FR2521364A1 - Pompe electromagnetique - Google Patents

Abstract

LA POMPE ELECTROMAGNETIQUE 35 SELON LA PRESENTE INVENTION EST DESTINEE A FAIRE CIRCULER UN REFRIGERANT FORME PAR UN METAL LIQUIDE A TRAVERS UN REACTEUR NUCLEAIRE. LES PAROIS OPPOSEES D'UN CONDUIT 71 DE POMPE SERVENT D'ELECTRODES POUR TRANSMETTRE LE COURANT RADIALEMENT A TRAVERS LE METAL LIQUIDE DU CONDUIT. LES PAROIS DU CONDUIT RACCORDANT LES ELECTRODES COMPRENNENT DES PLAQUES METALLIQUES ISOLEES DES ELECTRODES ET RENFORCEES PAR DES ISOLANTS DE SORTE QU'ELLES SONT CAPABLES DE SUPPORTER LA PRESSION DU METAL LIQUIDE. CES STRUCTURES DE PAROIS COMPOSITES PEUVENT AUSSI ETRE CONSTITUEES PAR DE MINCES BANDES METALLIQUES DE FAIBLE CONDUCTIBILITE ELECTRIQUE RENFORCEES PAR DES ISOLANTS ROBUSTES. UN CHAMP ELECTRIQUE CIRCONFERENTIEL EST APPLIQUE AU METAL LIQUIDE PAR UN ELECTROAIMANT TOROIDAL 53 DONT LES SECTIONS DU NOYAU SONT INTERPOSEES ENTRE LES CONDUITS. LES ENROULEMENTS 51 DE L'ELECTROAIMANT SONT COMPOSES D'UN METAL QUI EST SUPRACONDUCTEUR AUX BASSES TEMPERATURES ET L'ELECTROAIMANT EST MAINTENU A UNE TEMPERATURE A LAQUELLE IL EST CONDUCTEUR PAR L'HELIUM LIQUIDE QUI EST ENVOYE A TRAVERS LES CONDUCTEURS FOURNISSANT L'EXCITATION DE L'ELECTROAIMANT.

Description

Pompe électromagnétique La présente invention concerne les pompes et elle

a trait, particulièrement, aux pompes pour l'entraînement ou transport de métal liquide De façon typique, les pompes auxquelles se rapporte la présente invention servent à faire circuler à travers un réacteur nucléaire un réfrigérant formé par un métal liquide Le liquide peut être du sodium à une température d'environ 4000 C dans la branche froide du circuit de métal Il est envisagé d'utiliser deux pompes, une pompe primaire à l'intérieur de la cuve du réacteur et une pompe secondaire à l'extérieur de la cuve du réacteur o la température est élevée De façon typique, le liquide est fourni par une pompe au débit de 400 000 litres par minute Les pompes constituent un facteur physique et économique capital dans une centrale

électrique comprenant un réacteur nucléaire.

Selon les enseignements de la technique antérieure, le

liquide est entratné en circulation par des pompes centrifuges.

On a également proposé à cette fin des pompes à induction à courant alternatif (électromagnétiques) Les pompes centrifuges

et les pompes à induction à courant alternatif sont excessive-

ment grandes et coûteuses et les pompes h induction à courant

alternatif ont un mauvais rendement.

Une autre possibilité aux pompes centrifuges et aux pompes à induction à courant alternatif est la pompe électromagnétique h courant continu De façon typique, le liquide est avancé par l'interaction d'un courant continu circulant à travers le

liquide en présence d'un champ magnétique constant perpendi-

culaire h la direction du courant continu et à l'écoulement du liquide Dans le passé, des rendements faibles compris entre % et 40 % ont été obtenus avec les pompes électromagnétiques h courant continu et l'utilisation de ces dernières a été limitée Les pompes à induction peuvent atteindre un rendement d'environ 40 % Les pompes mécaniques (centrifuges) classiques peuvent atteindre un rendement aussi élevé que 70 % mais ces

pompes ne sont pas aussi fiables que les pompes électro-

magnétiques. Le métal liquide dans une pompe électromagnétique à courant continu est transporté à travers un conduit Les électrodes à travers lesquelles le courant est fourni au métal constituent les parois espacées du conduit Si les sections de paroi interconnectant les électrodes sont en une matibre ayant une conductibilité électrique notable, le courant de dérivation qui circule à travers ces sections de paroi contribue notablement au peu de rendement de la pompe électromagnétique à courant continu On a proposé de réaliser les sections de

paroi d'intereonnexion en une matière isolante de l'électri-

cité (voir brevet US 3 219 851) Toutefois, la pression du liquide à l'intérieur des conduits est très élevée, d'au moins 7 kg/cm 2 Pour supporter cette pression, il faut que la matière isolante ait de bonnes propriétés de forte résistance

mécanique et qu'elle résiste à la corrosion et à l'érosion.

Une matière typique qui répond à ces exigences est l'oxyde

d'aluminium haute densité, qui ne peut être utilisé structu-

rellement qu'en impressione Le courant qui traverse le liquide a une intensité très élevée, de façon caractéristique de 500 000 à 1 000 000 d'ampères Les pertes dans le générateur qui fournit le courant

sont un autre facteur important qui contribue au peu de rende-

ment Un autre facteur contributif est la perte dans l'électro-

aimant qui applique le champ.

C'est pourquoi la présente invention a pour objet principal de remédier aux inconvénients et aux difficultés de la technique antérieure et de fournir une pompe électromagnétique à courant continu dans laquelle les pertes résultant de l'alimentation en courant du métal liquide et les pertes se produisant dans

l'électroaimant sont relativement faibles.

Compte tenu de cet objet, la présente invention réside dans une pompe électromagnétique pour un fluide conducteur de l'électricité, cette pompe comprenant un agencement de conduits pour le transport dudit fluide, ledit agencement de conduits comportant des électrodes disposées en contact électrique avec ledit fluide, un premier moyen d'alimentation en courant relié auxdites électrodes pour faire circuler un courant continu à travers ledit fluide, et un moyen électromagnétique comprenant un agencement d'enroulement d'excitation relié audit agencement de conduits pour appliquer audit fluide un

champ magnétique ayant une composante de grande valeur perpen-

diculaire à la direction dudit courant, caractérisé en ce que ledit agencement d'enroulements comporte des spires composées d'une matière qui est supraconductrice aux faibles températures et que des moyens sont associés audit agencement d'enroulements

pour maintenir lesdits enroulements à une température à la-

quelle ledit agencement d'enroulements est supraconducteur, et qu'un second moyen d'alimentation en courant est relié audit agencement d'enroulements pour fournir un courant d'excitation

audit agencement d'enroulements.

Les électrodes sont interconnectées par des parois de structure composite qui sont capables de supporter la pression

du métal liquide et qui sont isolées vis-à-vis des électrodes.

Les électrodes peuvent aussi être interconnectées par de minces

sections de paroi intérieure en métal ayant une faible conduc-

tibilité électriquequi peuvent être structurées de manière à présenter à l'écoulement du courant des circuits de forme allongée ayant une forte résistance électrique, de sorte que ces sections de paroi peuvent supporter la pression élevée du liquide Ces sections de paroi en métal sont soutenues par des

structures de paroi robustes isolées électriquement des -

électrodes Un fort courant est envoyé dans le liquide con-

ducteur à partir d'un générateur homopolaire ou d'une alimen-

tation en courant du type à semiconducteur.

On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré de la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels s la figure 1 est un schéma montrant une centrale électrique à réacteur'nucléaire dans laquelle sont comprises des pompes électromagnétiques à courant continu selon la présente invention; la figure 2 est une vue schématique montrant un système de pompe électromagnétique selon la présente invention; la figure 3 est une vue en perspective montrant une pompe électromagnétique à courant continu selon la présente invention; la figure 4 est une vue en perspective de cette pompe, la partie supérieure étant représentée en coupe transversale par IV-IV de la figure 3 et des parties ayant été arrachées, pour montrer la région active d'une pompe selon la présente invention; la figure 5 est une vue partielle d'une partie de la section de la figure 4 agrandie, cette vue montrant la structure d'un conduit d'une pompe selon la présente invention ainsi que les parties adjacentes; la figure 6 est une vue partielle en coupe transversale montrant la structure de la section de paroi à résistance électrique élevée d'un conduit d'une pompe selon la présente invention v la figure 7 est une vue partielle en coupe transversale montrant une variante de structure de la section de paroi à résistance électrique élevée d'un conduit d'une pompe selon la présente invention; la figure 8 est une vue partielle en élévation latérale montrant les enroulements en dos de -selle de l'électroaimant d'une pompe selon la présente invention; la figure 9 est une vue partielle en coupe transversale par VII-VII de la figure 6; la figure 10 est un graphique montrant les propriétés de résistance mécanique, de ductilité, ainsi que les propriétés

électriques du cuivre (PD 135) qui est utilisé pour les élec-

trodes et pour le métal des conduits à travers lesquels le métal liquide s'écoule; la figure 11 est une vue incomplète, partiellement en élévation coupe et partiellement en coupe longitudinale, montrant la manière selon laquelle les enroulements de l'électroaimant inclus dans une pompe selon la présente invention sont alimentés en courant d'excitation et sont

refroidis simultanément jusqu'à une température de supra-

conductivité; la figure 12 est une vue en coupe transversale par XII-XII de la figure 11; la figure 13 est une vue incomplète, partiellement en élévation latérale et partiellement en coupe, montrant le conducteur servant à évacuer l'hélium vaporisé de la région des enroulements de l'électroaimant; la figure 14 est une vue en coupe partielle montrant la façon selon laquelle le courant est fourni au liquide qui est pompé; et

la figure 15 est une vue en coupe longitudinale du géné-

rateur homopolaire fournissant le courant transversal au liquide pompé pendant la mise en oeuvre de la présente

'invention.

La figure t montre schématiquement une centrale 21 à réacteur nucléaire, c'est-à-dire les éléments constitutifs principaux d'une telle installation suffisant pour comprendre

la présente invention.

La centrale 21 comprend un réacteur nucléaire 23 et des unités de conversion d'énergie comprenant un générateur 25 de vapeur d'eau, une turbine 27 et un générateur 29 de courant électrique Dans la centrale typique dans laquelle est utilisée la présente invention, une pluralité d'unités de conversion

d'énergie sont alimentées à partir d'un réacteur nucléaire.

Le réacteur nucléaire 23 est du type dans lequel le réfri-

gérant du coeur est un métal liquide, de façon typique du sodium liquide Le réacteur comprend une cuve 21 étanche au gaz à l'intérieur de laquelle se trouve un coeur 33 de réacteur, une pompe électromagnétique 35 à courant continu selon la présente invention et un échangeur de chaleur 37 que l'on

appelle habituellement: un échangeur de chaleur intermé-

diaire Cet échangeur de chaleur sert à isoler le métal liquide se trouvant à l'intérieur de la cuve 31 vis-à-vis de l'eau qui peut s'échapper du générateur 25 de vapeur d'eau. La pompe 35 pompe le métal liquide réfrigérant à travers le coeur o ce métal est chauffé La cuve 31 du réacteur peut

comprendre des montants 36 de montage (figure 2) pour sup-

porter verticalement la pompe 35 Le réfrigérant s'écoule alors à travers l'échangeur de chaleur 37 et revient à l'entrée de la pompe Le fluide secondaire de l'échangeur de chaleur 37 est aussi du métal liquide Ce liquide est pompé par une

seconde pompe 39 à travers les tubes primaires (non repré-

sentés) du générateur 25 de vapeur d'eau Le fluide secondaire du générateur 25 est de la vapeur d'eau La vapeur d'eau circule entre la turbine 27 et le générateur 25 La turbine 27 entraine le générateur 29 d'énergie électrique La pompe 39 est aussi une pompe électromagnétique à courant continu Une alimentation 41 est prévue pour alimenter les pompes 35 et 39

avec l'hélium et l'énergie électrique nécessaires -

L'alimentation 41 (figure 2) comprend un compresseur 43, un réfrigérateur 45, un système d'excitation 47 et un ensemble moteur-générateur 49 (figure 15) Le compresseur 43 et le réfrigérateur 45 coopèrent pour fournir de l'hélium liquide afin de refroidir les enroulements 51 (figures 4, 5, 8 b 9) de l'électroaimant 53 de la pompe 35 jusqu'à une température de supraconductivité L'hélium liquide est fourni à travers un câble coaxial 55 (figures 11, 12) h l'intérieur duquel se trouvent les conducteurs électriques 57 et 59 qui transportent le courant d'excitation pour les enroulements 51 L'hélium gazeux est renvoyé au réfrigérateur 45 à travers le conducteur 61 (figure 13) L'ensemble moteur-générateur 49 comprend un moteur 63 qui entraine le générateur homopolaire refroidi par de l'eau ou par tout autre fluide 65 Le générateur 65 fournit un courant de forte intensité sous une tension faible au métal

liquide se trouvant dans la pompe 35.

De façon typique, la pompe 35 propulse environ 400 000

litres de sodium par minute à travers le noyau 33 du réacteur.

Le générateur homopolaire 65 fonctionne, de façon typique, sous une tension de 10 ou 20 voltset fournit environ 500 000

à 1 000 000 d'ampères au réfrigérant formé par le métal liquide.

Les figures 1 et 2 montrent la façon selon laquelle le métal liquide circule à travers le noyau 33 De façon typique, une colonne d'environ 140 à 150 m de sodium liquide est créée à l'endroit de la pompe pour entra ner le métal à travers le noyau 33 Le sodium sortant du noyau parvient à l'entrée 67 de

la pompe 35 à travers l'échangeur de chaleur intermédiaire 39.

La poumpe électromagnétique 35 (figures 2, 3, 4) selon la présente invention comprend une pluralité de conduits 71 et l'électroaimant toroldal 53 Le métal liquide circule à travers les conduits 71 jusqu'au noyau 33 du réacteur et à partir de ce noyaux De façon typique, le nombre de conduits peut être de huit, chaque conduit transportant 55 000 litres de sodium

liquide par minute.

Les parois de chaque conduit 71 sont linéaires sur une partie 73 de leur longueur entre l'entrée 67 et la sortie 75 e Chaque conduit s'évase intérieurement depuis sa partie linéaire jusqu'à l'entrée et la sortie A l'entrée 67 et k la sortie 75, les conduits sont assujettis par des bandes métalliques 77 et

79 A l'entrée 67 et à la sortie 75, les conduits sont raccor-

dés à des tubes 80 et 82 Le tube 80 constitue la branche froide du circuit pour le réfrigérant et le tube 82 constitue

la branche chaude.

Les conduits sont disposés d'un bout à l'autre suivant un agencement annulaire de sorte que,dans tout plan imaginaire coupant les conduits transversalement, les sections, à leurs surfaces extérieures 81 situées le plus à l'intérieur,sont tangentes k un cercle imaginaire intérieur dont le centre se trouve sur l'axe de l'anneauet les coins des sections,à leurs

surfaces extérieures 83 situées-le plus à l'extérieur,définis-

sent un cercle imaginaire extérieur concentrique au cercle intérieur Des dispositions ayant d'autres formes sont

également possibles.

La force d'entraînement électromagnétique est appliquée au métal liquide dans la partie linéaire 73 de l'agencement de conduits Cette partie comprend des sections de conduit comportant des électrodes 91 et 93 destinées à appliquer un potentiel afin de faire circuler un courant radialement à

travers les conduits.

De façon typique, les électrodes 91 et 93 sont composées d'alliages de cuivre PD 135 ou PD 135 FM pouvant être traités thermiquement La figure 10 montre les propriétés de résistance mécanique, de ductilité et de conductibilité électrique de ces alliages en fonction de la température La température est

portée horizontalement en C La contrainte est portée verti-

calement en milliers de kg/cm 2 sur la gauche La dureté Rockwell F et la conductivité en pourcent ILCS (valeur standard de la résistivité du cuivre recuit) sont portées verticalement

k droite dans la partie inférieure et l'allongement en pourcen-

tage pour un échantillon de 5 cm est porté verticalement à droite dans la partie supérieure L'échantillon pour lequel les graphiques ont été tracés était une tige de 5 cm de longueur ayant un diamètre de 1,55 cm et traitdeen solution pendant une heure à 955 C La température du sodium liquide est comprise entre 371 C et 538 C et, dans cette plage, les propriétés des

alliages PD 135 et PD 135 FM sont avantageuses On peut se pro-

curer l'alliage chez Phelps Doge Copper Products Corporation, 300 Park Avenue, Nev York, NY 10022 Des informations relatives

à cet alliage figurent dans la brochure de Phelps Dodge intitu-

lée "Super Copper* M 5693 PD-135 et PD-135-FM.

La partie 73 est enfermée intérieurement et extérieurement

dans des vases de Devar 95 et 97 Le Devar intérieur 95 com-

prend des enveloppes intérieure et extérieure 99 et 101 formant entre elles une région évacuée Le Devar extérieur comprend des enveloppes intérieure et extérieure 103 et 105 formant entre elles une région évacuée Les enveloppes peuvent être composées

d'un métal, tel que l'acier inoxydable, ayant une conducti-

bilité thermique faible Entre chaque paire d'enveloppes, est

disposé un écran 107 et 109 de protection contre les radiations.

Les écrans 107 et 109 peuvent être composés d'une mince tôle et leurs surfaces 111 et 113 orientées vers les régions de températures plus élevées sont de préférence traitées de

manière à réfléchir fortement les radiations.

De façon typique, les écrans 107 et 109 sont disposés radialement de façon centrale dans les anneaux formés par les enveloppes 99 et 101 ainsi que 103 et 105 * Le conducteur coaxial 55 est entouré par un tube 115 qui est raccordé de

façon-étanche aux gaz à l'enveloppe extérieure 105 par soudure.

Le joint (non représenté) entre le tube 115 et le câble 55 est rendu étanche vis-à-vis des gaz L'espace compris à l'intérieur du tube 115 est raccordé au K Devai extérieurs( 103 et 105) et est évacué Le câble 55 traverse le Devar extérieur (figure 11)

dans la région 117 de l'électroaimant 53 Le tube 61 qui trans-

porte l'hélium gazeux résultant à l'extérieur de la région de l'enroulement 51 est aussi entouré par un tube 119 qui est

soudé de façon étanche aux gaz à l'enveloppe extérieure 106.

Le joint (non représenté) entre le tube 119 et le tube 61 est rendu étanche aux gaz et l'espace compris à l'intérieur du tube 119 est évacué à la même pression basse que le Dewar* Le tube

61 traverse le Devar extérieur et débouche dans la région 117.

L'électrode intérieure 91 et l'électrode extérieure 93 par l'intermédiaire desquelles le courant circule à travers le métal liquide sont reliées par des parois composites 121 (figure 6) qui sont isolées vis-à-vis des électrodes de manière

à offrir une résistance électrique élevée au passage du courant.

Les parois 121,conjointement avec les électrodes,délimitent les canaux rectangulaires à travers lesquels le métal liquide s'écoule dans la région o l'entraînement électromagnétique est imprimé au métal liquide Chaque paroi composite 121 comprend une plaque d'appui 123 en métal, de façon typique en acier inoxydable, et une plaque 125 en une matière de faible conductivité, comme par exemple l'Hastalloy ou l'Inconel La plaque 125 est relativement mince, de façon typique environ 1,5 mm La plaque d'appui 123 est reliée sur chaque côté du conduit a l'électrode intérieure 91 par une tige 127 en matière isolante En un point adjacent à l'électrode extérieure 93, la plaque 123 porte, sur chaque côté, contre l'extrémité extérieure de l'aile ou rebord 129 d'un isolant 131 en forme

de U qui porte contre la surface extérieure de l'électrode 93.

La paroi composite 121 est renforcée contre la pression élevée du métal liquide qui s'écoule à travers les conduits 71 par des blocs isolants 133 Chaque bloc 133 comporte une patte

au moyen de laquelle elle est en prise avec la paroi 123.

Les parois latérales composites, tout en étant suffisamment puissantes pour supporter la pression du métal liquide, ont une conductibilité électrique faible par rapport aux électrodes 91 et 93 et réduisent à un minimum le courant de dérivation

qui devrait s'écouler à travers le métal liquide.

Le courant est fourni au métal liquide à travers les électrodes 91 et 93 à partir des conducteurs 141 et 143 Le conducteur 141 s'étend le long de la paroi composite 121 et est relié à l'électrode 91 située le plus à l'intérieur Le conducteur 143 est relié à l'électrode 93 située le plus à l'extérieur Les deux conducteurs 141 et 143 sortent de la surface extérieure de chaque conduit 71 L'électrode 141 est munie d'une gaine isolante 145 sur sa longueur à l'intérieur des parois de chaque conduit 71 Le courant traversant le conducteur 141 circule de façon opposée au courant circulant à travers le métal liquide se trouvant dans le conduit Les champs magnétiques produits par ces courants se contrecarrent mutuellement et leur effet de distortion sur le champ produit

par l'électroaimant 53 est éliminé.

Les conducteurs 141 et 143 sont alimentés à partir du générateur 65 (figure 15) par l'intermédiaire des barres omnibus 147 et 149 (figures 3 et 14) Les barres omnibus sont il reliées à des bagues 151 et 153 Les conducteurs 141 et 143 pour chaque conduit 71 sont reliés aux bagues 151 et 153, La variante de conduit représentée sur la figure 7 comprend des parois latérales composites 161 La section 163 de paroi intérieure des parois latérales 161 est constituée par une

mince bande métallique pliée présentant une résistance méca-

nique élevée et ayant une conductibilité électrique relativement

faible De façon typique, la bande est composée d'acier inoxy-

dable, ou d'alliage INCONEL ou HASTELLOY et a une épaisseur d'environ 1,5 mm La bande 163 est fixée à ses extrémités aux électrodes 91 et 93 La bande est renforcée par une plaque isolante 165 et une plaque métallique 167, de façon typique en

acier doux, isolées des électrodes par une plaque isolante 165.

La structure intérieure décrite ci-dessus du conduit 71 dans la région o la force d'entraînement est appliquée est enfermée dans un châssis 171 (figures 5, 6) isolant de l'électricité et de la chaleur À l'intérieur, le châssis 171 porte contre un

profilé 173 (figure 6) en matière isolante de l'électricité.

L'électrode 141 comporte un coude 175 dont l'extrémité est reliée à l'électrode 91 Ce coude, est en appui sur son côté intérieur avec l'extrémité de l'aile 177 du profilé 173 et sur

son côté extérieur avec la tige 127 Le châssis 171 est tra-

versé sur son c 8 té extérieur par les électrodes 141 et 143.

Le châssis isolant est enfermé dans un Dewar 179 (figure 5)

comprenant une enveloppe intérieure 181, une enveloppe exté-

rieure 183 et un écran 185 de protection contre les radiations.

Les enveloppes 181 et 183 et l'écran 185 sont rectangulaires.

La surface 187 de l'écran vers l'intérieur est trait& de telle sorte qu'elle réfléchisse fortement les radiations Le Dewar 179 s'étend le long de la région o la force d'entratnement est

imprimée au métal liquide.

Le générateur homopolaire 65, qui fournit le courant au

métal liquide, comprend un bâti 191 composé d'éléments exté-

rieurs 193 et 195 et d'éléments intérieurs 197 et 199 Les éléments intérieurs 197 et 199 portent l'un contre l'autre et contre les éléments extérieurs adjacents 193 et 195 Chacun des éléments extérieurs 193 et 195 est annulaire dans le sens circulaire et comporte un rebord 201 Chacun des éléments intérieurs 197 et 199 est également 8 nnulaire dans le sens circulaire et comporte une lèvre 203 Les éléments 193-199 sont composés chacun d'une matière aimantable, par exemple du

fer doux ou de l'acier Le générateur 65 comporte un rotor 205.

Le roter est composé d'une matière aimantable, par exemple de l'acier Il est garni extérieurement par une enveloppe 207 en une matière fortement conductrice, comme par exemple du;'vre

ou de l'aluminium L'enveloppe 207 peut avoir une épaissou-

comprise entre 2,5 mm et 25 mm L'arbre 209 du rotor 205 est supporté en vue de sa rotation par des paliers 211 et 213 qui sont logés dans des ouvertures épaulées formées dans les éléments extérieurs 193 et 195 du bâti 191 L'arbre 209 est entratné par le moteur 63 Le générateur 65 comporte des enroulements de champ 215 et 217 Les enroulements 215 et 217 sont logés dans les fentes annulaires délimitées par les lèvres 203 des éléments intérieurs 197 et 199 Dans une région entre les éléments 197 et 199 se trouve un entrefer à travers lequel les conducteurs

219 et 221, qui alimentent les bobines 215 et 217, sont admis.

Le générateur 65 comporte une pluralité de balais 223 et 225 disposés circonférentiellement qui portent contre l'enveloppe 207 Les balais sont logés dans les fentes annulaires délimitées par les rebords ou ailes 201, Le courant collectif provenant

des balais est fourni aux barres omnibus 147 et 149 (figure 3).

Les balais 223 sont reliés à la barre omnibus 147 et les balais

225 à la barre omnibus 149.

L'électroaimant 53 (figures 4, 8, 9) comprend,en plus de l'enroulement 51, des éléments ou blocs 231 de noyau en matière magnétique ou aimantable Les éléments 231 de noyau s'étendent le long de la région o la force d'entraînement est imprimée au métal liquide et ont une section droite ayant la forme d'une section d'anneau Les éléments 231 de noyau sont interposés entre les conduits 71 L'enroulement 51 est du type en forme de selle Il comprend des spires 233 qui s'étendent le long des éléments 231 de noyau et sur ces éléments ainsi que des spires

235 qui s'étendent le long des conduits et sur ces conduits.

L'enroulement 51 est alimenté en courant d'excitation par le conducteur intérieur 57 et le conducteur extérieur 59 du câble coaxial 55 (figures 11, 12) Le conducteur intérieur 57 est un tube tressé enfermé dans une gaine isolante 241 À l'intérieur de l'enveloppe 103, l'isolant est retiré de sorte

que le long d'une partie 243 de sa longueur jusqu'à son raccor-

dement à l'enroulement 51, le conducteur 57 constitue un tube ouvert Le conducteur extérieur 59 est de même un tube tressé

présent dans une gaine isolante 245 À l'intérieur de l'enve-

loppe 203, l'isolant 245 est retiré de sorte que le long d'une

partie 247 de sa longueur jusqu'à son raccordement aux enrou-

lements 51, le conducteur 59 est un tube ouvert L'hélium liquide est introduit dans le c 9 ble coaxial 55 et s'écoule jusque dans l'espace intérieur de l'enveloppe 103, o sont disposés les enroulements 51, par l'intermédiaire des tubes

tressés 243 et 247.

Le champ magnétique de l'électroaimant 53 est appliqué au métal liquide présent dans les conduits 71 dans une direction circonférentielle perpendiculaire à l'axe longitudinal des

conduits et au courant radial à travers le métal liquide.

Le courant circule radialement La force électromagnétique résultante dans le métal liquide est dirigée dans le sens longitudinal des conduits On règle la direction en réglant convenablement la direction du champ magnétique*

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Pompe électromagnétique pour un fluide conducteur de l'électricité, comprenant un agencement ( 71) de conduits pour transporter ledit fluide, ledit agencement ( 71) de conduits comportant des électrodes ( 91, 93) disposées en contact élec- trique avec ledit fluide, un premier moyen ( 65) d'alimentation en courant électrique relié auxdites électrodes ( 91, 93) pour envoyer un courant continu à travers ledit fluide, et un moyen

électromagnétique ( 53) comprenant un agencement ( 51) d'enrou-

lements d'excitation associé audit agencement ( 71) de conduits pour appliquer audit fluide un champ magnétique ayant une composante principale perpendiculaire à la direction dudit

courant électrique, caractérisé par le fait que ledit agence-

ment ( 51) d'enroulements comporte des spires composées d'une matière qui est supraconductrice à des températures basses, que des moyens ( 41) sont associés audit agencement ( 51) d'enroulements pour maintenir lesdits enroulements à une température à laquelle ledit agencement ( 51) d'enroulements est supraconducteur, et qu'un second moyen ( 47) d'alimentation

en courant électrique est relié audit agencement ( 51) d'en-

roulements pour fournir un courant d'excitation audit agence-

ment ( 51) d'enroulements.

2 e Pompe électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'agencement ( 71) de conduits est enfermé dans un isolant thermique ( 95, 97; 171, 179), isolant

thermiquement le fluide vis-à-vis de la température de supra-

conductivité.

3 e Pompe électromagnétique suivant les revendications

1 ou 2, caractérisée par le fait que le moyen électromagnétique ( 53) et la partie ( 73) de l'agencement ( 71) de conduits qui est reliée au moyen électromagnétique ( 53) se trouve dans une enceinte étanche ( 95, 97), ledit appareil comprenant un moyen ( 71) relié à ladite enceinte pour maintenir l'enroulement

dans l'hélium liquide.

4 Pompe électromagnétique suivant l'une quelconque

des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée par le fait que

les électrodes ( 91, 93) sont disposées de façon opposée dans l'agencement ( 71) de conduits et que le premier moyen ( 65) d'alimentation en courant électrique est relié par un premier

conducteur ( 141) k l'électrode ( 91) qui est reliée électrique-

ment le plus près dudit premier moyen d'alimentation en courant et par un second conducteur de retour ( 143) à l'électrode ( 91) qui est électriquement le plus loin dudit moyen ( 65) d'alimentation en courant, ledit second conducteur ( 143) s'étendant en général d'une façon parallèle et adjacente audit agencement ( 71) de conduits, de sorte que les courants circulant à travers ledit fluide et s'éloignant dudit fluide suivent des circuits ( 141, 143) parallèles et adjacents

aduisant le courant de façon opposée.

Pompe électromagnétique suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le

premier moyen ( 65) d'alimentation en courant électrique est un générateur ( 65) homopolaire fournissant un courant

d'intensité élevée sous une tension faible.

6 Pompe électromagnétique suivant l'une quelconque

des revendications 1 à 5, dans laquelle: ledit

agencement de conduits comporte une entrée ( 67) de fluide et une sortie ( 75) de fluide, caractérisée par le fait qu'une pluralité de conduits séparés ( 71) sont interposés entre ladite entrée ( 67) et ladite sortie ( 75), lesdits conduits ( 71) étant espacés circonférentiellement de sorte qu'en coupe transversale, lesdits conduits ( 71) définissent un espace annulaire, chacun desdits conduits comportant des électrodes décalées ( 91, 93),

en contact avec ledit fluide, ledit premier moyen ( 65) d'ali-

mentation en courant électrique étant relié auxdites électrodes

( 91, 93) pour fournir du courant audit fluide par l'intermé-

diaire desdites électrodes ( 91, 93), lesdites électrodes ( 91, 93) étant disposées de manière telle que ledit courant est acheminé d'une façon générale radialement par rapport

audit espace annulaire à travers ledit fluide, et un électro-

aimant ( 53) toroldal est pourvu d'une pluralité de noyaux ( 231) aimantables interposés circonférentiellement entre lesdits conduits ( 71) de manière que, en coupe transversale, les sections desdits noyaux ( 231) soient interposées entre les sections desdits conduits ( 71) dans ledit espace annulaire,

ledit électroaimant ( 53) toroldal comportant aussi un agence-

ment d'enroulements ( 51), et ledit second moyen ( 41) d'alimen-

tation en courant électrique est relié audit agencement d'enroulements ( 51) pour fournir a ce dernier mun courant d'excitation de manière à créer un champ magnétique dans ledit fluide, les enroulements ( 51) dudit agencement d'enroulements comportant des spires ( 233, 235) s'étendant sur lesdits noyaux ( 231) et passant sur une distance notable longitudinalement le long desdits conduits ( 71) entre lesdits noyaux ( 231) de manière que ledit champ magnétique soit circonférentiel dans son ensemble par rapport audit espace annulaire, et lesdites

spires ( 233) s'étendant sur une distance notable longitudina-

lement le long desdits conduits ( 71) en supprimant les fuites

de flux magnétique dans le sens radial desdits conduits ( 71).

7 Pompe électromagnétique suivant la revendication 6,

caractérisée par le fait que des parois ( 125) ayant la pro-

priété de réduire à un minimum la circulation de courant en dérivation sur le courant circulant à travers ledit fluide sont disposées entre lesdites électrodes ( 91, 93), et que des moyens électromagnétiques ( 53) sont reliés audit agencement de conduits ( 71) pour appliquer audit fluide un champ magnétique

perpendiculaire d'une façon générale à la direction de circu-

lation dudit courant et perpendiculaire aussi d'une façon générale k la dimension longitudinale dudit agencement de conduits ( 71) le long duquel ledit fluide doit être acheminé et que des moyens de renforcement ( 123) isolés électriquement desdites électrodes ( 91, 93) sont montés derrière lesdites parois ( 125) pour que lesdites sections de paroi puissent

supporter ladite pression.

8 Pompe électromagnétique suivant la revendication 7, caractérisée par le fait que lesdites parois ( 125) ont une faible épaisseur et sont composées d'un métal ayant une

conductibilité électrique faible et que ledit moyen de ren-

forcement ( 133) est composé d'une pluralité d'isolants résistant à la température et supportés à partir d'une structure ( 123) située derrière les parois ( 125), lesdits

isolants( 133)portant contre lesdites parois ( 125).

9 Pompe électromagnétique suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que lesdites parois ( 125) sont pliées vers l'avant et vers l'arrière entre les électrodes ( 91, 93) de telle sorte que les circuits conducteurs de

l'électricité de ces parois ont une longueur notable.

Pompe électromagnétique suivant l'une quelconque

des revendications 1 à, 9, caractérisée par le fait que lesdits

conducteurs ( 57, 59) sont adaptés pour acheminer un courant d'excitation ainsi que de l'hélium liquide jusqu'à l'agencement

d'enroulements ( 233) pour maintenir cet agencement d'enroule-

ment* ( 233) à une température de supraconduction, lesdits conducteurs ( 57, 59) étant tressés et la tresse ( 241 p 245) étant mise à nu dans la région de l'agencement d'enroulements ( 233) de manière à permettre à l'hélium de s'écouler dans

ladite région à travers la tresse ( 241, 245).