WO2019092175A1 - Circulateur de fluide a membrane ondulante - Google Patents

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WO2019092175A1
WO2019092175A1 PCT/EP2018/080749 EP2018080749W WO2019092175A1 WO 2019092175 A1 WO2019092175 A1 WO 2019092175A1 EP 2018080749 W EP2018080749 W EP 2018080749W WO 2019092175 A1 WO2019092175 A1 WO 2019092175A1
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membrane
fluid
orientation means
circulator according
undulating
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PCT/EP2018/080749
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English (en)
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Jean-Baptiste Drevet
Harold GUILLEMIN
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Ams R&D Sas
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Priority to AU2018365313A priority patent/AU2018365313B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0018—Special features the periphery of the flexible member being not fixed to the pump-casing, but acting as a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0054—Special features particularities of the flexible members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive

Definitions

  • the present invention relates to an undulating diaphragm fluid circulator.
  • the invention will advantageously be applicable in the fields of the transport of fragile fluids, such as for example medical or food, however, although particularly intended for such applications the circulator may be used in other industrial or domestic applications.
  • Patent FR 2,744,769 already discloses the principle of an undulating diaphragm fluid circulator, which can take the form, for example, of a pump, a fan, a compressor, or a propellant.
  • This type of circulator comprises a membrane corrugated in a pump body.
  • the pump body defines a propulsion chamber for the fluid to be conveyed between an intake port and a discharge port.
  • the actuation of the membrane is performed by drive means such as an actuator, connected to the membrane.
  • the activation of the membrane causes undulations of the latter which transmit mechanical energy to the fluid so as to ensure its propulsion.
  • This type of circulator has many advantages over other pump technologies for example volumetric reciprocating or volumetric peristaltic type.
  • this type of circulator is suitable for the transport of fragile fluids and has a small footprint.
  • the object of the present invention is to propose an improvement to the undulating diaphragm fluid circulators described in the state of the art.
  • the object of the present invention is therefore to propose a circulator whose structure makes it possible to maintain a large pressure differential at the edges of the diaphragm, which provides the circulator with increased hydraulic power for the same size.
  • the present invention relates to an undulating diaphragm fluid circulator comprising at least one inlet orifice, a pump body defining a propulsion chamber, at least one discharge orifice and a deformable membrane associated with a drive means. to generate a ripple movement of the membrane between its upstream and downstream edges (in this case this ripple movement propagates from the upstream edge to the downstream edge), the undulating membrane being able to move a fluid in the direction of the discharge port.
  • the circulator comprises a first means for orienting the fluid arranged in the fluid propulsion chamber, close to one of the edges of the undulating membrane, for channeling the flow of fluid in a direction substantially parallel to the movement of the wave on the membrane.
  • the expression “near one of the edges of the undulating membrane” means “in greater proximity to one of the upstream or downstream edges of the membrane than on the other of the upstream or downstream edges. downstream of the membrane ".
  • the first fluid orientation means is closer to one of the edges of the membrane, in this case the upstream edge, than it is to the downstream edge.
  • the structure of the circulator according to the invention therefore makes it possible to eliminate or at least limit, at the level of at least one edge of the membrane, the transverse flows of fluid at the displacement of the wave on the membrane.
  • the deflector is a separate part of the membrane that may be in contact with the membrane or is preferentially remote from the membrane. Moreover, this deflector is preferably attached to the pump body.
  • the first orientation means is disposed near the upstream edge of the undulating membrane and a second orientation means is disposed near the downstream edge of the undulating membrane.
  • the first means orientation extends along the upstream edge while being vis-à-vis and remote from the upstream edge.
  • the second orientation means extends along the downstream edge while being in facing relation and at a distance from this downstream edge.
  • first orientation means is rigid and relatively indeformable with respect to the membrane which is flexible and deformable.
  • the first orientation means favors laminar flows on either side of the orientation means to the proximity of the upstream edge of the membrane, this reduces turbulence at the upstream edge and allows better efficiency of fluid propulsion by the undulating membrane.
  • the second orientation means is rigid and relatively undeformable facing the membrane which is flexible and deformable.
  • the second orientation means favors laminar flows on either side of the orientation means, this laminar flow being thus favored near the downstream edge of the membrane. This reduces turbulence at the downstream edge and allows better fluid propulsion efficiency by the undulating membrane.
  • first orientation means is connected by a flexible connection to the upstream edge of the membrane, this first orientation means forming with the membrane and with the flexible connection a tight separation between two distinct spaces of the chamber of propulsion separated from each other by the membrane.
  • This flexible connection opposes the passage of fluid between the first orientation means and the upstream edge of the membrane, which limits all the sources of turbulence in the flow.
  • This solution may, in certain cases, allow an improvement in the efficiency of the circulator.
  • the second orientation means may be connected by a flexible connection to the downstream edge of the membrane, this second orientation means forming with the membrane and with this flexible connection, a tight separation between two spaces. separate from the propulsion chamber separated from each other by the membrane and the second orientation means.
  • This flexible connection opposes the passage of fluid between the second orientation means and the downstream edge of the membrane, thereby limiting the sources of turbulence in the flow.
  • This solution may, in certain cases, allow an improvement in the efficiency of the circulator.
  • the first orientation means comprises at least one deflector which extends preferentially along the upstream edge of the membrane and in the extension of the membrane when the membrane is observed in a direction of observation perpendicular to a direction of flow substantially parallel to the movement of the wave on the membrane.
  • the second orientation means comprises at least one baffle which extends preferentially along the downstream edge of the membrane and in the extension of the membrane when the membrane is observed in a direction of observation perpendicular to a direction of flow substantially parallel to the movement of the wave on the membrane.
  • FIG. 1 shows schematically, in side sectional view, an embodiment of a longitudinal type fluid circulator made according to a first example according to the invention
  • FIG. 2 shows schematically and in partial diametral section, a second embodiment of a circular type of fluid circulator, made according to the invention
  • FIG. 3 shows schematically, in a partial sectional view, a third embodiment of a fluid circulator, longitudinal type, made according to the invention
  • FIG. 4 represents, in a partial sectional view, a fourth exemplary embodiment of a fluid circulator, of cylindrical type, produced according to the invention
  • FIG. 5 represents, in perspective view, a first variant embodiment of an element of the invention
  • FIG. 6 represents, in perspective view, a second variant embodiment of an element of the invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a fifth example of a fluid circulator.
  • a circulator 1 is shown partially with a deformable, longitudinal blade-shaped undulating membrane 2, a fluid inlet 3, a pump body 4 defining a propulsion chamber 5, and a discharge port 6.
  • the undulating membrane 2 is associated with a drive means allowing a corrugation movement of the membrane 2 between its upstream 8 and downstream edges 9, this drive means, as well as the membrane connection elements are included in the application.
  • the drive means is advantageously constituted by an actuator connected directly or by a connecting element to the upstream edge of the membrane 2.
  • the actuation of the membrane 2 makes it possible to create a ripple propagating from the upstream edge 8 towards the downstream edge 9 of the membrane 2.
  • the fluid is introduced through the inlet orifice 3 into the propulsion chamber 5. then moved towards the delivery port 6 by the undulations of the membrane 2.
  • FIG. 1 shows orientation means 7 arranged in the propulsion chamber 5 upstream of the undulating membrane 2.
  • orientation means 7 make it possible to channel the flow of fluid in a direction substantially parallel to the displacement of the wave on the membrane 2.
  • the fluid, arriving upstream of the membrane 2 is prevented by the orientation means 7 from moving transversely to the displacement of the wave and by Therefore the fluid can not flow above or below the membrane 2 according to the corrugations of the latter. In this way the pressure differential created by the corrugation is no longer compensated by a transverse fluid transfer as in the circulator described in document FR 2,744,769.
  • the pressure differential ensures good propulsion of the fluid by the portion of the membrane near the upstream edge 8 which therefore becomes effective.
  • the hydraulic power generated by the circulator 1 is therefore increased.
  • orientation means 7 are also provided downstream of the membrane 2 near the downstream edge 9 of the membrane 2.
  • orientation means 7 arranged downstream is the same as that of those located upstream of the membrane 2, namely to be able to direct the flow of fluid at the membrane outlet 2 to maintain a differential pressure ensuring good propulsion of the fluid by the downstream edge 9. In this way the entire membrane 2 is used effectively and the hydraulic power of the circulator 1 is increased.
  • the orientation means 7 comprise at least one deflector 10.
  • the deflector 10 is advantageously made from a flexible material, so as not only to orient the fluid but also to promote its propulsion.
  • means for exciting the flexible deflector are provided so that the excitation of the deflector 10 and the membrane are in phase opposition.
  • baffle or baffles 10 are arranged parallel to the displacement of the wave on the membrane 2.
  • the deflector 10 may also have a slight inclination to distribute the fluid differently between the space above the membrane 2 and that located below or to take into account the position of the fluid inlet 3, or that of repression 6.
  • the deflector 10 is fixed, directly or via connecting elements, to the pump body 4.
  • the deflector 10 and the pump body are formed in one piece.
  • a fluid circulator 1 of circular type is shown, in this type of circulator there is a pump body 4 and an undulating membrane 2, this diaphragm being of disc shape.
  • the deflectors 10 act in the same manner as those provided for the membrane 2 in the form of longitudinal blade illustrated in FIG.
  • At least two superposed deflectors 10 are provided upstream and / or downstream of the membrane 2.
  • three superposed deflectors are shown.
  • the use of several superposed baffles 10 makes it possible to separate the main flow into several superposed streams of secondary fluid and allows better channel each of these flows in order to obtain laminar flows. This advantageous characteristic will be particularly suitable when the section of the propulsion chamber 5 at the baffles is important.
  • a third type of circulator 1 is shown, namely a cylindrical circulator in which the undulating membrane 2 is tubular in shape.
  • orientation means 7 in the form of cylindrical deflectors 10 arranged upstream and downstream of the membrane 2.
  • the deflectors 10 are arranged at a low distance from the edge of the undulating membrane 2, or from its support connecting it to one actuator, advantageously less than one-fiftieth of the length separating the upstream and downstream edges 9 of the undulating membrane 2.
  • the first means 7a is disposed at a distance from the upstream edge 8 of the membrane 2 which is less than one fiftieth of the length separating the upstream 8 and downstream edges 9.
  • the second orientation means 7b can be arranged at a distance of distance from the downstream edge 9 of the membrane 2 which is less than one fiftieth of the length separating the upstream 8 and downstream edges 9.
  • deflectors further from the edges of the undulating membrane 2.
  • FIG. 5 an alternative embodiment of a circulator 1 is shown.
  • these orientation means complementary members 11 are arranged in a plane perpendicular to a plane in which the first orientation means 7a extends and make it possible to prevent a circular displacement of the fluid between the inlet orifice 3 and the undulating membrane 2.
  • complementary orientation means 11 be arranged in a plane perpendicular to a plane in which the second orientation means 7b extend and make it possible to prevent a circular movement. fluid between the discharge port and the undulating membrane 2.
  • the complementary orientation means 11 make it possible to increase the hydraulic power of the circulator 1.
  • the complementary orientation means 11 are, as shown in Figure 5, subject to the first orientation means 7a; advantageously the first orientation means 7a and the complementary orientation means 11 are formed in one piece.
  • the orientation means 7a, 7b are constituted respectively by baffles 10, however in other embodiments other devices may be used to orient the flow, in particular by providing two separate flow arrivals each directed towards the top or bottom of the membrane.
  • the orientation means 7a and 7b are provided with heat transfer elements for varying the fluidity of the fluid to be pumped and / or its temperature.
  • This embodiment of the or orientation means is shown in Figure 6 with heating elements 12 carried by the first orientation means.
  • heating elements 12 carried by the first orientation means In this example also include complementary orientation means 11 which also fulfill the function of thermal diffusers since they extend from the orientation means carrying the heating elements 12.
  • the heat transfer elements carried by the means orientation 7a here comprise the heating means 12, but they could also include cooling means and / or a coolant transfer circuit.
  • the orientation means 7 are not connected to the pump body 4 but are fixed between the drive means 13 of the membrane and the membrane 2 itself.
  • the first orientation means 7a is connected via a spring connection to a moving part 14 of the drive means 13 to form an elastically deformable guide of the first orientation means with respect to the movable part 14.
  • the movable portion 14 By connecting an orientation means 7a or 7b via a spring connection to the drive means 13 and more particularly to the movable portion 14 of the drive means 13, the movable portion 14 is both guided and damped by the orientation means 7a or 7b which is immersed in the fluid.
  • the first orientation means 7a is obtained by a deflector 10, which is in the form of a ring, having at the connection with the movable portion 14 perforations 15 giving a spring effect to the connection.
  • the first means can be 7a is connected by a flexible link 16a to the upstream edge 8 of the membrane 2, this first orientation means 7a forming with the membrane 2 and with the flexible connection 16, a tight separation between two distinct spaces of the chamber propulsion 5.
  • the second orientation means 7b may be connected by a second flexible connection 16b to the downstream edge 9 of the membrane 2, this second orientation means 7b forming with the membrane 2 and with the second flexible connection 16b, a sealed separation between two distinct spaces of the propulsion chamber 5 separated from each other by the membrane 2.
  • orientation means 7a, 7b and the upstream and downstream edges 8 of the membrane are respectively connected to each other by first and second links.
  • flexible 16a, 16b for forming a seal between the portion of the propulsion chamber located above the membrane and that below. This avoids the transverse flows of fluid between these two parts / spaces of the chamber during the displacement of the wave on the membrane 2.

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Abstract

La présente invention concerne un circulateur de fluide à membrane ondulante comprenant un orifice d'admission (3), un corps de pompe (4) définissant une chambre de propulsion (5), un orifice de refoulement (6) et une membrane ondulante (2) associée à un moyen d'entraînement permettant un mouvement d'ondulation de la membrane (2) entre ses bords amont (8) et aval (9), la membrane ondulante (2) étant apte à déplacer un fluide en direction de l'orifice de refoulement (6), le circulateur étant tel que, selon l'invention, il comporte en outre au moins un moyen d'orientation (7) du fluide disposés dans la chambre de propulsion (5) du fluide, à proximité d'un des bords (8;9) de la membrane ondulante (2), permettant de canaliser le flux de fluide dans une direction sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane (2).

Description

C I RCULATEUR DE FLUIDE A MEMBRANE ONDULANTE
La présente invention concerne un circulateur de fluide à membrane ondulante.
L' invention trouvera avantageusement application dans les domaines du transport de fluides fragiles, comme par exemple le médical ou l'alimentaire, toutefois bien que particulièrement prévu pour de telles applications le circulateur pourra être utilisé dans d'autres applications industrielles ou domestiques.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
On connaît déjà du brevet FR 2 744 769 le principe d'un circulateur de fluide à membrane ondulante, pouvant prendre par exemple la forme d'une pompe, d'un ventilateur, d'un compresseur, ou d'un propulseur.
Ce type de circulateur comporte une membrane mise en ondulation dans un corps de pompe. Le corps de pompe définit une chambre de propulsion pour le fluide à véhiculer entre un orifice d'admission et un orifice de refoulement. La mise en action de la membrane est réalisée par des moyens d'entraînement tels qu'un actionneur, reliée à la membrane. La mise en action de la membrane provoque des ondulations de cette dernière qui transmettent une énergie mécanique au fluide de manière à assurer sa propulsion.
Ce type de circulateur présente de nombreux avantages par rapport à d' autres technologies de pompes par exemple volumétriques à cycles alternatifs ou volumétriques de type péristaltiques . Notamment, ce type de circulateur est adapté au transport de fluides fragiles et présente un encombrement réduit.
Toutefois il est apparu à la demanderesse que la structure dans la demande FR 2 744 769 n'est pas optimisée et que compte tenu des mouvements du fluide en aval et amont de la membrane, l'efficacité de la propulsion au niveau des bords amont et aval de la membrane est réduite et par conséquent limite la puissance hydraulique du circulateur.
Plus précisément la demanderesse a constaté l'existence de mouvements du fluide dans un sens transversal au déplacement de l'onde sur la membrane. Ces mouvements transversaux, au niveau des bords de la membrane, réduisent le différentiel de pression existant dans la chambre de propulsion entre l'espace situé au dessus de la membrane et celui situé au dessous et par conséquent réduisent la force de propulsion des bords amont et aval de la membrane.
La présente invention a pour but de proposer un perfectionnement aux circulateurs de fluide à membrane ondulante décrits dans l'état de la technique.
OBJET DE L'INVENTION
La présente invention a ainsi pour objet de proposer un circulateur dont la structure permet de conserver un différentiel de pression important au niveau des bords de la membrane assurant au circulateur une puissance hydraulique accrue pour un même encombrement.
RESUME DE L'INVENTION
A cet effet la présente invention concerne un circulateur de fluide à membrane ondulante comprenant au moins un orifice d'admission, un corps de pompe définissant une chambre de propulsion, au moins un orifice de refoulement et une membrane déformable associée à un moyen d'entraînement pour générer un mouvement d'ondulation de la membrane entre ses bords amont et aval (en l'occurrence ce mouvement d'ondulation se propage du bord amont vers le bord aval) , la membrane ondulante étant apte à déplacer un fluide en direction de l'orifice de refoulement.
Selon l'invention le circulateur comporte un premier moyen d'orientation du fluide disposé dans la chambre de propulsion de fluide, à proximité d'un des bords de la membrane ondulante, permettant de canaliser le flux de fluide dans une direction sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane.
Pour la compréhension de l'invention, l'expression « à proximité d'un des bords de la membrane ondulante » signifie « à plus grande proximité d'un des bords amont ou aval de la membrane que de l'autre des bords amont ou aval de la membrane ».
Ainsi, le premier moyen d'orientation du fluide est à plus grande proximité d'un des bords de la membrane, en l'occurrence du bord amont, qu'il ne l'est du bord aval .
La structure du circulateur selon l'invention permet par conséquent de supprimer ou pour le moins de limiter, au niveau d'au moins un bord de la membrane, les flux transversaux de fluide au déplacement de l'onde sur la membrane.
Idéalement, le déflecteur est une pièce distincte de la membrane qui peut être en contact contre la membrane ou qui est préfèrentiellement éloigné de cette membrane. Par ailleurs, ce déflecteur est préfèrentiellement fixé au corps de pompe.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le premier moyen d' orientation est disposé à proximité du bord amont de la membrane ondulante et un second moyen d'orientation est disposé à proximité du bord aval de la membrane ondulante.
De la sorte la différence de pression entre l'espace situé au dessus de la membrane et celui situé au dessous est maintenue à un niveau élevé sur l'ensemble de la surface de la membrane assurant à cette dernière une puissance hydraulique accrue par rapport aux dispositifs antérieurs .
On note que préfèrentiellement , le premier moyen d'orientation s'étend le long du bord amont tout en étant en vis-à-vis et à distance de ce bord amont.
On note que préfèrentiellement , le deuxième moyen d'orientation s'étend le long du bord aval tout en étant en vis-à-vis et à distance de ce bord aval.
Il est à noter que le premier moyen d'orientation est rigide et relativement indéformable en regard de la membrane qui est souple et déformable.
De par sa rigidité, le premier moyen d'orientation favorise des écoulements laminaires de part et d'autre du moyen d'orientation jusqu'à la proximité du bord amont de la membrane, ceci réduit les turbulences au niveau du bord amont et permet une meilleure efficacité de propulsion de fluide par la membrane ondulante.
De manière similaire, le deuxième moyen d'orientation est rigide et relativement indéformable en regard de la membrane qui est souple et déformable.
De par sa rigidité, le deuxième moyen d'orientation favorise des écoulements laminaires de part et d'autre du moyen d'orientation, cet écoulement laminaire étant ainsi favorisé à proximité du bord aval de la membrane. Ceci réduit les turbulences au niveau du bord aval et permet une meilleure efficacité de propulsion de fluide par la membrane ondulante.
II est aussi possible que le premier moyen d'orientation soit relié par une liaison souple au bord amont de la membrane, ce premier moyen d'orientation formant avec la membrane et avec la liaison souple une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion séparés entre eux par la membrane.
Cette liaison souple s'oppose au passage de fluide entre le premier moyen d'orientation et le bord amont de membrane, ce qui limite d'autant les sources de turbulences dans l'écoulement. Cette solution peut, dans certains cas, permettre une amélioration d'efficacité du circulateur .
De manière similaire, il est aussi possible que le deuxième moyen d'orientation soit relié par une liaison souple au bord aval de la membrane, ce deuxième moyen d'orientation formant avec la membrane et avec cette liaison souple, une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion séparés entre eux par la membrane et le deuxième moyen d' orientation.
Cette liaison souple s'oppose au passage de fluide entre le deuxième moyen d'orientation et le bord aval de membrane, ce qui limite d'autant les sources de turbulences dans l'écoulement. Cette solution peut, dans certains cas, permettre une amélioration d'efficacité du circulateur .
Préfèrentiellement , le premier moyen d'orientation comporte au moins un déflecteur qui s'étend préfèrentiellement le long du bord amont de la membrane et dans le prolongement de la membrane lorsque la membrane est observée selon une direction d'observation perpendiculaire à une direction d'écoulement sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane.
Préfèrentiellement , le deuxième moyen d'orientation comporte au moins un déflecteur qui s'étend préfèrentiellement le long du bord aval de la membrane et dans le prolongement de la membrane lorsque la membrane est observée selon une direction d'observation perpendiculaire à une direction d'écoulement sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane.
Ainsi, dans les cas où la membrane choisie à tendance à s'étendre dans un plan de membrane, on fera en sorte que le déflecteur amont et/ou le déflecteur aval s'étende aussi dans un plan parallèle au plan de membrane (voir les exemples des figures 1 à 3 et 5 à 8) . A contrario, dans les cas où la membrane choisie forme un tube s' étendant entre ses bords amont et aval qui sont annulaire, on aura alors un déflecteur amont annulaire et/ou un déflecteur aval annulaire (voir l'exemple de la figure 4 ) .
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple détaillé de réalisation en référence aux dessins annexés, fournis à titre d'exemple non limitatif, parmi lesquels :
- la figure 1 représente de manière schématique, en vue de coupe latérale, un exemple de réalisation d'un circulateur de fluide de type longitudinal réalisé selon un premier exemple conforme à l'invention ;
- la figure 2 représente de manière schématique et en coupe diamétrale partielle, un second exemple de réalisation d'un circulateur de fluide, de type circulaire, réalisé conformément à l'invention;
- la figure 3 représente de manière schématique, selon une vue en coupe partielle, un troisième exemple de réalisation d'un circulateur de fluide, de type longitudinal, réalisé conformément à l'invention ;
- la figure 4 représente, selon une vue en coupe partielle, un quatrième exemple de réalisation d'un circulateur de fluide, de type cylindrique, réalisé conformément à l'invention,
- la figure 5 représente, en vue de perspective, une première variante de réalisation d'un élément de 1' invention;
- la figure 6 représente, en vue de perspective, une seconde variante de réalisation d'un élément de 1 ' invention ;
- la figure 7 représente, en vue de perspective un cinquième exemple de circulateur de fluide.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se reportant principalement à la figure 1 on voit représenté partiellement un circulateur 1 avec une membrane ondulante 2, déformable, en forme de lame longitudinale, un orifice d'admission du fluide 3, un corps de pompe 4 définissant une chambre de propulsion 5 et un orifice de refoulement 6.
La membrane ondulante 2 est associée à un moyen d'entraînement permettant un mouvement d'ondulation de la membrane 2 entre ses bords amont 8 et aval 9, ce moyen d'entraînement, ainsi que les éléments de liaison à la membrane figurent dans la demande FR 2 744 769, et ne sont pas représentés dans les figures 1 à 6 annexées pour en simplifier leur lecture. Le moyen d'entraînement sera avantageusement constitué par un actionneur relié directement ou par un élément de liaison au bord amont de la membrane 2.
L' actionnement de la membrane 2 permet de créer une ondulation se propageant du bord amont 8 en direction du bord aval 9 de la membrane 2. Le fluide est quant à lui introduit par l'orifice d'admission 3 dans la chambre de propulsion 5 puis déplacé en direction de l'orifice de refoulement 6 par les ondulations de la membrane 2.
Pour améliorer ce transfert en direction de l'orifice de refoulement 6 on prévoit que le circulateur 1 est, selon l'invention, équipé de moyens d'orientation 7 du fluide. On voit à la figure 1 des moyens d'orientation 7 disposés dans la chambre de propulsion 5 en amont de la membrane ondulante 2.
Ces moyens d' orientation 7 permettent de canaliser le flux de fluide dans une direction sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane 2.
Le fluide, arrivant en amont de la membrane 2, est empêché par les moyens d'orientation 7 de se déplacer transversalement au déplacement de l'onde et par conséquent le fluide ne peut s'écouler en dessus ou en dessous de la membrane 2 en fonction des ondulations de cette dernière. De la sorte le différentiel de pression crée par l'ondulation n'est plus compensé par un transfert de fluide transversal comme dans le circulateur décrit dans le document FR 2 744 769.
Le différentiel de pression, ainsi conservé, assure une bonne propulsion du fluide par la partie de la membrane proche du bord amont 8 qui devient par conséquent efficace. La puissance hydraulique générée par le circulateur 1 est par conséquent augmentée.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention on prévoit également des moyens d'orientation 7 en aval de la membrane 2 à proximité du bord aval 9 de la membrane2.
Le fonctionnement des moyens d'orientation 7 disposés en aval est le même que celui de ceux situés en amont de la membrane 2 à savoir permettre en dirigeant le flux de fluide en sortie de membrane 2 de conserver un différentiel de pression assurant une bonne propulsion du fluide par le bord aval 9. De cette manière l'ensemble de la membrane 2 est utilisé efficacement et la puissance hydraulique du circulateur 1 est augmentée.
Dans le mode de réalisation préféré illustré dans les figures annexées les moyens d'orientation 7 comportent au moins un déflecteur 10.
Le déflecteur 10 est avantageusement réalisé à partir d'un matériau souple, de façon à non seulement orienter le fluide mais également à favoriser sa propulsion. De manière avantageuse, on prévoit des moyens d'excitation du déflecteur souple de sorte que l'excitation du déflecteur 10 et de la membrane soient en opposition de phase.
Cela étant dans d'autres modes de réalisation on pourra utiliser un déflecteur rigide. De manière à optimiser la répartition du fluide par rapport à la membrane on prévoit que le ou les déflecteurs 10 soient disposés parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane 2.
Cela étant, le déflecteur 10 peut également présenter une légère inclinaison pour répartir différemment le fluide entre l'espace situé au dessus de la membrane 2 et celui situé au dessous ou encore pour tenir compte de la position de l'orifice d'admission du fluide 3, ou de de celui du refoulement 6.
Selon une caractéristique de l'invention le déflecteur 10 est fixé, directement ou par l'intermédiaire d'éléments de liaison, au corps de pompe 4. Avantageusement, le déflecteur 10 et le corps de pompe sont formés d'une seule pièce.
En se reportant cette fois à la figure 2 on voit représenté un circulateur de fluide 1 de type circulaire, dans ce type de circulateur on retrouve un corps de pompe 4 et une membrane ondulante 2 cette membrane étant de forme discoïdale. Dans cet exemple de réalisation, on voit un premier déflecteur 10 en forme d'anneau entourant la membrane 2 au niveau de son bord amont 8 ainsi qu'un second déflecteur 10 disposé entre l'orifice de refoulement 6 et le bord aval 9 de la membrane. Les déflecteurs 10 agissent de la même manière que ceux prévus pour la membrane 2 en forme de lame longitudinale illustrée à la figure 1.
Il est à noter que dans d'autres modes de réalisation on prévoit en amont et/ou en aval de la membrane 2 au moins deux déflecteurs 10 superposés. A titre d'exemple en se reportant cette fois à la figure 3 on voit représenté trois déflecteurs superposés. L'utilisation de plusieurs déflecteurs 10 superposés permet de séparer le flux principal en plusieurs flux superposés de fluide secondaires et permet de mieux canaliser chacun de ces flux afin d'obtenir des écoulements laminaires. Cette caractéristique avantageuse sera notamment adaptée lorsque la section de la chambre de propulsion 5 au niveau des déflecteurs est importante.
En se reportant cette fois à la figure 4 on voit représenté un troisième type de circulateur 1 à savoir un circulateur cylindrique dans lequel la membrane ondulante 2 est de forme tubulaire. Dans ce type de circulateur on prévoit également des moyens d'orientation 7 sous forme de déflecteurs cylindriques 10 disposés en amont et en aval de la membrane 2.
De manière à éviter un transfert du fluide entre le déflecteur amont 10 et le bord amont 8 de la membrane ondulante 2 et entre le déflecteur aval 10 et le bord aval 9 de la membrane ondulante 2, on prévoit de disposer les déflecteurs 10 à une faible distance du bord de la membrane ondulante 2, ou de son support la reliant à 1 ' actionneur, avantageusement inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont 8 et aval 9 de la membrane ondulante 2. En d'autres termes, le premier moyen d'orientation 7a est disposé à une distance du bord amont 8 de la membrane 2 qui est inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont 8 et aval 9. De manière similaire, le second moyen d'orientation 7b peut être disposé à une distance du bord aval 9 de la membrane 2 qui est inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont 8 et aval 9.
Cela étant, dans d'autres modes de réalisation on pourra utiliser des déflecteurs plus éloignés des bords de la membrane ondulante 2.
En se reportant à la figure 5 on voit représenté une variante de réalisation d'un circulateur 1. Dans cette variante on retrouve des moyens d'orientation complémentaires 11, ces moyens d'orientation complémentaires 11 sont disposés dans un plan perpendiculaire à un plan dans lequel s'étend le premier moyen d'orientation 7a et permettent d'empêcher un déplacement circulaire du fluide entre l'orifice d'admission 3 et la membrane ondulante 2.
Dans un mode non illustré, on peut aussi faire en sorte que des moyens d'orientation complémentaires 11, soient disposés dans un plan perpendiculaire à un plan dans lequel s'étend le deuxième moyen d'orientation 7b et permettent d'empêcher un déplacement circulaire du fluide entre l'orifice de refoulement et la membrane ondulante 2.
A l'instar des moyens d'orientation 7a, 7b, les moyens d'orientation complémentaires 11 permettent d'augmenter la puissance hydraulique du circulateur 1.
Selon une caractéristique particulière les moyens d'orientation complémentaires 11 sont, comme représentés à la figure 5, assujettis au premier moyen d'orientation 7a ; avantageusement le premier moyen d'orientation 7a et les moyens d'orientation complémentaires 11 sont formés d'une seule pièce.
D'autres caractéristiques de l'invention auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci- après.
Ainsi, à titre d'exemple, dans les différents exemples repris dans la description les moyens de d'orientation 7a, 7b sont respectivement constitués par des déflecteurs 10 toutefois dans d'autres modes de réalisation on pourra utiliser d'autres dispositifs pour orienter le flux, notamment en prévoyant deux arrivées de flux distinctes chacune orientée vers le dessus ou le dessous de la membrane.
Dans un autre mode de réalisation on prévoit que les moyens d'orientations 7a et ou 7b comportent des éléments de transfert thermique permettant de faire varier la fluidité du fluide à pomper et/ou sa température. Ce mode de réalisation du ou des moyens d'orientation est représenté à la figure 6 avec des éléments de chauffage 12 porté par le premier moyen d'orientation. Dans cet exemple figurent également des moyens d'orientation complémentaire 11 qui remplissent également la fonction de diffuseurs thermiques puisqu' ils s'étendent depuis le moyen d'orientation portant les éléments de chauffage 12. Bien entendu les éléments de transfert thermique portés par le moyen d'orientation 7a comportent ici les moyens de chauffage 12, mais ils pourraient aussi comporter des moyens de refroidissement et/ou un circuit de transfert de fluide caloporteur.
Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 7, on prévoit que les moyens d'orientation 7 ne sont pas reliés au corps de pompe 4 mais sont fixés entre le moyen d'entraînement 13 de la membrane et la membrane 2 elle-même. Ainsi, le premier moyen d'orientation 7a est relié via une liaison à effet ressort à une partie mobile 14 du moyen d'entraînement 13 pour constituer un guidage élastiquement déformable du premier moyen d'orientation par rapport à la partie mobile 14.
En reliant un moyen d'orientation 7a ou 7b via une liaison à effet ressort au moyen d'entraînement 13 et plus particulièrement à la partie mobile 14 du moyen d'entraînement 13, la partie mobile 14 est à la fois guidée et amortie par le moyen d'orientation 7a ou 7b qui est plongé dans le fluide. Pour ce faire le premier moyen d'orientation 7a est obtenu par un déflecteur 10, qui est en forme de couronne, comportant au niveau de la liaison avec la partie mobile 14 des ajourages 15 donnant un effet ressort à la liaison.
Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 8, on peut faire en sorte que le premier moyen d'orientation 7a soit relié par une liaison souple 16a au bord amont 8 de la membrane 2, ce premier moyen d'orientation 7a formant avec la membrane 2 et avec la liaison souple 16, une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion 5.
Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 8, on peut aussi faire en sorte que le deuxième moyen d'orientation 7b soit relié par une deuxième liaison souple 16b au bord aval 9 de la membrane 2, ce deuxième moyen d'orientation 7b formant avec la membrane 2 et avec la deuxième liaison souple 16b, une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion 5 séparés entre eux par la membrane 2.
En d'autres termes, sur le mode de réalisation représenté à la figure 8, on prévoit que les moyens d'orientation 7a, 7b et les bords amont 8 et aval 9 de la membrane soient respectivement reliés entre eux par des première et deuxième liaisons souples 16a, 16b permettant de constituer une étanchéité entre la partie de la chambre de propulsion située au-dessus de la membrane et celle située en-dessous. On évite ainsi les flux transversaux de fluide entre ces deux parties/espaces de la chambre pendant le déplacement de l'onde sur la membrane 2.

Claims

REVENDICATIONS
1 Circulateur de fluide à membrane ondulante comprenant au moins un orifice d'admission (3), un corps de pompe (4) définissant une chambre de propulsion (5), au moins un orifice de refoulement (6) et une membrane ondulante (2) associée à un moyen d'entraînement (13) pour générer un mouvement d'ondulation de la membrane (2) entre ses bords amont (8) et aval (9), la membrane ondulante (2) étant apte à déplacer un fluide en direction de l'orifice de refoulement (6), caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen d'orientation (7a) du fluide disposé dans la chambre de propulsion (5) du fluide, à proximité d'un des bords (8 ; 9) de la membrane ondulante (2), permettant de canaliser le flux de fluide dans une direction sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane (2) .
2 Circulateur de fluide selon la revendication 1 dans lequel ledit premier moyen d'orientation (7a) est disposé à proximité du bord amont (8) de la membrane ondulante (2) et dans lequel un second moyen d'orientation (7b) est disposé à proximité du bord aval (9) de la membrane ondulante (2) .
3 Circulateur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le premier moyen d'orientation (7a) comporte au moins un déflecteur (10) .
4 Circulateur de fluide selon la revendication 2, dans lequel le second moyen d'orientation (7b) comporte au moins un déflecteur (10) .
5 Circulateur de fluide selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel ledit déflecteur (10) est souple de manière à favoriser la propulsion du fluide .
6 Circulateur de fluide selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel le déflecteur (10) est disposé sensiblement parallèle au déplacement de l'onde sur la membrane (2) .
7 Circulateur de fluide selon la revendication 3, comportant au moins deux déflecteurs (10) superposés permettant de canaliser le flux de fluide principal en plusieurs flux superposés.
8 Circulateur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les premiers moyens d'orientation (7a) comportent des éléments de transfert thermique pouvant faire varier la température du fluide.
9 Circulateur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le premier moyen d'orientation (7a) est disposé à une distance d'un bord amont (8) ou avale de la membrane (2) qui est inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont (8) et aval (9) .
10 Circulateur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 comportant des moyens d'orientation complémentaires (11) disposés dans un plan perpendiculaire à un plan dans lequel s'étend le premier moyen d'orientation (7a).
11 Circulateur de fluide selon la revendication 10, dans lequel les moyens d'orientation complémentaires (11) sont assujettis au premier moyen d'orientation (7a).
12 Circulateur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le premier moyen d'orientation (7a) est relié via une liaison à effet ressort à une partie mobile (14) du moyen d'entraînement (13) pour constituer un guidage élastiquement déformable du premier moyen d'orientation par rapport à la partie mobile (14) .
13 Circulateur de fluide selon la revendication 1, dans lequel le premier moyen d'orientation (7a) est relié par une liaison souple (16a) au bord amont (8) ou au premier bord aval (9) de la membrane (2), ce premier moyen d'orientation (7a) formant avec la membrane (2) et avec la liaison souple (16) une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion (5) séparés entre eux par la membrane (2) .
14 Circulateur de fluide selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le déflecteur (10) est fixé au corps de pompe (4) .
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