Brevet FR2459577A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne les pompes électromagnétiques destinées à mettre en mouvement un liquide conducteur, généralement un métal fondu, par l'interaction d'un champ magnétique en déplacement et des courants induits par ce champ dans une zone du liquide. Les pompes électromagnétiques connues utilisent un champ magnétique salissant créé par un bobinage polyphasé placé dans les dents d'une carcasse fréquemment dénommée "peigne". Une telle carcasse comporte forcément des extrémités qui se traduisent par la présence de pertes magnétiques nuisibles au rendement de la pompe. La présente invention vise à fournir une pompe électromagnétique répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle présente des fuites magnétiques réduites, d'où un meilleur rendement, et peut être réalisée sous une forme autorisant un enlèvement et un remplacement rapide de l'ensemble de la partie active, c'est-àdire du bobinage et de sa carcasse. Dans ce but, l'invention propose notamment une pompe électromagnétique comportant un inducteur et une culasse coaxiale à l'inducteur et séparée de l'inducteur par un espace de circulation du liquide, caractérisée en ce que l'inducteur est constitué par un bobinage polyphasé de création d'un champ tournant et en ce que ledit espace est raccordé à un diffuseur de transformation de la rotation du fluide en pression. Dans la disposition qui vient d'être décrite, on place le bobinage polyphasé de l'inducteur sur une carcasse dans laquelle se referment les lignes de force du champ magnétique, ce qui diminue notablement les pertes. L'invention est susceptible de nombreux modes de mise en oeuvre, parmi lesquels semblent particulièrement intéressantes une disposition que l'on peut qualifier de cylindrique et une disposition que l'on peut qualifier de plate. Dans la disposition cylindrique, l'ensemble de la partie active formant l'inducteur, c'est-à-dire la culasse et le bobinage polyphasé qu'elle porte, sont disposés coaxialement à un tronçon de conduite qui porte une culasse également coaxiale à la conduite L'ensemble de la partie active est avantageusement placé à l'intérieur du tronçon de conduite qui se termine par une volute constituant le diffuseur, volute qui laisse la place nécessaire à l'enlèvement de la partie active. Une telle disposition est particulièrement intéressante lorsque la pompe doit véhiculer un débit de liquide faible et le mettre sous pression élevée. Dans la disposition qu'on peut qualifier de plate, le bobinage inducteur comprend des bobines plates accolées ou imbriquées, réparties régulièrement autour d'un axe, généralement dans des encoches d'une carcasse. Le liquide conducteur est mis en rotation dans l'espace séparant l'inducteur d'une culasse disposée face au bobinage, espace muni à sa périphérie d'un diffuseur sous forme de volute. On peut encore utiliser toute disposition intermédiaire entre les deux précédentes et qu'on peut qualifier de conique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de pompes qui en constituent des modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'une pompe utilisant une disposition cylindrique, constituant un premier mode d'exécution de l'invehtion - la figure 2 est une vue en coupe cylindrique Il-I I de la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma de principe d'une pompe suivant une disposition qu'on peut qualifier de plate, suivant un autre mode d'exécution de l'invention - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. La pompe montrée en figures I et 2 comporte un tronçon de tube 10 susceptible d'être intercalé sur une tuyauterie de circulation de liquide conducteur électrique, qui sera généralement un métal fondu. Dans le mode d'exécution illustré, qui présente l'avantage d'autoriser l'enlèvement en bloc de ltensem ble de la partie active de la pompe (carcasse et bobinage de l'inducteur), le tronçon de-tube 10, qu'on supposera, pour simplifier, à section droite circulaire, se termine par une bride de réception d'un couvercle 11 de fermeture étanche. La bride a un diamètre interne suffisant pour autoriser la sortie de la partie active en bloc. La partie active comporte une carcasse 12, qui sera généralement constituée en tôles empilées, dont une extrémité se prolonge par une pièce 13 de guidage de l'écoulement et dont l'autre extrémité est solidarisée du couvercle 11. Les dimensions radiales relatives du tronçon de tube 10, de la carcasse 12 et du prolongement 13 sont choisies de façon à éviter tout changement brutal de section droite et, donc , à éviter des discontinuités sources de pertes de charge. La carcasse 12 porte un bobinage constitué d'enroulements polyphasés 14 régulièrement répartis angulairement autour de l'axe de la pompe, destiné à créer un champ tournant dans le sens indiqué par la flèche f. Les enroulements peuvent etre accolés ou imbriqués. Ils sont en général placés dans des encoches de la carcasse 12 prévues à cet effet. Le tube 10 porte, généralement à l'extérieur, une culasse annulaire 15 qui peut également etre constituée en tôle feuilletée. La culasse 15 sera généralement fixée de façon permanente au tronçon de tube 10, car les pannes éventuelles de la pompe ne porteront guère que sur la partie active et ne rendront pas nécessaire un démontage de la culasse. Le tronçon de tube 10 est muni, à une extrémité, d'un diffuseur de transformation de la vitesse circonférentielle prise par le fluide dans le conduit de circulation ménagé entre le tronçon 10 et la partie active, en pression. Dans le mode de réalisation montré en figure 1, ce diffuseur est constitué par une volute 16 terminée par un conduit de refoulement 17. La pompe qui vient d'etre décrite est susceptible de nombreuses variantes de réalisation, et en particulier on notera qu'il est possible de lui donner une constitution symétrique, notamment en prévoyant une volute placée dans un plan médian et alimentée par deux conduites placées de part et d'autre. La partie active comporte alors deux inducteurs créant des champs tournants de meme sens. Cette disposition a toutefois l'inconvénient de ne pas autoriser le démontage aisé de la partie active. Mais on conserve, entre autres avantages, un circuit magnétique simple et assurant un rendement élevé. La pompe montrée en figures 3 et 4 est à disposition plate. Elle comporte encore un tronçon de tube 20 susceptible d'etre raccordé à une tuyauterie d'amenée du liquide à pomper. Etant donné que la section droite de ce tronçon de tube n'influe pas sur les caractéristiques électriques de la pompe, on peut la choisir pour tenir compte d'autres impératifs et, en particu lier, lui donner une forme autre que circulaire. Le tronçon 20 débouche dans un espace 21 de circulation du liquide de forme plate, c'est-à-dire d'épaisseur faible par rapport à ses dimensions radiales. Cet espace 21 est délimité, dans le sens axial, par deux parois dont l'une porte l'inducteur 22 de la pompe et l'autre la culasse 25. L'inducteur est avantageusement placé å l'opposé du tronçon 20 pour faciliter son démontage et son remplacement éventuel. Il se compose d'une carcasse en matériau ferromagnétique, qui sera généralement feuilleté, et d'un bobinage polyphasé 24 de création d'un champ tournant dans l'espace 21. La culasse, également en matériau ferromagnétique généralement feuilleté, sera définie de façon à réduire le plus possible les fuites de flux magnétique. Dans le mode de réalisation illustré en figures 3 et 4, cette culasse déborde de la carcasse vers l'extérieur dans le sens radial.Vers l'intérieur, son développement est évidemment limité par la présence du tronçon de tube 20. Le pourtour de l'espace 21 est relié à un diffuseur de transformation de vitesse en pression, constitué par une volute 26 terminée par un conduit de refoulement 27. Le fonctionnement de la pompe apparat à la lecture de la description qui précède. Lorsque le bobinage polyphasé (triphasé par exemple) est aiimenté, un champ électromagnétique, dont les lignes de forces sont parallèles à l'axe dans l'espace 21 et qui tourne autour de l'axe, apparat. Le liquide, arrivant par le tronçon 21, circule entre inducteur 22 et culasse 25 et prend un mouvement en spirale. La vitesse qu'il acquiert ainsi est transformée en pression dans le diffuseur 26. La pompe montrée en figures 3 et 4 présente de nombreux avantages du point de vue constructif. Le circuit magnétique est de constitution très simple et n'a que des fuites réduites. Le bobinage de l'inducteur est constitué par une succession de bcbines plates accolées ou imbriquées, chacune alimentée par une phase, réparties autour de l'axe, donc de réalisation simple. La partie active dela pompe, c'est-à-dire l'inducteur, peut être aisément entretenue et démontée. De nombreuses variantes de réalisation de la pompe à disposition plate sont possibles. En particulier, il n'est pas indispensable que le dispositif ait une symétrie de révolution. Bobinage et culasse peuvent délimiter un espace 21 non cylin drique. Comme dans le cas des figures 1 et 2, on peut réaliser une alimentation suivant les deux directions le long de l'axe. Enfin, un système de refroidissement du bobinage peut etre prévu. Il va sans dire que de telles variantes, ainsi que toutes autres restant dans le cadre des équivalences, sont couvertes par le présent brevet. REVENDICATIONS 1. Pompe électromagnétique destinée à mettre en mouvement un liquide conducteur, comportant un inducteur portant un enroulement polyphasé de création d'un champ électromagnétique en déplacement et une culasse coaxiale à l'inducteur et séparée de l'inducteur par un espace de circulation du liquide, caractérisée en ce que le bobinage de l'inducteur est réalisé de façon à créer un champ tournant dans ledit espace et en ce que ledit espace est raccordé à un diffuseur de transformation de la rotation du fluide en pression. 2. Pompe électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la culasse et le bobinage polyphasé qu'elle porte sont disposés coaxialement à un tronçon de conduite qui porte une culasse également coaxiale à la conduite. 3. Pompe électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'inducteur est placé à l'intérieur du tronçon de conduite qui se termine par une volute constituant le diffuseur, volute qui laisse la place nécessaire à l'enlèvement de la partie active. 4. Pompe électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le bobinage inducteur comprend des bobines plates accolées ou imbriquées, réparties régulièrement autour d'un axe, généralement dans des encoches d'une carcasse et en ce que le liquide conducteur est mis en rotation dans l'espace séparant l'inducteur d'une culasse disposée face au bobinage, espace muni à sa périphérie d'un diffuseur sous forme de volute.