Brevet FR2453992A1 — publié le 19801107

De tout temps les hommes ont recherché un moyen de faire monter l'eau des puits ou des rivières pour leurs besoins personnels ou l'irrigation de leur culture. Dans l'antiquAté l'homme a fabriqué des aqueducs lui permettant de véhiculer liteau d'un point à un autre. I1 a fabriqué des roues à auget ou des vis sans fin qu'il faisait tourner par des es6Cves ou des animaux ce qui lui permettait de monter l'eau. Plus tard l'homme ayant découvert le moteur à explosion ou électriqué, se servit de sa puissance pour faire tourner des pompes à piston ou centrifuge pour monter l'eau pour ses besoins. L'invention décrite ci-dessous a pour objet d'éviter l'emploi des énergies connues soit moteur électrique, thermique etc,,,. Le principe de fonctionnement a l'avantage de récupérer l'éner- gie de la chaleur du soleil ou de l'air ambiant qui vaporise un liquide en vapeur enfermé dans une chambre élastique qui de ce fait augmente de volume et déforme la paroi élatique. Le liquidé pompé qui est plus froid condense le liquide dans la cellule qui diminue le volume du réservoir et rétracte la-paroi élastique. De ce fait la modification du volume permet de pomper le liquide. Description des éléments de construction d'une pompe (planchel) qui n'est pas limitative et servira que d'exemple shématique pour faire comprendre le fonctionnement (PLANCHE II) avec plusieurs cellules de compression réglées pour fonctionner à différentes tOI I - Eau ou liquide à pomper. 2 - Maçonnerie du puits, captage d'eau ou réservoir. 3 - Clapet d'aspiration 4 - Liquide plompé eau ou autre. 5 - Entonnoir d'amorçage du liquide à pomper. 6 - Bac d'arrosage destiné à arroser et condenser le gaz (9) qui est dans la boite (I4) de vaporisation. 7 - Ressort inox (mise en repos). 8 - Tuyau de compensation et detransmission. 9 - Liquide possédant un point d'ébulition et de vaporisation basse entre - 200 et + I00", Liste es fluides préconisés: - 20-15 C : Diméthylmonosilane - I5-I0 C : Isopropyle (fluorure d'); méthyle (nitrite de);mé thylphosphène; vinyle (chlorure de). - IO-5 C : diffluorochloréthane;fluorochlorométhane;isobuta- ne,isobutylène,méthylamine. - 5-0 C : Bromacétylène;butadiène t-4;propyle (fluorure de). + 0-50C : Butane;dichlcrotétrafluoroéthane; métbylarsine;méthy- le (bromure de);tétrafluoro-11-2-# - dichloréthane;triméthyla mine, + 5-10 C : Dichloromonofluorométhane; diméthylamine; fluorodich- lorométhane;méthylmercaptan;méthylvinyléther;phosgène;sulfocya- nique acide. + IO-I5C:Cyanogène (chlorure de);cyclobutane;diméthyl-peroxyde; méthyle (chlorure d');éthylène (oxyde d'). Méthyle 3; butane 1 N 20 D. + I5-20-C : Butadiène-1-2; éthylacétylène;ethylamine (mono);éth- le (nitrite d'}trifluorochloréthane: vinyle (bromure de);isobu- tane n 35, isobutane no 20, BUTINE 2 N20,butène 2cis n 20. + 20-25eC t acétaldéhyde; B-chloropropylène; difluoro-l-2- tétra chloréthane;Fluorotrichlorométhane; trichlorofluorométhane;xan- thogènique acide(def} + 25-30 C : cyanhydrique acide; diméthylacétylène; éthyl-phosphi ne isopehtane;tetraméthylmonocilane; vinyl éthers + 30-350C : dichloréthylène; éther (ordinaire dit sulfurique); éthylvinyléther;furane;isoorènegisopropylaminegméthylformiate; méthyl isopropyléther. Cette liste n'est pas limitative et n'est donnée qu'à titre in dicatif, d'autres produits peuvent être utilisés puisque le système pet fonctionner avec de nombreux autres produits0 IO - Clapet de retenue. Il - Réservoir de récupération et de stokage du liquide pompé. 12 - Lentille grossisante pour localisation. 13 - Nourrice boite de raccordement de la canalisation d'aspira tion avec la canalisation de transmission. LA membranne défor mable de transmission sera placée dans l'intérieur. 14 Réserve de liquide qui se vaporise par la chaleur du soleil ou par la température de l'air ambiant. a5 Robinet étanche à l'air. I6 - Soleil I7 - Tuyau de refoulement du liquide à pomper. 18 - Membrane élastique fonctionnant par la pression de la va porisation (dit moteur) 19 - Membrane élastique dite detransmission. 20 - Crépine d'aspiration du liquide. 21Ca-23-24 - Ensemble de levier multiplicateur de déplacement permettant d'avoir un intervalle entre la membrane isolan te pour éviter la condensation de contact. 22 - Membrane qui emplifie le mouvement dela membrane I8 du moteur. 25 - Obturateur coupant le rayonnement de la chaleur issue du soleil. 26 - Axe permettant de faire pivoter l'obturateur. 27 t Plaquette de commande qui par le poids de l'eau qui s'écou- le, commandel'obturateur en la faisant pivoter. 28 - Réservoir entonnoir pour récupérttion du liquide pompé qui peut aider le refroidissement de la cellule. 29 - Robinet de réglage d'écoulement du réservoir 28. 30-32 et 34 manette de commande deréglage de la pression dans la cellule (équilibrage). 31-33 et 35 Pistons de réglage des volumes. Le liquide (9) en se vaporisant augmente de volume et de pression. Ce liquide (9) étant enfermé dans un réservoir (14) qui possède une paroi souple et élastique peut se déformer quand augmente la pression. Cette paroi (18) souple et élastique en se déformant déplace et par l'intermédiaire du levier multiplicateur (2I-23-24) pousse une autre membrane élastique (22) e Entre ces deux membranes il et placé un gaz isolant évitant la condensation avec le liquide à pomper. La membrane 22 pousse le liquide de transmission contenu dans la colonne 48). Le liquide de la colonne(8) quand il est poussé Avers le bas commande une autre paroi souple et élastique (19) dans un réservoir (I3), celle-ci isolant le liquide à pomper de la colonne de transmission (8) dit moteur car elle transmet le mouvement du à la pression de la vaporisation du liquide (9).Du réservoir (nourrice) (13) part une colonne de pompage (I7), le tout est placé dans une réserve ou le puits du liquide à pomper0 Cette colonne (17) possède A sa base une crépine d'aspiration (20) qui elle-m & e possède un clapet de retenue (3) qui est dans le réservoir ou puits du liquide (I) à pomper. Le réservoir (nourrice 13) rassemble la colonne de transmission (8) la crépine (20) d'aspiration et la colonne de distribution (17) Qt est séparé de part et d'autre de la membrane souple et élastique le liquide b pomper du liquide de transmission. A la sortie du réserve voir (I3) au bas de la colonneil sera placé un clapet (10) qui sera placé en soupape de retenue. La colonne (17) possède à sa partie la plus haute un entonnoir (5) et un robinet (15) permettant d'amorcer le système aprs rem- plissage de la colonne de transmission. Cette colonne (17) se termine par un bec arroseur (i) qui permettra d'arroser le rEser- voir (14)et de ce fait condensera le liquide dans le cas où le le liquide pompé sera plus froid. Ce liquide pompé. sera récupéré dans un réservoir (4) ou distribué par gravité.Dans le cas où le liquide pompé serait le meme que celui à pomper il est utile d'isoler la membrane moteur (18) du liquide contenu dans la colonne (8) pour éviter la condensation sur la membrane moteur. Pour obtenir un isolement de la membrane on en place deux A une distance l'une del'autre. Entre les deux parois élastique (18) et 22 on place un gaz isolant ou de l'air. La transmission entre les deux membranes s'effectue par un système de levier 21- 23- et 24 mul tiplicateur. Il est utile pour obtenir une certaine rapidité de placer un ressort de rappel (7) pour remettre la membrane 18 'et 19 i sa positioninitiale. Pour obtenir un meilleur rendement quand l'endroit de l'utillsa- tion est ensoleillé on peut récupérer la chaleur du soleil (16) par des lentilles (12) et des miroirs. Quand il n'y a pas de soleil on peut récupérer la chaleur de l'air ambiant et la condensation du liquide moteur s'effectue avec le liquide pompé. La pompe à vaporisation peut fonctionner à l'inverse de ce qui - tait décrit ci-dessus soit que l'air ambiant esttrès froid et que le liquide à pomper vaporise le liquide moteur quand celui-di arrose le réservoir. Dans certains cas de puits très profonds la membrane I9 et 22 sera reliée par un fil souple (acier, inox, plastique ou autre) permettant avec des poulies le rappel de la membrane XI9) Pour obtenir un refroidssement ou un réchauffement de la cellule par l'eau pompé plus rapidement, il est placé sous la cellule un entonnoir 28 qui à sa base possède un robinet-d'écoulement 29 qui règle l'écoulement sur la plaquette 27 qui fera pivoter par l'intermédiaire de l'axe 26 l'obturateur 25 qui coupera la chaleur solaire pendant la période de condensation. Pour obtenir un bon fonctionnement il faut faire le réglage de la pression dans les trois cavités de la cellule. Ce réglage s'effectue par les manettes 30-32 et 34 qui agissent sur des pistons ou autres qui diminuent ou augmentent le volume de la cavité et fait varier la pression à l'intérieur. La pression pouvant varier le point de vaporisation (ébulition) peut être lui-mdme modifié. Des manomètres peuvent dtre employés pour obtenir des facilités de réglage. PLANCHE 2 Avec différents liquides ayant un poont de vaporisation différent on peut pomper du liquide dans un puits ou autre avec les différentes températures de l'air ambiant qui fera fonctionner une des cellules correspondantes -soit à titre d'exemple: Cellule complète a liquide moteur point ébulition 200 -- -- b -- -- 20 -- -- c -- -- - I00 -- -- d -- -- - I5 IO/ Eau à pomper d'un puits température +IOQ température ambiante extérieure +250. Les calories extérieures de l'air ambiant vont véporiser le li quide 7a qui poussera la membrane I8a qui permettra de monter l'eau du puits qui en se déversant sur la cellule I4a condense ra le liquide et de fait remettra la membrane I8a à son endroit initial. Dans ce cas l'air extérieur étant à -IO ce sont les calories de l'eau pompée quivaporisent le liquide 9d dans la cellule I4d l'air ambiant condensera le liquide 9do On voit qu'avec plusieurs cellules étudiées ont peut pomper à différentes lattitudes et longitudes l'eau ou autre liquide qui aura une température différente de la température ambiante exté rieure. FONCTIONNEMENT La pompe étant considérée amorcée, le liquide (9) moteur soumis à la chaleur du soleil par l'intermédiaire ou non de systèmes de l lentilles, enfermé dans la cellule I4, va se vaporiser. La membrane souple (I8) va se déformer par la pression. Son déplacement sera transmis par les leviers 2I-23,24 à la membrane de transmission (22) qui est au contact du liquidede transmission, Les deux membranes sont séparées ce qui évite la condensation du liquide moteur sur la membrane I8. Cette membrane (22) pousse le liquide de la colonne de transmission (8) qui commande la membrane (I9) qui est placée dans le réservoir iI30. La membrane (I9) prenant un certain volume va pousser le liquide à pomper en soulevant le claper IO dans la colonne de refoulement I7.Ce liquide pompé va arroser par l'in 14 termédiaire de la pomme d'arrosage la cellule qui va refroidir et condenser le liquide moteur 9 qui de ce fait fera revenir par l'intermédiaire du ressort 7 la membrane I8 et 22 à sa position initiales Le liquide pompé après avoir refroidi la cellule 14 tombera sur la plaquette 27 qui fera pivoter par l'axe 26 l'obturateur 25 qui coupera la chaleur du rayon solaire dans le eeeW cas où le soleil sera capté pour faire fonctionner la pompe n'est pas utile-dans le cas d'un réchauffement ou refroidissement par l'air ambiant. Le liquide de transmission (8) remettra la membrane 19 à sa po- sition initiale qui en aspirant le liquide à pomper (I) en ouvrant le clapet (3) et tout sera remis en ordre pour un nouveau départ. Le soleil réchauffera le liquide moteur celuieci se vaporisera, déplacera à nouveau les membranes I8 22 et I9 et cela recommencera jusqu'à la nuit dans le cas de la chaleur par le soleil0 La nuit le système peut fonctionner à l'inverse avec une autre cellule adaptoe au lieu d'utilisation. REVENDICATIONS ----------------- I Dispositif destiné à pomper les liquides pour les élever de leur position initiale caractrisé par le fait que l'énergie est obtenue par la variation d'un volume d'un liquide qui se vaporise en gaz et se condense en liquide par les différences de température de l-air ambiant ou à 1' aide du soleil et par le refroidissement au contact du liquide pompé. La condensa tion peut autre obtenue par la tempétature extérieure ambian te et la vaporisation par le réchauffement du liquide pompé. Ce résultat peut etre obtenu par la dilatation d'un gaz pla cé dans les mimes conditions. Cette énergie est récupérée par la déformation d'une membrane élastique, un piston ou autre système placé dans un réservoir. 2 Dispositif selon la revendication i caracterisé par le fait que la membrane moteur placée dans un reservoir est branchée à une colonne de transmission et sépare le liquide vaporiser liquide de transmission 3 dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l1 énergie qui reçoit la membrane en contact avec le liqui de moteur agit sur une colonne de liquide (eau, alcool, ou autre) dit de transmission qui est dirigé vers le liquide à pomper. 4 Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la membrane élastique piston ou autre peut etre placée en série avec des leviers multiplicateurs. Ce système permet d'obtenir deux fonctions 10/ L'augmentation de déplacement. 2 / d'éviter la condensation contre la membrane où se produit la vaporisation, car entre celle-ci est placé un gaz neutre isolant. 5 Dispositif selon les revendications 2 à 4 caracteriséw par le fait que cette membrane moteur peut recevoir l'impulsion d'un ressort por la remettre en position initiale. Dispositif selon l'ensemble des revendications 3 à 5 caracté ris par le fait que l'énergie est transmise par la colonne de liquide de transmission qui agit sur unedlernbrane de transmis- sion. Cette membrane est plUcae dans une nourrice et agit directement sur le liquide à pomper et se trouve près dt la nappe en général. 7 Dispositif selon la revendication 6 caractrls par le fait que la membrane placée dans la nourrice qui partage le li quide de transmission de celui à pomper transmet les varia tions de pression du liquide de transmission contenu dans la colonne reçue de la membrane moteur. La membranne fait un travail de va et vient et fait fonc tion d'un piston. 8 Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que la nourrice rassemble les canalisations de la colonne de transmission d'un ctté de la membrane de transmission et de l'autre la colonne du liquide à pomper. 9 Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait que la colonne de pompage qui traverse la nourrice est mu nie d'une crépine avec un claptt d'aspiration à sa base et de l'autre un autre clapet de retenue qui permet de mainte nir la colonne montante du liquide à pomper. IO Dispositif selon la revendication 9 caractérisé par le fait que la colonne de liquide pompé aboutit au dessus du réser voir moteur où se trouve le liquide à vaporiser ou gaz mo teur. Ce liquide à pomper permettra la vaporisation ou la condensation du liquide moteur suivant la température de celui-ci. Il Dispositif selon la revendication 10 caractérise' par le fait que le liquide pompé qui arrose le réservoir de vapo risation est récupéré dans un réservoir de passage ayant à sa base un réglage d'écoulement (robinet à sa base) qui per met de plonger l'ensemble ou une partie du réservoir moteur 1 (boite de vaporisation) pour obtenir un rendement meilleur de condensation ou vaporisation. 12 Dispositif selon la revendication Il caractérisé par le fait que le liquide pompé récupéré dans le réservoir de pas sage en s'coulant par sa base tombe dans une coupelle qui par le poids du liquide pivote autour d'un axe. En pivotant son autre extrémité forme obturateur en supprimant le rayon soleil ns le cas d'un rayon solaire de réchauffement. 13 Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les difféentes cavités dues à la séparation des mem branes dans la boite de vaporisation sont ajustées en pres sion pour des réglages manuels, piston ou autre en augment tant ou diminuant les cavités. I4 Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à I2 carac térisé par le fait que le liquide doit posséder un point d'ébullition et de vaporisaaion basse adaptée à chaque lati tude et longitude du globe suivant les températures du li quide pompé de l'air ambiant ou de captage solaire. I5 Dispositif selon l'ensemble desrevendications i à I4 carac trissé par le fait qu'il est possible de monter en parall- le différentes cellules (planche Il boite à vaporisation) contenant différents liquides possédant différents points d'ébullition et de vaporisation permettant d'avoir un pom page suivant les différentes températures ambiantes qui varient suivant les heures du jour et de la nuit ainsi que différentes saisons.