EP4529592A1 - Pompe cryogénique - Google Patents

Pompe cryogénique

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Publication number
EP4529592A1
EP4529592A1 EP23728303.1A EP23728303A EP4529592A1 EP 4529592 A1 EP4529592 A1 EP 4529592A1 EP 23728303 A EP23728303 A EP 23728303A EP 4529592 A1 EP4529592 A1 EP 4529592A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
chamber
compression
fluid
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23728303.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Félicien GEBEL
Stéphane BOEGLIN
Pierre-Yves DUVIVIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alfa Laval Switzerland Ag
Original Assignee
Fives Cryomec AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Fives Cryomec AG filed Critical Fives Cryomec AG
Publication of EP4529592A1 publication Critical patent/EP4529592A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • 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
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/06—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means
    • F04B37/08—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for evacuating by thermal means by condensing or freezing, e.g. cryogenic pumps
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • 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
    • F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F04B2015/081—Liquefied gases
    • F04B2015/0822—Hydrogen

Definitions

  • the invention belongs to the technical field of cryogenic pumps applicable to gases liquefied at very low temperatures, such as hydrogen.
  • Cryogenic pumps generally comprise a cylinder carrying a compression and delivery assembly comprising a cylinder liner in which a piston moves axially so as to form a compression chamber. As this piston moves, fluid is alternately drawn from the suction side into the compression chamber, then compressed to be discharged through a dedicated opening.
  • the movement of the piston via the friction of its segments in the cylinder liner generates heat which can propagate in the compression chamber, causing heating of the fluid, part of which passes from the incompressible liquid state to the compressible gaseous state. .
  • the efficiency of the pump is reduced and its wear accelerated as a result of hydraulic shocks and/or cavitation. It is therefore necessary to ensure adequate cooling of heat-producing areas.
  • the present invention aims to propose a solution to the problems described above.
  • the invention relates to a piston pump suitable for pumping a cryogenic fluid, such as hydrogen, said pump having a suction side and a compression side,
  • the suction side comprising an inlet for the liquid intended to be connected to a fluid supply tank external to the pump, a suction chamber for receiving the liquid and a first fluid degassing conduit communicating with the chamber aspiration,
  • the compression side comprising a pump cylinder comprising a liquid compression and delivery assembly
  • said cylinder comprising a second chamber, communicating with the suction chamber, and in which the liquid circulates to cool the compression and delivery assembly.
  • the second chamber may have a length covering at least part of the compression and delivery assembly.
  • the second chamber can surround the compression and discharge assembly.
  • the compression and discharge assembly generates heat which can propagate in the compression chamber.
  • the second chamber allows the fluid at very low temperature to cool said compression and delivery assembly and thus avoids heating the fluid arriving at the compression chamber and therefore limits the formation of gas.
  • the cylinder may comprise a first envelope and an internal cylinder body carrying the compression and delivery assembly, said first envelope being fixed to the cylinder body to at least partially form the second chamber with said body and the body having a recessed shape allowing the circulation of the fluid in said second chamber.
  • hollowed out shape we mean the fact that the body has openings along its length allowing the movement of the cooling fluid.
  • the pump can further comprise a second degassing conduit towards the outside, communicating with the second chamber, and configured to allow the degassing of the fluid circulating in the second chamber.
  • the heat created by the compression and delivery assembly is partly evacuated via this second degassing conduit, which prevents these hot gases from returning to the suction chamber, thus limiting the heating of this fluid and the risk of cavitation.
  • the cylinder head may include a pre-compression chamber communicating with the suction chamber.
  • the pre-compression chamber may comprise a volume formed by the walls of the cylinder head in which a movable valve mounted on a rod coaxial with the piston is arranged.
  • the rod is fixed to the piston so that the movement of the piston causes the movement of the valve.
  • This pre-compression chamber makes it possible to supply the compression chamber with fluid coming from the suction chamber.
  • the volume of the pre-compression chamber being greater than the compression chamber, the compression chamber is perfectly supplied with supercooled liquid coming from the suction chamber.
  • the cylinder head and/or the cylinder may include an exhaust port calibrated to allow the pressure in the compression chamber to be adjusted. This therefore makes it possible to create advantageous characteristics for the fluid by moving away from the saturation curve.
  • the pump comprises a second casing external to the first casing and forming with it a space intended to be placed under vacuum.
  • an insulating material is arranged between the first envelope and the second envelope.
  • the insulating material may be a multilayer insulator. This allows for even better thermal insulation of the pump.
  • the multilayer insulation can alternately comprise layers of aluminum and layers of fiberglass veil, preferably superimposed on each other.
  • this number of layers can be between 10 and 100.
  • FIG. 1 is an overall view of a pump according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the pump 1 comprises a suction side A and a compression side B.
  • the suction side A comprises a suction chamber 3 formed by a first envelope 31 and having a first opening 4 serving as a liquid inlet to the suction chamber 3.
  • the opening 4 is intended to be connected to an external tank, not shown, comprising the fluid at very low temperature, which is for example Hydrogen.
  • the suction chamber 3 further comprises a second opening 5 used for degassing the fluid arriving in the suction chamber 3. This second opening 5 is also intended to be connected to said external reservoir.
  • the suction side A can also include a second envelope 32 external to the first envelope 31.
  • the two envelopes forming a space which can be placed under vacuum to thermally insulate this suction side A.
  • the compression side B comprises a pump cylinder 2 comprising a cylinder body 21 visible on the .
  • the cylinder body 21 carries the compression and delivery assembly 8 which will be described subsequently.
  • the cylinder 2 also comprises a first envelope 22 external to the cylinder body 21. It can also include a second envelope 23 external to the first envelope 22. As can be seen in the , the first envelope 22 and the second envelope 23 form a space which can be placed under vacuum to create thermal insulation of the cylinder 2 relative to the outside.
  • an insulating material 10 in particular a multilayer insulator, can be arranged between the first envelope 22 and the second envelope 23 to increase the thermal insulation of the cylinder 2.
  • the first envelope 22 of the cylinder 2 is fixed on the cylinder body 21 and forms with it a second chamber 6 which is connected to the suction chamber 3, via openings 24, so that the fluid at very low temperature arrives in the second chamber 6 to be used for cooling the compression and delivery assembly 8.
  • the cylinder body 21 has a hollow shape.
  • the rear part of the body is hollowed out to form the rear part 62 of the second chamber 6 with the first envelope 22.
  • the front part of the body is also hollowed out to form the front part 61 of the second chamber 6.
  • the intermediate part of the cylinder body 21 is also hollow to allow the passage of the fluid from the front part 61 to the rear part 62, but also has points of contact 64 with the first envelope 22.
  • the cylinder 2 can comprise a second degassing conduit 9 communicating with the second chamber 6 to allow the degassing of the fluid circulating in the second chamber 6.
  • the cylinder head 84 comprises a pre-compression chamber 840 which communicates with the suction chamber 3.
  • the pre-compression chamber 840 is formed of a wall 841 forming part of the cylinder head 84 and forming a space in which is arranged a movable valve 843 mounted on a rod 842 coaxial with the piston 82.
  • the cylinder head 84 may include an exhaust port 846 calibrated to allow the pressure in the compression chamber to be adjusted.
  • the fluid arrives at the suction chamber 3 via inlet 4 and returns to the reservoir via opening 5 to cool the suction chamber 3 and the pre-compression chamber 840 in passing through the filter 33, then the openings in the valve 843.
  • the fluid returning to the external reservoir includes a fraction of gas generated by contact with the elements to be cool.
  • the fluid can also arrive in the second chamber 6 to cool the compression and delivery assembly 8.
  • the fluid rises in the second degassing conduit 9 to a certain level. Degassing takes place via conduit 9 until the second chamber 6 is cooled to the saturation temperature of the fluid.
  • pump 1 can be started.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Compressor (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Pompe (1) à piston adaptée pour pomper un fluide à très basse température, tel que l'hydrogène, ladite pompe (1) présentant un côté d'aspiration (A) et un côté de compression (B), le côté d'aspiration (A) comprenant une entrée (4) pour le liquide destinée à être reliée à un réservoir d'alimentation en liquide extérieur à la pompe (1), une chambre d'aspiration (3) pour recevoir le fluide et un premier conduit de dégazage (5) du fluide communiquant avec la chambre d'aspiration (3), le côté de compression (B) comprenant un cylindre (2) de pompe portant un ensemble (8) de compression et de refoulement du liquide, ledit cylindre (2) comprenant une deuxième chambre (6) communiquant avec la chambre d'aspiration (3) et dans laquelle circule le fluide à très basse température pour refroidir l'ensemble (8) de compression et de refoulement.

Description

    Pompe cryogénique DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
  • L'invention appartient au domaine technique des pompes cryogéniques applicable à des gaz liquéfiés à très basses températures, tels que l’hydrogène.
    • ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
  • Les pompes cryogéniques comprennent généralement un cylindre portant un ensemble de compression et de refoulement comportant une chemise de cylindre dans laquelle se déplace axialement un piston de manière à former une chambre de compression. Lors du déplacement de ce piston, le fluide est alternativement tiré du côté de l’aspiration vers la chambre de compression, puis comprimé pour être évacué via une ouverture dédiée.
  • Le déplacement du piston via le frottement de ses segments dans la chemise du cylindre génère de la chaleur qui peut se propager dans la chambre de compression, provoquant un échauffement du fluide dont une partie passe de l’état liquide incompressible à l’état gazeux compressible. L’efficacité de la pompe se voit diminuée et son usure accélérée des suites de chocs hydrauliques et/ou de cavitation. Il est donc nécessaire d’assurer un refroidissement adéquat des zones produisant de la chaleur.
  • La plupart des pompes à piston disposent d'un refroidissement et d’un dégazage uniquement du côté de l'aspiration. Mais d’une part, le refroidissement de l’ensemble de compression et de refoulement n’est pas optimum car une partie de la chaleur accumulée n’est pas évacuée côté compression, et d’autre part, la chaleur créée dans le cylindre est acheminée vers la chambre d’aspiration pour être évacuée par l’unique conduit de dégazage, ce qui entraîne un réchauffement du liquide dans la chambre d’aspiration. Ce processus n’est généralement pas pénalisant pour une utilisation avec des fluides cryogéniques usuels jusqu’à -196°C, comme l’Azote par exemple, mais avec un fluide cryogénique, comme l'hydrogène ayant une température de liquéfaction aux alentours -255°C, la pompe peut caviter ou se désamorcer par manque de refroidissement.
  • La présente invention a pour objectif de proposer une solution aux problèmes décrits ci-dessus.
    •
  • À cet effet, l’invention concerne une pompe à piston adaptée pour pomper un fluide cryogénique, tel que l'hydrogène, ladite pompe présentant un côté d’aspiration et un côté de compression,
  • le côté d’aspiration comprenant une entrée pour le liquide destinée à être reliée à un réservoir d’alimentation en fluide extérieur à la pompe, une chambre d’aspiration pour recevoir le liquide et un premier conduit de dégazage du fluide communiquant avec la chambre d’aspiration,
  • le côté de compression comportant un cylindre de pompe comprenant un ensemble de compression et de refoulement du liquide,
  • ledit cylindre comprenant une deuxième chambre, communiquant avec la chambre d’aspiration, et dans laquelle circule le liquide pour refroidir l’ensemble de compression et de refoulement.
  • La deuxième chambre peut présenter une longueur couvrant au moins une partie de l’ensemble de compression et de refoulement. Par exemple, la deuxième chambre peut entourer l’ensemble de compression et de refoulement.
  • L’ensemble de compression et de refoulement génère de la chaleur qui peut se propager dans la chambre de compression. La deuxième chambre permet au fluide à très basse température de refroidir ledit ensemble de compression et de refoulement et évite ainsi de chauffer le fluide arrivant à la chambre de compression et limite donc la formation de gaz.
  • Selon un exemple de réalisation, le cylindre peut comprendre une première enveloppe et un corps de cylindre interne portant l’ensemble de compression et de refoulement, ladite première enveloppe étant fixée au corps de cylindre pour former au moins partiellement la deuxième chambre avec ledit corps et le corps présentant une forme évidée autorisant la circulation du fluide dans ladite deuxième chambre.
  • Par forme évidée nous entendons le fait que le corps présente sur sa longueur des ouvertures permettant le déplacement du fluide de refroidissement.
  • Avantageusement, la pompe peut comprendre en outre un deuxième conduit de dégazage vers l’extérieur, communiquant avec la deuxième chambre, et configuré pour permettre le dégazage du fluide circulant dans la deuxième chambre.
  • La chaleur créée par l’ensemble de compression et de refoulement est en partie évacuée via ce deuxième conduit de dégazage, ce qui évite un retour de ces gaz chauds vers la chambre d’aspiration, limitant ainsi le réchauffement de ce fluide et le risque de cavitation.
  • Selon un exemple de réalisation, l’ensemble de compression et de refoulement peut comprendre :
    • une chemise de pompe et une culasse solidaires et pouvant être coaxiale avec la chemise,
    • un piston mobile axialement dans la chemise formant une chambre de compression du fluide avec la culasse, la culasse reliant la chemise à la chambre d’aspiration, et
    • une ouverture de refoulement agencée dans la chemise.
  • Avantageusement, la culasse peut comprendre une chambre de pré-compression communiquant avec la chambre d’aspiration.
  • Par exemple, la chambre de pré-compression peut comprendre un volume formé par des parois de la culasse dans lequel est agencé un clapet mobile monté sur une tige coaxiale au piston. Par exemple, la tige est fixée au piston de sorte que le déplacement du piston entraine le déplacement du clapet.
  • Cette chambre de pré-compression permet d’alimenter la chambre de compression en fluide provenant de la chambre d’aspiration. Le volume de la chambre de pré-compression étant supérieur à la chambre de compression, la chambre de compression est parfaitement alimentée en liquide surrefroidi provenant de la chambre d’aspiration.
  • Avantageusement, la culasse et/ou le cylindre peut comprendre un orifice d’échappement calibré pour permettre d’ajuster la pression dans la chambre de compression. Ceci permet donc de créer des caractéristiques avantageuses pour le fluide en s’éloignant de la courbe de saturation.
  • Avantageusement, la pompe comprend une deuxième enveloppe externe par rapport à la première enveloppe et formant avec elle un espace destiné à être mis sous vide.
  • Cela permet de créer une isolation thermique de la pompe par rapport à l’extérieur, en limitant les échanges thermiques et ainsi l’échauffement du fluide.
  • Avantageusement, un matériau isolant est agencé entre la première enveloppe et la deuxième enveloppe.
  • De préférence, le matériau isolant peut être un isolant multicouche. Ceci permet encore une meilleure isolation thermique de la pompe.
  • Dans un exemple de réalisation, l’isolant multicouche peut comprendre alternativement des couches d’aluminium et des couches de voile de fibre de verre, de préférence superposées entre-elles. Avantageusement, ce nombre de couches peut être compris entre 10 et 100.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description ci-après en relation avec les dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles :
  • est une vue globale d'une pompe selon un exemple de réalisation de l'invention.
  • est une vue en coupe agrandie de la zone Z indiquée sur la .
  • est une section partielle suivant la ligne III-III de la .
  • Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
    •  DÉSCRIPTION DÉTAILLÉE
  • Un exemple de pompe 1 selon l'invention est montré sur la telle que vue globalement de l’extérieure. La pompe 1 comprend un côté d’aspiration A et un coté de compression B. Le coté d’aspiration A comprend une chambre d’aspiration 3 formée par une première enveloppe 31 et présentant une première ouverture 4 servant d’entrée de liquide à la chambre d’aspiration 3. L’ouverture 4 est destinée à être branchée à un réservoir extérieur, non montré, comprenant le fluide à très basse température, qui est par exemple de l’Hydrogène. La chambre d’aspiration 3 comprend en outre une deuxième ouverture 5 servant pour le dégazage du fluide arrivant dans la chambre d’aspiration 3. Cette deuxième ouverture 5 est également destinée à être reliée audit réservoir externe.
  • Optionnellement, le coté d’aspiration A peut aussi comprendre une deuxième enveloppe 32 externe par rapport à la première enveloppe 31. Les deux enveloppes formant un espace pouvant être mis sous vide pour isoler thermiquement ce côté d’aspiration A.
  • Le coté de compression B comporte un cylindre 2 de pompe comprenant un corps de cylindre 21 visible sur la . Le corps de cylindre 21 porte l'ensemble 8 de compression et de refoulement qui sera décrit par la suite.
  • Le cylindre 2 comprend aussi une première enveloppe 22 externe par rapport au corps de cylindre 21. Il peut aussi comprendre une deuxième enveloppe 23 externe par rapport à la première enveloppe 22. Comme cela se voit sur la , la première enveloppe 22 et la deuxième enveloppe 23 forment un espace qui peut être mis sous vide pour créer une isolation thermique du cylindre 2 par rapport à l’extérieur.
  • Avantageusement, un matériau isolant 10, en particulier un isolant multicouche, peut être agencé entre la première enveloppe 22 et la deuxième enveloppe 23 pour augmenter l’isolation thermique du cylindre 2.
  • La première enveloppe 22 du cylindre 2 est fixée sur le corps de cylindre 21 et forme avec lui une deuxième chambre 6 qui est reliée à la chambre d’aspiration 3, via des ouvertures 24, de sorte que le fluide à très basse température arrive dans la deuxième chambre 6 pour servir au refroidissement de l’ensemble 8 de compression et de refoulement.
  • Pour permettre la circulation du liquide dans la deuxième chambre 6, le corps de cylindre 21 présente une forme creuse. Dans l’exemple montré, la partie arrière du corps est évidée pour former la partie arrière 62 de la deuxième chambre 6 avec la première enveloppe 22. La partie avant du corps est également évidée pour former la partie avant 61 de la deuxième chambre 6. La partie intermédiaire du corps de cylindre 21 est également creuse pour permettre le passage du fluide de la partie avant 61 à la partie arrière 62, mais présente aussi des points de contact 64 avec la première enveloppe 22. La montre une section partielle suivant la ligne III-III de la montrant un exemple de forme creuse de la partie intermédiaire du corps 21.
  • Avantageusement, le cylindre 2 peut comprendre un deuxième conduit de dégazage 9 communiquant avec la deuxième chambre 6 pour permettre le dégazage du fluide circulant dans la deuxième chambre 6.
  • L’ensemble 8 de compression et de refoulement comprend :
    • une chemise 81 de pompe et une culasse 84, solidaires et coaxiales,
    • un piston 82 mobile axialement dans la chemise 81 formant une chambre de compression de fluide avec la culasse 84, la culasse 84 reliant la chemise 81 à la chambre d’aspiration 3, et
    • une ouverture de refoulement 85 agencée dans la chemise 81, comme montrée par la .
  • Optionnellement, la culasse 84 comprend une chambre de pré-compression 840 qui communique avec la chambre d’aspiration 3. Par exemple, la chambre de pré-compression 840 est formée d’une paroi 841 faisant partie de la culasse 84 et formant un espace dans lequel est agencé un clapet mobile 843 monté sur une tige 842 coaxiale au piston 82.
  • Avantageusement, la culasse 84 peut comprendre un orifice d’échappement 846 calibré pour permettre d’ajuster la pression dans la chambre de compression.
  • F onctionnement possible d e la pompe :
  • Avant le démarrage de la pompe 1, le fluide arrive à la chambre d’aspiration 3 via l’entrée 4 et retourne vers le réservoir via l’ouverture 5 pour refroidir la chambre d’aspiration 3 et la chambre de pré-compression 840 en passant par le filtre 33, puis les ouvertures dans le clapet 843. Tant que la chambre de pré-compression 840 n’est par refroidie complètement, le fluide retournant vers le réservoir extérieur comporte une fraction de gaz généré par le contact avec les éléments à refroidir.
  • Le fluide peut également arriver dans la deuxième chambre 6 pour refroidir l’ensemble 8 de compression et de refoulement. Le fluide remonte dans le deuxième conduit de dégazage 9 jusqu’à un certain niveau. Un dégazage s’effectue via le conduit 9 tant que la deuxième chambre 6 n’est refroidie à la température de saturation du fluide.
  • Une fois que la chambre d’aspiration 3 et les pièces sont complètement refroidies, la pompe 1 peut être démarrée.
  • Lorsque la tige 83 du piston 82 est tirée par un système d’entrainement (sens gauche vers la droite sur la ), elle entraine le déplacement de la tige 842, la plaque 844 se colle contre le clapet 843 qui pousse ainsi le fluide présent dans la chambre de pré-compression 840 vers la chambre de compression formée par la chemise 81, le piston 82 et la culasse 84. Le passage se fait via les ouvertures 845, qui sont ensuite fermées lors du retour du piston 82 (sens droite vers la gauche sur la ) de sorte que le fluide est comprimé par le piston 82 dans la chambre de compression puis refoulé via l’ouverture 85. Le clapet (non montré) fermant cette ouverture 85 s’ouvre pour permettre le refoulement du fluide pressurisé à l’extérieur de la pompe 1.
  • Les déplacements de l’ensemble piston 82 et de ses segments (non repérés) dans la chemise 81 génère de la chaleur qui vaporise une fraction du fluide cryogénique. Grâce au deuxième conduit de dégazage 9, il est possible d’évacuer cette fraction gazeuse présente dans la deuxième chambre 6 sans la renvoyer vers la chambre d’aspiration 3 comme cela est souvent pratiqué dans les pompes connues.
    •

Claims (10)

  1. Pompe (1) à piston adaptée pour pomper un fluide à très basse température, tel que l’hydrogène, ladite pompe (1) présentant un côté d’aspiration (A) et un côté de compression (B),
    le côté d’aspiration (A) comprenant une entrée (4) pour le fluide destinée à être reliée à un réservoir d’alimentation en liquide extérieur à la pompe (1), une chambre d’aspiration (3) pour recevoir le fluide et un premier conduit de dégazage (5) du fluide communiquant avec la chambre d’aspiration (3),
    le côté de compression (B) comprenant un cylindre (2) de pompe portant un ensemble (8) de compression et de refoulement du fluide,
    ledit cylindre (2) comprenant une deuxième chambre (6) communiquant avec la chambre d’aspiration (3) et dans laquelle circule le fluide à très basse température pour refroidir l’ensemble (8) de compression et de refoulement.
  2. Pompe (1) selon la revendication 1, dans laquelle le cylindre (2) comprend une première enveloppe (22) et un corps de cylindre (21) interne portant l’ensemble (8) de compression et de refoulement, ladite première enveloppe (22) étant fixée au corps de cylindre (21), ledit corps de cylindre (21) présentant une forme évidée autorisant la circulation du fluide dans la deuxième chambre (6).
  3. Pompe (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un deuxième conduit de dégazage (9) communiquant avec la deuxième chambre (6) et configuré pour permettre le dégazage du fluide circulant dans la deuxième chambre (6).
  4. Pompe (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’ensemble (8) de compression et de refoulement comprend :
    • une chemise (81) de pompe et une culasse (84) solidaires et coaxiales,
    • un piston (82) mobile axialement dans la chemise (81) formant une chambre de compression de fluide avec la culasse (84), ladite culasse (84) reliant la chemise (81) à la chambre d’aspiration (3), et
    • une ouverture de refoulement (85) agencée dans la chemise.
  5. Pompe (1) selon la revendication précédente, dans laquelle la culasse (84) comprend une chambre de pré-compression (840) communiquant avec la chambre d’aspiration (3).
  6. Pompe (1) selon l’une des revendications 4 ou 5 dans laquelle la culasse (84) comprend un orifice d’échappement (846) configuré pour permettre d’ajuster la pression dans la chambre de compression.
  7. Pompe (1) selon l’une des revendications 2 à 6 dans laquelle le cylindre (2) comprend une deuxième enveloppe (23) externe par rapport à la première enveloppe (22) et formant avec celle-ci un espace destiné à être mis sous vide.
  8. Pompe (1) selon la revendication précédente dans laquelle un matériau isolant (10) est agencé entre la première enveloppe (22) et la deuxième enveloppe (23).
  9. Pompe (1) selon la revendication précédente dans laquelle le matériau isolant (10) est un isolant multicouche.
  10. Pompe (1) selon la revendication précédente dans laquelle l’isolant multicouche comprend alternativement des couches d’aluminium et des couches de voile de fibre de verre.
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