INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le système de conditionnement thermique 100 comporte un circuit de fluide réfrigérant 10 configuré pour faire circuler un fluide réfrigérant, le circuit de fluide réfrigérant 10 comportant: - Une boucle principale A comprenant successivement selon le sens de circulation du fluide réfrigérant: -- un premier dispositif de compression 1, -- un deuxième dispositif de compression 2, -- un premier échangeur de chaleur 31 configuré pour échanger de la chaleur avec un premier fluide caloporteur F1, -- un premier détendeur 41, -- un premier évaporateur 3, - Une première branche de dérivation B reliant un premier point de raccordement 11 disposé sur la boucle principale A en aval du premier échangeur de chaleur 31 et en amont du premier détendeur 41 à un deuxième point de raccordement 12 disposé sur la boucle principale A en aval du premier dispositif de compression 1 et en amont du deuxième dispositif de compression 2, la première branche de dérivation B comportant successivement un deuxième détendeur 42 et un deuxième évaporateur 4, - un premier échangeur interne 5 disposé conjointement sur la boucle principale A en aval du premier point de raccordement 11 et en amont du premier détendeur 41, et sur la première branche de dérivation B en aval du deuxième détendeur 42 et en amont du deuxième évaporateur 4.
Cette architecture de circuit permet de fournir une puissance maximale de refroidissement élevée en tout permettant une bonne efficacité énergétique sur une large plage de puissance de fonctionnement.
Le système de conditionnement thermique 100 est configuré pour fonctionner au moins selon un mode dans lequel le fluide réfrigérant circulant dans la première branche de dérivation B est à l’état de vapeur surchauffée en sortie du premier échangeur interne 5. On entend par là que le système de conditionnement thermique peut sélectivement fonctionner selon un mode de fonctionnement dans lequel le fluide réfrigérant est surchauffé en sortie du premier échangeur interne, et peut sélectivement fonctionner selon d’autres modes de fonctionnement dans lesquels le fluide réfrigérant sortant du premier échangeur interne n’est pas surchauffé.
Le deuxième évaporateur 4 est ainsi rendu inactif, c’est-à-dire que même si un débit de fluide réfrigérant parcourt le deuxième évaporateur 4, ce débit de fluide réfrigérant ne subit pas de transfert thermique. Ce mode de fonctionnement permet d’optimiser le fonctionnement du système de conditionnement thermique dans certaines conditions de fonctionnement.
Le deuxième détendeur 42 est contrôlé par une mesure en sortie du premier échangeur interne 5 d’une surchauffe du fluide réfrigérant circulant dans la première branche de dérivation B. Le débit de fluide réfrigérant à travers le deuxième détendeur 42 est contrôlé de façon à ce que l’échange thermique dans le premier échangeur interne 5 permette d’obtenir une vapeur surchauffée en sortie de la deuxième section d’échange thermique 5b.
Le premier fluide caloporteur F1 est ici un flux d’air intérieur Fi à un habitacle d’un véhicule automobile.
Selon une variante non illustrée, le premier fluide caloporteur F1 est un flux d’air extérieur Fe à un habitacle d’un véhicule automobile.
On entend par flux d’air intérieur Fi un flux d’air à destination de l’habitacle du véhicule automobile. Ce flux d’air intérieur Fi peut circuler dans une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation, désignée fréquemment par le terme Anglais « HVAC », pour « Heating, Ventilating and Air Conditioning ». Cette installation n’a pas été représentée sur les différentes figures. Un premier groupe moto-ventilateur, également non représenté, est disposé dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air intérieur Fi.
On entend par flux d’air extérieur Fe un flux d’air qui n’est pas à destination de l’habitacle du véhicule. Autrement dit, ce flux d’air Fe reste à l’extérieur de l’habitacle du véhicule. Un deuxième groupe moto-ventilateur, également non représenté, peut être activé afin d’augmenter si nécessaire le débit du flux d’air extérieur Fe. Le débit d’air assuré par le premier ainsi que par le deuxième groupe moto-ventilateur peut être ajusté en temps réel en fonction des besoins d’échanges thermiques, par exemple par l’unité électronique de contrôle du système de conditionnement thermique 100.
Le premier évaporateur 3 est configuré pour fonctionner sélectivement en condenseur dans des cas particuliers de fonctionnement du système de conditionnement thermique. De même, le deuxième évaporateur 4 est configuré pour fonctionner sélectivement en condenseur. Autrement dit, dans des modes de fonctionnement particulier, une condensation du fluide réfrigérant peut se produire dans le premier évaporateur 3. Il en est de même pour le deuxième évaporateur 4. Selon l‘exemple illustré, le premier évaporateur 3 est couplé thermiquement avec un premier élément 25 d’une chaine de traction d’un véhicule automobile. Autrement dit, le premier évaporateur 3 peut échanger de la chaleur avec le premier élément 25 d’une chaine de traction d’un véhicule automobile.
Le premier élément 25 de la chaine de traction électrique comprend sur l’exemple illustré un moteur électrique de traction du véhicule. Le premier élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule peut également comprendre un module électronique de pilotage d’un moteur électrique de traction du véhicule. Ce module électronique de pilotage est appelé onduleur. Le premier élément 25 peut aussi comprendre une batterie de stockage d’énergie électrique.
Le premier évaporateur 3 est ici couplé thermiquement avec le premier élément 25 par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans une première boucle secondaire 7 de liquide caloporteur. Le liquide caloporteur peut être un mélange d’eau et de glycol.
Le premier élément 25 de la chaine de traction électrique du véhicule est configuré pour échanger de la chaleur avec le premier évaporateur 3 par l’intermédiaire d’un liquide caloporteur circulant dans une première boucle secondaire 7 de liquide caloporteur. Le couplage thermique entre le premier évaporateur 3 et le premier élément 25 est dit indirect.
Selon une variante non représentée, le premier évaporateur 3 est en contact avec le premier élément 25. Une paroi du premier évaporateur 3 est en contact avec une paroi du premier élément 25. Une pâte visant à améliorer le transfert thermique entre les deux parois peut être disposée entre ces deux parois. Cette pâte évite la présence d’une couche d’air entre les deux parois, qui limiterait le transfert thermique. Le couplage thermique est ainsi dit direct.
Le deuxième évaporateur 4 est ici couplé thermiquement avec un deuxième élément 30 d’une chaine de traction d’un véhicule automobile. En d’autres termes, le deuxième évaporateur 4 peut échanger de la chaleur avec le deuxième élément 30 d’une chaine de traction du véhicule automobile.
Procédé pour la production d’un faisceau d’espèces chargées en phase gazeuse et dispositif associé La présente invention concerne un procédé pour la production d’un faisceau d’espèces chimiques chargées en phase gazeuse. L’invention concerne également un dispositif adapté à la mise en œuvre du procédé selon l’invention.
Art antérieur Les faisceaux ioniques en phase gazeuse sont connus et trouvent de nombreuses applications, notamment pour l’analyse de surfaces à haute résolution, par exemple par SIMS pour spectrométrie de masse des ions secondaires (en anglais « Secondary Ion Mass Spectrometry »). Ces faisceaux sont également utilisés pour l’imagerie à haute résolution ou encore pour la structuration à haute résolution, par exemple par enlèvement ou dépôt localisé de matière, etc…
Il existe à l’heure actuelle trois grandes familles de dispositifs permettant la production d’ions en phase gazeuse.
Un premier type de source, dit de type « electrospray », se base sur la technique ESI pour ionisation par électropulvérisation (en anglais « Electrospray Ionization »). Cette technique repose sur la préparation d’une dispersion de gouttelettes chargées électriquement. Cette première technologie répond à des besoins spécifiques dans le domaine de la chimie analytique. Par exemple pour la spectrométrie de masse, elle permet l’obtention d’ions moléculaires intacts. Cette première technologie ne permet cependant pas la production de faisceaux d’ions micrométriques stables. En particulier, le niveau de focalisation de ces faisceaux n’est pas suffisant.
Un deuxième type de source repose sur la technologie SIS pour « ionisation de surface » (en anglais « Surface Ionization Source »). Le principe de fonctionnement de ces dispositifs est le suivant : une surface métallique ou en un alliage métallique est chauffée à haute température et sous pression réduite en présence d’un matériau à ioniser introduit sous forme gazeuse. L’interaction des atomes du matériau à ioniser avec la surface chauffée conduit à leur ionisation. Les ions générés sont ensuite extraits de la source puis focalisés. Cette technique est particulièrement adaptée à la production de faisceaux d’ions alcalins (ex : ions césium Cs + ) et/ou alcalino-terreux et/ou plus rarement halogènes (ex : ions iodures I - ). Ce type de source nécessite cependant des équipements de chauffage complexes afin de maintenir sous forme gazeuse l’espèce chimique à ioniser. De plus, le choix du matériau à ioniser est limité en raison d’une part du besoin de l’introduire sous forme gazeuse et d’autre part de la réactivité nécessaire.
Un troisième type de source repose sur l’utilisation de matériaux liquides conducteurs. Connue sous la désignation LMIS pour Source d’Ions de Métal Liquide (en anglais « Liquid Metal Ion Sources »), son principe de fonctionnement est représenté sur la . La représente un dispositif 1 de type LMIS dans lequel un métal liquide 2 (par exemple du gallium) mouille une pointe métallique 3 portée à un potentiel élevé par rapport à un extracteur 4 placé à une faible distance de la pointe métallique 3. Un fort champ électrique appliqué à l’extrémité 5 de la pointe 3 conduit à l’ionisation du métal liquide. Les espèces chimiques 6 ainsi produites peuvent ensuite être focalisées et utilisées pour impacter une cible. Ce type de source est notamment décrit par Jacques Gierak, Focused Ion Beam Technology and Ultimate Applications, Semiconductor Science and Technology , 24(4) :43001, 2009. Elles sont aujourd’hui très utilisées pour l’analyse et la structuration de surface à l’échelle nanométrique (sonde FIB pour Source Ionique Focalisée en anglais « Focused Ion Beam »). Ces sources trouvent également de nombreuses applications dans le domaine de la microélectronique et sont utilisées partout dans le monde. Son principe de fonctionnement peut par ailleurs être généralisé à l’utilisation d’autres matériaux liquides conducteurs. De tels dispositifs sont notamment décrits dans US 6,337,540, US 8,030,621 et US 9,704,685. Ces sources d’ions sont alors désignées sous le sigle ILIS pour source d’ions de liquide ionique (en anglais « Ionic Liquid Ion Sources »). Une autre variante utilise des sels inorganiques fondus à haute température (Source MiLICIS pour source d’ions de liquide ionique microscopique, en anglais « Microscopic Liquid Ionic Compound Ion Source »). De tels dispositifs sont notamment décrits dans US 2010/0181493 A1. Ces technologies basées sur des sources à liquides conducteurs présentent de nombreux avantages, tels qu’une grande brillance ( i.e. une faible surface d’émission, une distribution étroite de vitesse des ions formant le faisceau et une focalisation importante) et une longue durée de vie. Ces technologies sont toutefois limitées dans le choix des ions qu’il est possible de générer. Par ailleurs, les températures de fonctionnement élevées des sources LMIS et MiLICIS restreignent le choix des ions qu’il est possible d’obtenir. Seuls certains métaux, sels ou combinaisons eutectiques sont accessibles par ces deux méthodes. Les sources ILIS ne permettent quant à elles que d’émettre des ions à partir d’un composé de départ de type liquide ionique, ce qui n’est pas toujours possible. Enfin, il est difficile, voire impossible, de prévenir l’émission, dans le faisceau ionique, de gouttelettes des espèces ioniques de départ.
Buts de l’invention Il existe donc le besoin de résoudre les problèmes techniques précités.
En particulier, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un nouveau procédé permettant de produire, de manière simple, des faisceaux d’une très large variété d’espèces chargées, dans des conditions aussi douces que possible, tout en permettant de prévenir la formation de gouttelettes chargées.
En particulier, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un nouveau procédé dont la mise en œuvre permet de générer un faisceau d’espèces chimiques complexes, notamment de nanoparticules chargées.
La présente invention repose sur un procédé de fabrication d’un faisceau d’espèces chimiques chargées sous forme gazeuse dans lequel l’espèce précurseur du faisceau est associée à un polymère, le polymère permettant de séparer les espèces chargées avant leur extraction/accélération pour former un faisceau d’espèces chimiques chargées sous forme gazeuse.
Le procédé selon l’invention permet de résoudre l’ensemble des problèmes techniques décrits ci-dessus.
Le procédé selon l’invention est avantageux en ce qu’il permet la préparation de faisceaux d’espèces chimiques chargées de nature chimique variée. Il permet en particulier la production de faisceaux d’ions monoatomiques, de molécules chargées complexes ou encore de nanoparticules chargées.
Le procédé selon l’invention est également avantageux en ce qu’il est mis en œuvre à une température réduite, par rapport aux procédés de l’art antérieur. En particulier, selon certains modes de réalisation, le procédé de l’invention est efficace à température ambiante.
Le procédé selon l’invention est avantageux en ce qu’il permet de sélectionner avec précision la ou les espèces chimiques à extraire et ce grâce au choix spécifique d’une part du polymère et d’autre part du composé précurseur utilisé.
Le procédé selon l’invention est également avantageux en ce qu’il permet de réduire significativement, voire d’empêcher, l’émission de gouttelettes de la composition précurseur.
Le troisième détendeur 43 est disposé en aval du quatrième point de raccordement 14. Le troisième détendeur 43 est disposé en aval du premier échangeur de chaleur 31.
La troisième branche de dérivation D relie un cinquième point de raccordement 15 disposé sur la deuxième branche de dérivation C à un sixième point de raccordement 16 disposé sur la boucle principale A entre le troisième détendeur 43 et le deuxième échangeur de chaleur 32.
Selon les modes de réalisation illustrés sur les différentes figures, le système de conditionnement thermique 100 comporte une quatrième branche de dérivation E reliant un septième point de raccordement 17 disposé sur la boucle principale A en aval du quatrième point de raccordement 14 et en amont du sixième point de raccordement 16 à un huitième point de raccordement 18 disposé sur la boucle principale A en aval du deuxième échangeur de chaleur 32 et en amont du premier point de raccordement 11.
La quatrième branche de dérivation E est une branche de contournement du deuxième échangeur de chaleur 32 et du troisième dispositif de détente 43. Autrement dit, le fluide réfrigérant circulant dans la boucle principale A en aval du deuxième dispositif de compression 2 peut, en circulant dans la quatrième branche de dérivation E, contourner le troisième dispositif de détente 43 et le deuxième échangeur de chaleur 32.
Le système de conditionnement thermique 100 comporte aussi une cinquième branche de dérivation F reliant un neuvième point de raccordement 19 disposé sur la première branche de dérivation B en aval du deuxième évaporateur 4 à un dixième point de raccordement 20 disposé sur la boucle principale A en aval du premier échangeur interne 5 et en amont du premier détendeur 41.
Le système de conditionnement thermique 100 peut également comporter une sixième branche de dérivation G reliant un onzième point de raccordement 21 disposé sur la boucle principale A en aval du dixième point de raccordement 20 et en amont du premier détendeur 41 à un douzième point de raccordement 22 disposé sur la boucle principale A en aval du premier évaporateur 3 et en amont du premier dispositif de compression 1, la sixième branche de dérivation G comprenant successivement un quatrième détendeur 44 et un troisième échangeur de chaleur 33 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air Fi intérieur à un habitacle d’un véhicule automobile. Le troisième échangeur de chaleur 33 permet ainsi de refroidir l’habitacle du véhicule. Un volet mobile, non représenté, permet de régler le débit d’air échangeant de la chaleur avec le flux d’air intérieur Fi. Le troisième échangeur de chaleur 33 et le premier échangeur de chaleur 31 sont tous les deux disposés dans l’installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Afin de simplifier la représentation, le troisième échangeur de chaleur 33 et le premier échangeur de chaleur 31 ne sont pas représentés l’un à côté de l’autre. Deux flèches distinctes désignent ainsi le même flux d’air intérieur Fi.
Le système de conditionnement thermique 100 comporte en outre une septième branche de dérivation H reliant un treizième point de raccordement 23 disposé sur la boucle principale A en aval du deuxième échangeur de chaleur 32 et en amont du huitième point de raccordement 18 à un quatorzième point de raccordement 24 disposé sur la boucle principale A en aval du douzième point de raccordement 22 et en amont du premier dispositif de compression 1. Cette septième branche de dérivation H permet d’assurer un fonctionnement selon un mode dit pompe à chaleur dans lequel la chaleur rejetée dans le flux d’air intérieur Fi au niveau du premier échangeur de chaleur 31 est en partie prélevée du flux d’air extérieur Fe au niveau du deuxième échangeur de chaleur 32.
Le quatorzième point de raccordement 24 peut être confondu avec le douzième point de raccordement 22.
Sur l’exemple illustré, la boucle principale A comporte un quatrième échangeur de chaleur 34 disposé en aval du deuxième échangeur de chaleur 32 et en amont du premier point de raccordement 11, le quatrième échangeur de chaleur 34 étant configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air Fe extérieur à un habitacle du véhicule. Lorsque la septième branche de dérivation H est présente, le quatrième échangeur de chaleur 34 est disposé sur la boucle principale A en aval du treizième point de raccordement 23 et en amont du premier point de raccordement 11. Lorsque la quatrième branche de dérivation E est également présente, le quatrième échangeur de chaleur 34 est disposé en aval du treizième point de raccordement 23 et en amont du huitième point de raccordement 18.
Le système de conditionnement thermique comporte aussi un échangeur bifluide 6 disposé conjointement sur la boucle principale A de fluide réfrigérant en aval du deuxième échangeur de chaleur 32 et en amont du huitième point de raccordement 18, et sur une boucle auxiliaire 9 de liquide caloporteur de façon à permettre un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et le liquide caloporteur.
L’échangeur bifluide 6 est disposé en amont du quatrième échangeur de chaleur 34 selon le sens de circulation du fluide réfrigérant.
L’échangeur bifluide 6 peut être présent sans que le quatrième échangeur de chaleur 34 ne soit présent. De même, le quatrième échangeur de chaleur 34 peut être présent sans que l’échangeur bifluide 6 ne soit présent. Ces variantes n’ont pas été représentées.
La boucle auxiliaire 9 de liquide caloporteur comporte un cinquième échangeur de chaleur 35 configuré pour échanger de la chaleur avec un flux d’air Fe extérieur à un habitacle du véhicule. La chaleur absorbée du fluide réfrigérant au niveau de l’échangeur bifluide 6 peut ainsi être dissipée dans le flux d’air extérieur Fe au niveau du cinquième échangeur 35. La boucle auxiliaire 9 de liquide caloporteur comprend une pompe 70 configurée pour faire circuler le liquide caloporteur. La boucle auxiliaire 9 de liquide caloporteur est isolée de la première boucle secondaire 7 et de la deuxième boucle secondaire 8.
Le deuxième échangeur de chaleur 32 peut fonctionner, selon certains modes de fonctionnement, en condenseur du fluide réfrigérant gazeux à haute pression. L’échangeur bifluide 6 disposé en aval du deuxième échangeur 32 peut permettre, suivant les conditions de fonctionnement, de terminer la condensation ou de réaliser un sous-refroidissement du fluide réfrigérant sortant du deuxième échangeur 32. Le quatrième échangeur de chaleur 34 peut assurer un sous-refroidissement du fluide réfrigérant sortant de l’échangeur bifluide 6.
De préférence, le quatrième échangeur de chaleur 34 est disposé en amont du cinquième échangeur de chaleur 35 selon un sens d’écoulement du flux d’air extérieur Fe. Le cinquième échangeur de chaleur 35 est disposé en amont du deuxième échangeur de chaleur 32 selon un sens d’écoulement du flux d’air extérieur Fe. En d’autres termes, le flux d’air extérieur Fe traverse dans l’ordre le quatrième échangeur de chaleur 34, puis le cinquième échangeur de chaleur 35, puis le deuxième échangeur de chaleur 32. Le quatrième échangeur de chaleur 34 reçoit ainsi un flux d’air qui n’a pas été réchauffé par un passage dans un autre échangeur de chaleur. Cette disposition est propice à assurer un sous-refroidissement du fluide réfrigérant lorsque le deuxième échangeur 32 fonctionne en condenseur du fluide réfrigérant gazeux à haute pression.
Selon les modes de réalisation des figures 1 à 3, la boucle principale A comporte un dispositif d’accumulation de fluide réfrigérant 26 disposé en aval du quatorzième point de raccordement 24 et en amont du premier dispositif de compression 1. Le dispositif d’accumulation 26 est un accumulateur basse pression. Cet accumulateur permet de réaliser une réserve de fluide réfrigérant permettant de compenser les variations de la quantité de fluide réfrigérant circulant dans le circuit 10.
Dans des modes de réalisation, tels que représentés sur la , le dispositif 300 comporte, de plus, au moins un capteur de température 315 associé à au moins une antenne 304 émettrice de micro-ondes.
Ces modes de réalisation permettent le suivi de la température durant l’extraction.
Préférentiellement, l’antenne 304 émettrice de micro-ondes comporte un moyen d’adaptation (non représenté) de la puissance des ondes émises en fonction de la température mesurée. Le moyen d’adaptation comporte : - un moyen de comparaison entre une valeur seuil prédéterminée et la valeur réelle mesurée et - un moyen de régulation de la puissance des micro-ondes appliquée dans l’enceinte 304 selon le résultat de la comparaison.
La valeur seuil prédéterminée est une valeur limite ou une valeur minimale. Lorsque la valeur mesurée dépasse la valeur limite prédéterminée, la puissance des micro-ondes est réduite afin d’être inférieure à la valeur limite prédéterminée. Lorsque la valeur mesurée est en dessous de la valeur minimale prédéterminée, la puissance des micro-ondes est augmentée afin d’être supérieure la valeur minimale prédéterminée.
Ainsi, la puissance des micro-ondes émises dans l’enceinte 304 est adaptée en fonction du fluide et des végétaux à extraire et selon des contraintes prédéterminées, tels que la température de dégradation du fluide et/ou des végétaux.
Dans des modes de réalisation, tels que représentés en , le dispositif 300 comporte, de plus, au moins un moyen d’évacuation 316 des végétaux situé à la sortie de l’enceinte 304. Le moyen d’évacuation 316 est configuré pour récupérer les végétaux situés sur le tapis de déplacement 301 et obtenus après extraction.