Brevet FR2356305A1 — publié le 19780120

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux pompes électromagnétiques. On sait qu'une pompe électromagnétique fonctionne sur le principe suivant lequel un élément conducteur mécaniquement libre, parcouru par un courant et placé dans un champ magnétique, est soumis à une force électromagnétique -qui le met en mouvement. I1 est alors le siège d'une force électromotrice d'induction génératrice d'un courant directement opposé à celui qui a mis initialement ledit élément conducteur en mouvement Dans une pompe électromagnétique du type alternatif monophasé, l'élément conducteur est en général formé par du métal liquide, sodium par exemple, qui est parcouru par un courant électrique perpendiculaire å un champ magnétique.Le métal liquide est, de ce fait, soumis a une force qui provoque son écoulement dans une direction perpendiculaire à celles du champ magnétique et du courant électrique Une pompe électromagnétique de ce type comporte généralement un tube conduit pour la ciruulation du fluide électriquement conducteur, un circuit magnétique å trois branches dont l'une d'elles présente une interruption, formant entrefer, qui est tra versé par le tube conduit, une bobine, formant enroulement primai re de transformateur, qui entoure l'une des deux autres branches de manière a créer un champ magnétique dans le circuit; et au moins une spire, formant enroulement secondaire de transformateur, qui entoure l'une desdites autres branches de manière à assurer la circulation d'un courant fort, ladite spire étant reliée au tube conduit au niveau de l'entrefer Le fonctionnement d'une telle pompe est d'autant plus satisfaisant que la résistance électrique du métal liquide est faible en comparaison de celle du matériau constituant le tube conduit. Il est par ailleurs indispensable que le champ magnétique et le courant électrique soient sensiblement en phase ou en opposition de phase. En général, le circuit magnétique formant le noyau du transformateur, est constitué par des tôles en forme de E qui sont empilées les unes sur les autres suivant leur épaisseur Cette disposition permet, avec des tôles de bonne qualité, de réaliser des circuits magnétiques fonctionnant avec une induction maximale de l'ordre de 1,25 Tesla, valeur au-dessus de laquelle la courbe de magnétisme présente l'aspect de saturation. Cela résulte essentiellement de l'impossibilité d'orienter les cristaux des tôles suivant le sens d'écoulement du flux magnétique. L'invention a pour but d'-Bviter les inconvénients précités. Elle consiste essentiellement à réaliser une pompe électromagnétique dont le circuit magnétique est constitué par des tôles enroulées les unes sur les autres. L'invention a plus précisément pour objet une pompe électromagnétique pour fluide électriquement conducteur, notamment pour sodium liquide, comprenant un tube conduit pour la circulation du fluide, un circuit magnétique ê trois branches dont l'une d'elles présente une discontinuité, formant entrefer, qui est traversée par le tube conduit, une bobine, formant enroulement primaire de transformateur, qui entoure l'une des deux autres brancbes dudit circuit de manière à créer un champ magnétique à l'intérieur de celui-ci, et au moins une spire, formant enroulement secondaire de transformateur, qui entoure l'une desdites autres branches du circuit de manière à assurer la circulation d'un courant fort, ladite spire étant raccordée de part et d'autre du tube conduit dans la zone de l'entrefer, caractérisée en ce que le circuit magnétique est constitué par des tôles enroulées suivant la direction du champ magnétique Le circuit magnétique présente avantageusement la forme d'un double cadre constitué de deux éléments disposés vis-à-vis, chacun d'eux ayant la configuration de la lettre Eo L'invention a également pour objet un procédé de fabrication du circuit magnétique de la pompe, caractérisé en ce que l'on enroule en spirale deux tôles distinctes, on dispose côte à côte les deux tôles enroulées, et l'on enroule une troisième t81e en spirale autour des précédentes.Les tôles enroulées sont sectionnées de manière à former les deux éléments en E L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant une forme particulière de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 représente schématiquement la structure de la pompe selon l'invention. La figure 2 est une vue en perpective de l'un des éléments consti tuant son circuit magnétique. Sur la figure 1, on voit le circuit magnétique de la pompe désigné globalement par le repère 1 Ce circuit présente la forme d'un double cadre à trois branches respectivement la, lb, 1 c, ce dernier repère désignant la branche centrale. I1 est avantageusement constitué par deux éléments, respectivement 1' et 1" disposés vis-à-vis, chacun desdits éléments ayant la configuration d'un z dont les bras définissent les branches susmentionnées L'une des branches latérales, la branche 1 a, présente une interruption, formant entrefer, traversée par un tube conduit 2 pour la circulation d'un fluide électriquement conducteur, telque du sodium liquide. Le tube conduit 2 présente, à ce niveau, une section aplatie en forme de rectangle afin d'épouseur le contour de l'entrefer.L'autre branche latérale lb est entourée d'une bobine 3 à fils conducteurs, en cuivre par exemple, qui est alimen- tée en courant électrique alternatif0 La bobine 3, qui constitue le primaire d'un transformateur, permet de créer un champ magnétique dans le circuit 1 constituant le noyau dudit transformateur.Un bobinage 4, formé par une ou plusieurs spires constituant le secondaire de ce transformateur, est monté autour de la branche centrale 1 c. I1 assure la circulation d'un courant fort dans le tube conduit 2, l'entrée et la sortie de ce courant s'effectuent sur les petits côtés du rectangle formant la section dudit tube conduit dans la zone de entrefer Le tube conduit 2 se trouve ainsi inséré sur la boucle secondaire définie par le bobinage 4. Ledit bobinage sera constitué, par exemple, par des conducteurs creux en cuivre venant se raccorder, de part et d'autre du tubê conduit 2, sur des plats d'acier inoxydable soudés de chaque côté dudit tube conduit. Les deux éléments 1' et 1" du circuit 1, en forme de X, sont maintenus solidaires au moyen de deux plaques 5 et 6 en matériau magnétique, aluminium par exemple. L'une de ces plaques, à savoir la plaque 5, constitue le socle de la pompe. La figure 2 illustre de façon détaillée la structure de l'un des deux éléments précités, soit l'élément supérieur 1' reprE- senté sur la figure 1. Cet élément est formé par des tôles, respec tivement 7, 8 et 9, qui sont enroulées suivant la direction du champ magnétique. Chaque tôle est orientée longitudinalement, ctest-à-dire dans le sens de son laminage, suivant la direction du champ magnétique, et transversalement suivant la direction de ltécoulement du sodium dans le tube conduit 2. L'épaisseur de chaque tale est, au niveau de l'entrefer, orientée dans le sens du courant induit dans le sodium. Pour obtenir les éléments 1' et 1"* on enroule en spirale les tôles 7 et 8 préalablement enduites d'un produit adhésif approprié, On les dispose côte à côte et l'on enroule la tôle 9 en spirale autour desdites tales, après prise du produit adhésif. La tôle 9 peut être constituée par un prolongement de l'une des tôles précédentes, la t81e 8 par exemple. On sectionne les trois tôles de manière à former les deux éléments 1' et 1. Cette dernière opération permet d'obtenir l'interruption de la branche 1 a définissant l'entrefer. Elle facilite en outre le montage de la bobine 3 et du bobinage 4 autour des deux autres branches, respectivement 1 b et 1 cO Les deux éléments 1' et 1" en E, disposés vis-à-vis, définissent le circuit magnétique de la pompe en forme de double cadre0 Grâce à la disposition que l'on vient de décrire, l'orientation des cristaux de chaque t81e est réalisée dans le sens dn champ magnétique, ce qui favorise la circulation de ce. dernier, l'induction pouvant alors atteindre et même dépasser, suivant les caractéristiques des t8les, des valeurs de l'ordre de 1,5 Tesla. On utilisera avantageusement des tales en alliage fer-silicium orienté à 3,5 % de silicium. REVENDICATIONS 1. Pompe électromagnétique pour fluide électriquement conducteur, notamment pour sodium liquide, comprenant un tube conduit pour la circulation du fluide, un circuit magnétique à trois branches dont l'une d'elles présente une discontinuité, formant entrefer, qui est traversée par le tube conduit, une bobine, formant enrou liement primaire de transformateur, qui entoure l'une des deux autres branches dudit circuit de manière à créer un champ magné- tique à l'intérieur do celui-ci, et au moins une spire, formant enroulement secondaire de transformateur, qui entoure l'une desdites autres branches du circuit de manière à assurer la circulation d'un courant fort, ladite spire étant raccordée de part et d'autre du tube conduit dans la zone de l'entrefer, caractérisée en ce que le circuit magnétique est constitué par des tales enroulées suivant la direction du champ magnétique. 2. Pompe électromagnétique suivant la revendication 1, catacterisee en ce que le circuit magnétique présente la forme d'un double cadre constitué de deux élSments disposés vis-â-vis, chacun d'eux ayant la configuration de la lettre E. 3. Procédé de fabrication du circuit magnétique d'une pompe élec tromagnétique suivant l'une des revendications 1 ou a, carac térisé en ce que l'on enroule en spirale deux tales distinctes, on dispose côte à cote les deux tôles enroulées, et l'on enroule une troisième t81e en spirale autour des précédentesO 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'on sectionne les tôles enroulées de manière n former les deux éléments en E.