8 et elle est située au-dessus de l’extrémité ouverte 7 du tuyau 6 de chute. De la sorte on réalise une purge sans pièce mobile.Ainsi, si l’air occupe majoritairement la cloche 8 et descend dans le cône 10, l’eau sera évacuée par cette purge vers l’extérieur, ce qui permettra de maintenir l’équilibre des pressions.In an advantageous embodiment, at least one drain is provided on the wall of the bell 8, in the lower part and positioned substantially at the same altitude as the outlet of the end 7. This drain is formed by at least one opening made in the bell 8 and it is located above the open end 7 of the pipe 6 drop. In this way, a purge is carried out without moving parts . Thus, if the air mainly occupies the bell 8 and descends into the cone 10, the water will be evacuated by this purge to the outside, which will make it possible to maintain the pressure balance.

Avantageusement, le plancher 3 est dur afin d’éviter toute érosion du fait de la chute d’eau au niveau de la base 9. on conçoit qu’il peut s’agir d’un plancher 3 d’origine naturelle et rocheux ou artificiel, par exemple une dalle en béton marin.Advantageously, the floor 3 is hard in order to avoid any erosion due to the waterfall at the level of the base 9. it can be seen that it may be a floor 3 of natural and rocky origin or artificial , for example a marine concrete slab.

Claims

Hydraulic pump (1) comprising at least one water inlet member (5), a means of incorporating air (12) into the water by Venturi effect, a pipe (6) for dropping the mixture by gravity air and water, a member (8) for separating the water and the compressed air at the outlet (7) of the drop pipe (6), a member for collecting compressed air, characterized in that the tube ( 1) is positioned on a body of water (2), the water inlet member (5) being above the water line (4) and comprising the means for incorporating air at water, the drop pipe (6) being placed vertically under the water inlet (5) and extending into the body of water (2), its open lower end (7) being inserted in the air and water separator (8) from the upper face (80) of the separator (8) facing the water line (4) of the plane water (2), said member having at least part of its bottom (9) open and located in the vicinity of the floor (3) of the body of water (2), the open end (7) of the pipe (6) of drop being located directly above the bottom (9) of the separating member (8).

Trumpet according to Claim 1, characterized in that the entire bottom (9) of the separating member (8) is open.

Trumpet according to Claim 1, characterized in that the lower open end (7) of the drop pipe (6) is flared like a funnel.

Trumpet according to Claim 2, characterized in that the open lower end (7) of the drop pipe (6) is positioned directly above a flow regulation member (10) of the water and air mixture, said member regulator (10) being configured as a cylindrical cone placed on the floor (3) of the body of water, the base (100) of which is oriented towards the surface (4) of the body of water (2).

Trumpet according to Claim 4, characterized in that the cylindrical cone (10) comprises a relief (11) for distributing the air and water mixture in the cone (10) located in a central position in the cone (10), in the extension of the central longitudinal axis (A) of the drop pipe (6).

Trumpet according to Claim 1, characterized in that the means of incorporating air (12) by Venturi effect comprises a member movable in translation in the drop pipe (6), its position in the latter ensuring adjustment of the air flow. air incorporated into the water.