Brevet FR2525291A1 — publié le 19831021

I La présente invention se rapporte à un nouveau pro- cédé pour manipuler un liquide et à une installation pour mettre en oeuvre le procédé. L'invention a trait plus particulièrement à un nouveau procédé pour élever un liquide à partir d'un ré- servoir et à une installation pour mettre en oeuvre le procédé. L'invention se rapporte à une nouvelle méthode pour élever un liquide à partir d'un réservoir de liquide jusqu'à une cuve positionnée au-dessus du réservoir On élève le liquide en créant une différence de pression en- tre l'entrée d'un conduit positionné à l'intérieur du liquide contenu dans le réservoir et la sortie du conduit située à l'orifice d'entrée de la cuve On crée la diffé- rence de pression en partie en appliquant une pression in- férieure à la pression atmosphérique à la sortie du con- duit situé à l'intérieur de la cuve La pression atmosphé- rique à laquelle s'ajoute la hauteur d'eau au-dessus de l'entrée du conduit, moins la pression sous-atmosphérique régnant à l'intérieur de la cuve, fournit la différence de pression pour élever l'eau par le conduit, du réservoir jusqu'à la cuve. Le liquide est soutiré de la cuve par un orifice de sortie approximativement au même débit qu'il entre dans la cuve par l'orifice d'entrée, sans modifier la pres- sion sous-atmosphérique qui règne dans la cuve Le liqui- de soutiré peut être stocké dans un autre réservoir pour qu'il puisse être élevé à une hauteur encore plus grande dans un autre étage en utilisant une installation similaire. Alternativement, le liquide peut être retourné au premier réservoir, son retour étant utilisé pour créer une énergie, telle qu'une énergie électrique. L'installation est conçue de telle sorte qu'une quantité constante de liquide est retenue dans la cuve entre son orifice d'entrée et son orifice de sortie La pression sous-atmosphérique est maintenue dans la cuve au- dessus du liquide retenu dans la cuve et le liquide rete- nu isole de manière étanche l'orifice de sortie de la pres- sion sous-atmosphérique De préférence, des moyens for- mant chicane sont prévus dans la cuve à l'intérieur du liquide retenu, pour accroître l'action de la dépression sur la superficie du liquide retenu La pression sous- atmosphérique régnant dans la cuve au-dessus du liquide retenu peut être produite et maintenue par une pompe à vi- de ou autre moyen approprié. L'invention a particulièrement pour objet un procé- dé pour élever un liquide à partir d'un réservoir de li- quide jusqu'à une cuve positionnée au-dessus du réservoir. La cuve comporte un orifice d'entrée du liquide, dans sa partie supérieure, et un orifice de sortie du liquide, dans sa partie inférieure, un conduit s'étendant à partir de l'orifice d'entrée du liquide Le procédé consiste à pla- cer l'orifice d'entrée du conduit dans le réservoir à une profondeur désirée puis à remplir la cuve d'un liquide jusqu'à un niveau désiré au-dessoucsde l'orifice d'entrée. Une pression sous-atmosphérique engendrée dans la cuve au- dessus du liquide aspire le liquide dans la cuve par le conduit partant du réservoir Lorsque le conduit est placé dans le réservoir, le liquide fait irruption dans le con- duit qu'il remplit et il se décharge dans la cuve Cet é- coulement de liquide est maintenu et le liquide est amené à s'écouler dans le conduit grâce à la pression sous-atmos- phérique qui règne dans la cuve L'écoulement du liquide hors de la cuve par l'orifice de sortie est commandé pour maintenir le niveau du liquide dans la cuve à la hauteur désirée Ainsi, l'écoulement dans l'installation est maintenu et l'énergie cinétique du liquide en écoulement provoquée tout d'abord par l'irruption du liquide pour remplir le conduit lorsque ce dernier est placé au-des- sous de la surface du liquide contenu dans le réservoir est maintenue. L'invention a également pour objet une installa- tion pour élever un liquide à partir d'un réservoir de liquide, l'installation comportant une cuve réceptrice de liquide destinée à être positionnée au-dessus du réser- voir La cuve comporte un orifice d'entrée de liquide dans sa partie supérieure et un orifice de sortie du li- quide dans sa partie inférieure Des moyens formant con- duit s'étendent à partir de l'orifice d'entrée de la cuve et sont agencés de façon-à pouvoir être positionnés à l'in- térieur du liquide contenu dans le réservoir Des moyens sont prévus pour maintenir un niveau désiré de liquide à l'intérieur de la cuve au-dessous de l'orifice d'entrée. Des moyens sont également prévus pour engendrer une pres- sion sous-atmosphérique à l'intérieur de la cuve au-dessus du liquide. On décrira maintenant en détail l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel: La figure unique représente une vue schématique de l'installation. L'installation 1 comporte un réservoir 3 pour con- tenir un liquide 5 Le réservoir peut être constitué par un étang, un lac, une coque de navire ou une grande cuve comme représenté à titre d'exemple Un récipient à li- quide est situé au-dessus du réservoir 3, porté par des moyens appropriés (non représentés) Le récipient est -2525291 constitué par une cuve fermée 7 Un orifice 9 d'entrée du liquide est formé dans la paroi latérale 11 de la cuve 7 en un emplacement adjacent à la paroi supérieure 13 Un orifice 15 de sortie du liquide est formé dans la paroi inférieure 17 de la cuve Un robinet 19 est prévu dans l'orifice de sortie 15 pour ouvrir ou fermer cet orifice Une chicane 21 est disposée à l'intérieur de la cuve 7 divisant l'intérieur de la cuve en une partie supérieure 23 et une partie inférieure 25 Une ouverture 27 formée dans la chicane 21 relie entre elles les parties supérieure 23 et inférieure 25 de la cuve La chicane 21 réduit l'exposition du liquide contenu dans la partie inférieure à la pression sous-atmosphérique qui règne dans la partie supérieure 23. Un conduit 29 s'étend entre le réservoir 3 et la cuve surélevée 7 Le conduit 29 s'étend à un angle appro- prié par rapport à la surface 31 du liquide 5 contenu dans le réservoir et il a son extrémité d'entrée 33 située à une distance désirée "Dl" audessous de la surface 31 du liquide Un robinet 35 est disposé dans leconduit 29 au voisinage de son orifice d'entrée 33 L'orifice de sortie 37 du conduit 29 est disposé dans la partie supérieure 23 de la cuve 7, le conduit 29 passant à travers l'orifice d'entrée 9 de la cuve. Des moyens sont prévus pour engendrer une pression sous-atmosphérique à l'intérieur de la cuve-7 Ces moyens peuvent comprendre, à titre d'exemple, une pompe à vide 39 reliée à la partie supérieure 23 de la cuve 7. Pour faire fonctionner l'installation, on remplit la cuve 7 de liquide jusqu'à un niveau "L" désiré, le li- quide remplissant complètement la partie inférieure 25 de la cuve 7 et une partie de la partie supérieure 23 Le niveau du liquide à l'intérieur de la cuve est, cependant, situé au-dessous de l'orifice d'entrée 9 On ferme le robinet 35 du conduit 29 et on vide le liquide du conduit. On actionne alors la pompe à vide 39 pour produire une pression sousatmosphérique désirée à l'intérieur de la partie supérieure 23 de la cuve 7 et du conduit 29 On ouvre alors le robinet d'admission 35 situé à l'extrémité d'entrée 33 du conduit et le liquide s'écoule vers le haut dans le conduit incliné 29, à partir du réservoir, dans la cuve 7, à la fois sous l'action de la pression exercée par le liquide contenu dans le réservoir au-dessus de l'orifi- ce d'entrée 33 du conduit et de la pression atmosphérique et sous l'action de la pression sous-atmosphérique régnant à l'intérieur de la cuve. Le liquide s'écoulant dans la partie supérieure 23 de la cuve 7 par le conduit 29 est soutiré approximati- vement au même débit par l'orifice de sortie 15 de la cu- ve formé dans la partie inférieure 25 La cuve 7 a une forme appropriée et a une hauteur suffisante afin de fournir une pression suffisante à l'orifice de sortie 15 pour permettre de soutirer le liquide du réservoir à l'en- contre de la pression sous-atmosphérique qui règne dans la partie supérieure de la cuve De préférence, un détecteur de niveau 41 est disposé dans la partie supérieure 23 de la cuve 7 et est relié à des moyens appropriés (non repré- sentés) qui commandent le robinet 19 monté dans l'orifice de sortie 15 de façon à maintenir le niveau de liquide "L" dans la cuve à la hauteur désirée. Le liquide soutiré par l'orifice de sortie 15 peut être retourné au réservoir 3 L'énergie du liquide de re- tour est utilisée pour produire une énergie utilisable, telle que de l'énergie électrique Suivant une variante, l'ins tallation peut être utilisée comme installation de pompage, par exemple, pour faire circuler un liquide de refroidissement. L'installation est particulièrement appropriée pour être utilisée sur des navires, cas dans lequel l'océan constitue le réservoir L'orifice d'entrée du conduit est situé au fond du navire pour le placer bien au-dessous de la surface du lac ou de l'océan de façon à fournir la hauteur piézométrique nécessaire L'installa- tion peut être utilisée pour produire de l'énergie élec- trique et/ou pour faire circuler un liquide de refroidis- sement dans un circuit de refroidissement. Le réservoir devrait être suffisamment grand pour limiter l'entratnement d'air dans le liquide qui y est contenu, améliorant ainsi le rendement du système de vide. Un grand réservoir limite les turbulences créées à l'ori- fice d'entrée du conduit, réduisant ainsi au minimum l'en- tra Inement d'air Le conduit est placé à un angle, par rapport à la surface 31 du liquide contenu dans le réser- voir 3, approprié pour produire la vitesse d'écoulement optimale du liquide dans le conduit tout en réduisant au minimum les pertes par frottement L'orifice d'entrée a une forme appropriée pour assurer une entrée efficace du liquide. La chicane 21 réduit l'effet du vide sur le liqui- de retenu dans la cuve En outre, la chicane 21 réduit les turbulences dans le liquide contenu dans la partie in- férieure 25 de la cuve 7 Ce liquide contenu dans la par- tie inférieure 25 sert à isoler partiellement l'orifice de sortie 15 de la cuve de la pression sous-atmosphérique qui règne dans la partie supérieure 34 de la cuve La posi- tion de la chicane est détectée par la capacité d'écoule- ment requise par l'installation Si désiré, la chicane peut être montée de manière réglable à l'intérieur de la cuve de façon que l'on puisse modifier sa position pour obtenir des résultats optimaux selon la capacité d'écoule- ment particulière requise Dans certaines installations, on peut supprimer la chicane Une fois que l'installation est en fonctionnement, le liquide s'écoule de manière con- tinue vers le haut du conduit dans la cuve et hors de la cuve et l'énergie cinétique de l'installation peut être avantageusement utilisée Il en résulte que l'on pourrait utiliser une série d'installations pour élever le liquide à des niveaux plus élevés. REVENDICATIONS 1) Un procédé pour élever un liquide à partir d'un réservoir ( 3) de liquide jusqu'à une cuve ( 7) positionnée au-dessus du réservoir, la cuve ayant un orifice ( 9) d'entrée du liquide dans sa partie supérieure ( 23) et un orifice ( 15) de sortie du liquide dans sa partie infé- rieure ( 25) et un conduit ( 29) s'étendant à partir de. l'orifice d'entrée du liquide, ce procédé étant caracté- risé en ce qu'il consiste: à placer l'orifice d'entrée ( 33) du conduit dans le réservoir ( 3) à une profondeur désirée, à remplir la cuve ( 7) de liquide jusqu'à un ni- veau désiré au-dessous de l'orifice d'entrée ( 9); à en- gendrer une pression sous-atmosphérique à l'intérieur de la cuve au-dessus du liquide permettant au liquide du ré- servoir de pénétrer dans le conduit et d'être aspiré dans la cuve par le conduit à partir du réservoir; et à com- mander l'écoulement du liquide hors de la cuve par l'ori- fice de sortie ( 15) pour maintenir approximativement le niveau du liquide dans la cuve à la hauteur désirée. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à placer le conduit ( 29) à un angle désiré par rapport à la surface ( 31) du réservoir ( 3). 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à réduire l'exposi- tion du liquide à l'orifice ( 15) de sortie de la cuve à la pression sousatmosphérique régnant dans la cuve au-dessous du liquide. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à vider initialement le conduit ( 29) du liquide et à obturer son orifice d'en- trée ( 33) pendant qu'on engendre une pression sous-atmos- phérique dans la cuve puis à ouvrir l'orifice d'entrée du conduit. ) Une installation pour élever un liquide à partir d'un réservoir ( 3) de liquide, caractérisée en ce qu'elle comporte une cuve ( 7) réceptrice de liquide conçue pour pouvoir être positionnée au-dessus du réservoir ( 3), cette cuve ayant un orifice ( 9) d'entrée de liquide dans sa partie supérieure ( 23) et un orifice ( 15) de sortie du liquide dans sa partie inférieure ( 25), des moyens formant conduit ( 29) s'étendant à partir de l'orifice d'entrée de la cuve et agencés de manière à pouvoir être positionnés à l'intérieur du liquide contenu dans le réservoir, des moyens ( 19, 41) pour maintenir un niveau désiré du liqui- de à l'intérieur de la cuve au-dessous de l'orifice d'en- trée et des moyens ( 39) pour engendrer une pression sous- atmosphérique à l'intérieur de la cuve au-dessus du li- quide. 6) Installation selon la revendication 5, caractéri- sée en ce que le conduit ( 29) est agencé de façon à s'é- tendre à partir du réservoir ( 3) jusqu'à l'orifice ( 9) d'entrée du liquide de la cuve ( 7) à un angle désiré par rapport à la surface du réservoir. 7) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens formant chicane ( 21) dis- posés à l'intérieur de la cuve ( 7) pour réduire l'exposi- tion du liquide situé au-dessous de la chicane à la pres- sion sous-atmosphérique régnant dans la cuve au-dessus du liquide. 8) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens pour maintenir le niveau du liquide comprennent un robinet ( 19) monté dais l'orifice ( 15) de sortie du liquide. 9) Installation selon la revendication 8, caractéri- sée en ce qu'elle comporte des moyens ( 41) pour détecter le niveau du liquide à l'intérieur de la cuve ( 7) et des moyens commandés par les moyens détecteurs pour comman- der le robinet (i 9) monté dans l'orifice de sortie. ) Installation selon la revendication 6, caracté- risée en ce qu'elle comporte un robinet ( 35) monté dans l'orifice d'entrée du conduit ( 29). 11) Installation selon la revendication 7, caractéri- sée en ce qu'elle comporte des moyens à l'aide desquels la position des moyens formant chicane ( 21) à l'intérieur de la cuve peut être ajustée. 12) Une installation caractérisée en ce qu'elle com- porte plusieurs installations selon l'une des revendica- tions 5 à 11 de sorte que le liquide peut être élevé à des hauteurs supérieures grâce à l'emploi de plusieurs cuves et de plusieurs commandes. 13) Procédé pour élever un liquide à partir d'un ré- servoir ( 3) de liquide jusqu'à une cuve ( 7) positionnée au-dessus du réservoir, la cuve ayant un orifice ( 9) d'entrée du liquide dans sa partie supérieure ( 23), un orifice ( 15) de sortie du liquide dans sa partie infé- rieure ( 25) et un conduit ( 29) qui s'étend obliquement vers le bas en éloignement de l'orifice d'entrée et est muni de moyens d'obturation ( 35) à son extrémité libre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: les mo- yens d'obturation ( 35) étant fermés, à placer l'extrémité libre du conduit à l'intérieur du réservoir à une pro- fondeur désirée et, si nécessaire, à vider la partie du conduit située audessus des moyens d'obturation fermés; à remplir la cuve ( 7) de liquide jusqu'à un niveau désiré au-dessous de l'orifice d'entrée; à engendrer une pression il sous-atmosphérique à l'intérieur de la cuve au-dessus du liquide et à l'intérieur du conduit au-dessus des moyens d'obturation; à ouvrir les moyens d'obturation pour per- mettre au liquide du réservoir de pénétrer dans le con- duit et de s'écouler dans la cuve du fait de la hauteur du liquide à l'extrémité libre du conduit, de la force vive du liquide qui f it irruption dans le conduit incliné lorsque les moyens d'obturation ( 35) sont ouverts et de la pression sous-atmosphérique régnant dans le conduit et dans la cuve; et à commander l'écoulement du liquide hors de la cuve par l'orifice de sortie de façon à mainte- nir le niveau de liquide dans la cuve approximativement à la hauteur désirée.