INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Pour réaliser l’électrolyse de la vapeur d’eau à haute température (EHT), on injecte de la vapeur d’eau (H 2 O) dans le compartiment cathodique. Sous l’effet du courant électrique appliqué à la cellule, la dissociation des molécules d’eau sous forme de vapeur est réalisée à l’interface entre l’électrode à hydrogène (cathode) et l’électrolyte : cette dissociation produit du gaz dihydrogène (H 2 ) et des ions oxygène (O 2- ). Le dihydrogène (H 2 ) est collecté et évacué en sortie de compartiment à hydrogène. Les ions oxygène (O 2- ) migrent à travers l’électrolyte et se recombinent en dioxygène (O 2 ) à l’interface entre l’électrolyte et l’électrode à oxygène (anode). Un gaz drainant, tel que de l’air, peut circuler au niveau de l’anode et ainsi collecter l’oxygène généré sous forme gazeuse à l’anode.
Pour assurer le fonctionnement d’une pile à combustible à oxydes solides (SOFC), on injecte de l’air (oxygène) dans le compartiment cathodique de la pile et de l’hydrogène dans le compartiment anodique. L’oxygène de l’air va se dissocier en ions O 2- . Ces ions vont migrer dans l’électrolyte de la cathode vers l’anode pour oxyder l’hydrogène et former de l’eau avec une production simultanée d’électricité. En pile SOFC, tout comme en électrolyse SOEC, la vapeur d’eau se trouve dans le compartiment de dihydrogène (H 2 ). Seule la polarité est inversée.
A titre d’illustration, la représente une vue schématique montrant le principe de fonctionnement d’un électrolyseur à oxydes solides à haute température de type SOEC. La fonction d'un tel électrolyseur est de transformer la vapeur d'eau en hydrogène et en oxygène selon la réaction électrochimique suivante : 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2 .
Cette réaction est réalisée par voie électrochimique dans les cellules de l’électrolyseur. Comme schématisée sur la , chaque cellule d’électrolyse élémentaire 1 est formée d’une cathode 2 et d’une anode 4, placées de part et d'autre d'un électrolyte solide 3. Les deux électrodes (cathode et anode) 2 et 4 sont des conducteurs électroniques et/ou ioniques, en matériau poreux, et l’électrolyte 3 est étanche au gaz, isolant électronique et conducteur ionique. L'électrolyte 3 peut être en particulier un conducteur anionique, plus précisément un conducteur anionique des ions O 2- et l’électrolyseur est alors dénommé électrolyseur anionique, par opposition aux électrolytes protoniques (H + ).
Les réactions électrochimiques se font à l'interface entre chacun des conducteurs électroniques et le conducteur ionique.
A la cathode 2, la demi-réaction est la suivante : 2 H 2 O + 4 e - → 2 H 2 + 2 O 2- .
Ledit logement et ladite au moins une plaque chauffante peuvent présenter une forme sensiblement parallélépipédique, notamment une forme de pavé ou une forme cubique.
Par ailleurs, ledit logement peut être formé, dans l’épaisseur de ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure, de façon centrale, à égale distance des faces principales supérieure et inférieure, et à égale distance des orifices de serrage, entre les orifices de serrage.
De plus, l’épaisseur dudit logement peut être comprise entre 5 mm et 10 mm, notamment de l’ordre de 8 mm. La largeur dudit logement peut quant à elle être comprise entre 20 mm et 86 mm, notamment de l’ordre de 86 mm.
En outre, ladite au moins une plaque chauffante peut comporter une résistance chauffante dont la puissance maximale est d’au moins 1200 W.
Ladite au moins une plaque chauffante peut être réalisée en céramique ou en alliage métallique, notamment en acier inoxydable ou en alliage à base de nickel, étant notamment traité par un revêtement d’aluminisation.
De plus, un jeu peut être présent entre la surface externe de ladite au moins une plaque chauffante et la surface interne dudit logement, dont la dimension peut être comprise entre 0,2 et 0,5 mm.
Par ailleurs, que ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure peut comporter au moins une rainure interne formée dans l’épaisseur de ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure, et s’étendant sensiblement parallèlement aux faces supérieure et inférieure de celle-ci, et dont au moins une extrémité débouche sur la face latérale de ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure. L’ensemble peut alors comporter au moins un dispositif de thermocouple inséré dans ladite au moins une rainure interne.
En particulier, ladite au moins une rainure interne peut comporter une première rainure interne de sécurité et une deuxième rainure interne de régulation. Ledit au moins un dispositif de thermocouple peut comporter un premier dispositif de thermocouple de sécurité inséré dans la première rainure interne et un deuxième dispositif de thermocouple de régulation inséré dans la deuxième rainure interne.
Par ailleurs, l’ensemble peut comporter une plaque terminale supérieure et une plaque terminale inférieure, entre lesquelles la pluralité de cellules électrochimiques et la pluralité d’interconnecteurs intermédiaires sont enserrées.
De plus, ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure peut avantageusement être fabriquée par une technique de fabrication additive, étant notamment réalisée en acier austénitique réfractaire, en particulier de type AISI 310.
En outre, ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure peut présenter une épaisseur comprise entre 20 et 30 mm, notamment de l’ordre de 25 mm.
De plus, l’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un système, caractérisé en ce qu’il comporte : - un ensemble tel que défini précédemment, - un dispositif, auquel est raccordé au moins un tube d’entrée et/ou de sortie de gaz, et sur lequel l’empilement de cellules à oxydes solides de type SOEC/SOFC fonctionnant à haute température est couplé pour l’amenée et la sortie des gaz.
Par ailleurs, l’invention a aussi pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de fabrication d’un ensemble tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu’il comporte l’étape de réalisation dudit logement dans ladite au moins l’une des plaques de serrage supérieure et inférieure.
L’étape de réalisation dudit logement peut par exemple comporter la réalisation par électroérosion par enfonçage et/ou par fabrication additive.
est une vue schématique montrant le principe de fonctionnement d’un électrolyseur à oxydes solides à haute température (SOEC),
Ici, les deux façons de réduire le volume de la partie périphérique de la dent 200 sont présentées en combinaison dans le cadre du deuxième mode de réalisation. Il est toutefois possible de les mettre en œuvre indépendamment l’une de l’autre.
De façon remarquable, rendre chaque dent 200 plus affinée génère un espace supplémentaire disponible entre chaque paire de dents 200 adjacentes, ce qui permet en pratique de bobiner une longueur plus grande de fil conducteur (comme représenté en ) pour augmenter l’efficacité du stator ou de prévoir des conduits de refroidissement 400 plus volumineux (comme représenté en ) pour augmenter la puissance du stator 1.
De façon remarquable, l’espace supplémentaire est ici aussi utilisé pour bobiner un fil conducteur plus épais, c’est-à-dire de plus grande section, qu’un fil utilisé dans un stator conventionnel. Avantageusement, cela permet de réduire les pertes cuivre (qui sont inversement proportionnelles au carré du diamètre du fil conducteur) et donc d’augmenter encore plus l’efficacité du stator.
Ainsi, dans ce deuxième mode de réalisation, la distance entre les deux dents 200 de chaque paire de dents 200 adjacentes, mesurée selon une première direction orthoradiale A4, varie le long d’une direction radiale, par exemple le long la première direction radiale A2, de telle sorte que ladite distance est plus grande dans une zone écartée de l’axe longitudinal A1 que dans une zone proche de l’axe longitudinal A1. Une direction orthoradiale, par exemple la première direction orthoradiale A4 représentée en , est ici une direction perpendiculaire à une direction radiale (la deuxième direction radiale A3 sur la ) et orthogonal à l’axe longitudinal A1.
Ici, cela signifie que deux dents 200 adjacentes sont plus écartées au niveau de la portion périphérique que de la portion centrale.
En d’autres termes, deux dents 200 adjacentes s’écartent avec la distance par rapport à l’axe longitudinal A1.
Plus spécifiquement, la distance entre les dents 200 de chaque paire de dents 200 adjacentes croît linéairement en fonction de la distance par rapport à l’axe longitudinal A1.
Dans une première variante de ce deuxième mode de réalisation, illustré en , l’espace supplémentaire entre deux dents 200 adjacentes est avantageusement utilisé pour bobiner davantage de fil conducteur.
La distance entre deux dents 200 adjacentes étant plus petite à l’aplomb de la portion centrale que de la portion périphérique, il est prévu que le bobinage 300 présente un nombre de couches de fils plus petit d’un côté proche 205 de ladite dent située à proximité de l’axe longitudinal A1 que d’un côté opposé 206. Ici, le côté proche 205 est le côté de la dent 200 s’étendant en regard de l’axe longitudinal A1 et le côté opposé 206 celui formant le pourtour externe du stator 1.
De plus, comme chaque dent 200 est plus haute du côté proche 205 que du côté opposé 206, il est prévu que le bobinage 300 s’étende sur une hauteur plus grande du côté proche 205 que du côté opposé 206. La hauteur du bobinage 300 est mesurée parallèlement à l’axe longitudinal A1.
Comme le montre la , le bobinage 300 de chaque dent 200 comprend ici une couche de moins du côté proche 205 que du côté opposé 206. Le nombre de spires entourant la dents 200 étant le même du côté proche 205 et du côté opposé 206, le bobinage 300 est réparti sur une hauteur plus grande du côté proche 205. Pour faciliter la compréhension, les spires ne sont pas représentées lorsqu’elles passent devant le côté proche 205 et dernière le côté opposé 206.
Ici, le bobinage 300 commence par être enroulé contre la dent 200 et forme donc d’abord une couche interne 301 (représentée par des rainures horizontales pleines). La couche interne 301 est pleine du côté opposé 206 mais laisse des interstices du côté proche 205. Le bobinage 300 forme ensuite une première couche supérieure 302 (représentée par des rainures horizontales pointillées) qui est pleine du côté opposé 206 et qui occupe les interstices de la couche interne 301 tout en laissant de nouveaux interstices, toujours du côté proche 205. Une troisième couche supérieure 303 (représentée par des rainures verticales pleines) et une quatrième couche supérieure 304 (représentée par des rainures verticales pointillées) sont ensuite bobinées de la même façon à ceci près que, du côté proche 205 la quatrième et dernière couche supérieure 304 occupe uniquement les interstices de la troisième couche supérieure 303 sans créer de nouveaux interstices. Du côté proche 205, le bobinage 300 forme ainsi uniquement trois couches pleines.
En variante, le bobinage de chaque dent pourrait comprendre au moins deux couches de plus côté opposé 206 que du côté proche 205.
La illustre une façon de réaliser le bobinage 300 pour passer de cinq couches de fil côté opposé 206 (à gauche de la ) à quatre couches de fil côté proche 205 (à droite de la ).
Comme le montre la , fil conducteur formant le bobinage 300 d’une des dents 200 comprend : - une longueur initiale 310 (représentée par des rainures verticales pleines) bobinée de façon à réaliser des empilements internes 311, 312, contre la dent 200, de forme triangulaire et dont les bases s’étendent en regard de la dent 200 ; et - une longueur terminale 320 (représentée par des rainures verticales pointillées), jointive à la longueur initiale 310, bobinée de façon à réaliser des empilements externes 321, 322 de forme triangulaire, s’imbriquant dans les empilements internes 311, 312.
Pour réduire le nombre de couches du côté proche 205, les empilements internes 311, 312 laissent entre eux, du côté proche 205, des interstices dans lesquels viennent se loger les sommets des empilements externes 321, 322 triangulaires. Ainsi, dans un plan radial passant par la dent 200, le bobinage 300 présente une section globalement rectangulaire du côté proche 205 et du côté opposé 206. Les deux empilements vus en coupe en illustrent lesdites sections.
Le capotage d’entrée d’air 34 peut ainsi être démonté, ou à l’inverse, monté, sur les autres parties correspondantes de la nacelle, sans avoir à déposer au préalable les capots 60.
L’invention tire parti du fait que la fixation de la ou les bande(s) 86 constituant le capotage 84 n’est pas critique pour la sécurité d’un avion en vol, du fait de l’étendue limitée du capotage intermédiaire 84, et donc aussi de la masse limitée de ce dernier, ce qui rend acceptable un serrage tangentiel tel que le propose l’invention. À cet effet, le capotage intermédiaire 84 présente de préférence une étendue axiale inférieure à 30 centimètres.
système d’alimentation électrique pour aéronef DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système d’alimentation électrique pour un aéronef.
ETAT DE LA TECHNIQUE Il est connu d’utiliser un générateur pour convertir une énergie mécanique obtenue dans une turbomachine d’un aéronef en énergie électrique, et d’utiliser cette énergie électrique pour alimenter des charges électriques à bord de cet aéronef.
Certaines charges électriques sont critiques pour la sûreté d’un avion. Ces charges critiques doivent toujours disposer d’électricité à bord pour contrôler l’avion, sous peine de crash.
En outre, l’électrification toujours plus poussée des avions amène à considérer de nouvelles charges électriques importantes : conditionnement d’air électrique et dégivrage électrique, (déjà introduit sur Boeing 787), etc… nécessitant de fortes puissances de plusieurs dizaines à une centaine de kilowatts.
Il est important que de telles charges électriques critiques ne soient pas soumises à une surtension qui risquerait de les endommager. Une telle surtension peut typiquement être causée par la foudre frappant le générateur ou tout autre partie du réseau électrique.
Un but de l’invention est de définir une architecture d’alimentation électrique pour aéronef au fonctionnement modulaire, et limitant les risques d’endommagement de certaines fonctions critique d’un aéronef causées par une défaillance ou un dysfonctionnement électrique.
Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect, un système d’alimentation électrique pour aéronef, le système d’alimentation électrique comprenant : - un générateur configuré pour convertir une première énergie mécanique fournie par une turbomachine en une première énergie électrique, - une première liaison électrique adaptée pour transmettre la première énergie électrique à un premier réseau électrique pour l’aéronef, le premier réseau électrique étant ou comprenant un réseau d’urgence qui est critique pour la sûreté de l’aéronef, - un système de génération configuré pour convertir une deuxième énergie mécanique fournie par la turbomachine en une deuxième énergie électrique, - un commutateur configurable dans : i) une première position dans laquelle le commutateur transmet sélectivement la première énergie électrique à un deuxième réseau électrique pour l’aéronef distinct du premier réseau électrique, et ii) une deuxième position dans laquelle le commutateur transmet sélectivement la deuxième énergie électrique au deuxième réseau électrique, dans lequel le commutateur est configuré pour isoler galvaniquement le deuxième système de génération du premier réseau électrique, en particulier dans la première position et dans la deuxième position.
Le commutateur permet un fonctionnement modulaire, car il permet au deuxième réseau électrique d’être alimentée par soit par le générateur soit par le système de génération, selon sa position.
La sécurité du système proposé est améliorée par le fait que le premier réseau électrique est toujours alimenté par le générateur, et est isolé galvaniquement du système de génération. Ainsi, lorsque le système de génération est victime d’un incident électrique, par exemple causée par la foudre, cet incident électrique n’affecte pas le premier réseau électrique dont les fonctions sont critiques pour la sûreté de l’aéronef.
Le système selon le premier aspect peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison chaque fois que cela est techniquement possible.
De préférence, le générateur est à une première tension et le système de génération est à une deuxième tension supérieure ou égale à la première tension.
De préférence, le générateur est propre à être monté sur un corps haute pression de la turbomachine.
De préférence, le système de génération comprend un générateur propre à être monté sur un corps basse pression de la turbomachine.
De préférence, le système de génération comprend un générateur propre à être monté sur un corps haute pression de la turbomachine.
Dans un mode de réalisation, le au moins un polyphénol comprend, consiste essentiellement en, ou consiste en l’acide tannique, et est présent dans une quantité allant d'environ 0,1 % à environ 8 %, telle qu'environ 0,1 % à environ 7 %, environ 0,1 % à environ 6 %, environ 0,5 % à environ 6 %, environ 1 % à environ 6 %, ou environ 2 % à environ 6 % en poids, par rapport au poids total de la composition, incluant toutes les plages et sous-plages de celle-ci.
Dans divers modes de réalisation, le au moins un filmogène peut être choisi parmi, à titre d'exemple uniquement, les polymères d'acide carboxylique, les polysaccharides, et les gommes.
À titre d'exemple non limitatif, le au moins un filmogène peut être choisi parmi les carbomères, les polymères réticulés acrylates/acrylate d'alkyle en C 10 -C 30 , le carraghénane, le carraghénane de calcium, le carraghénane de potassium, le carraghénane de sodium ou leurs mélanges. Dans divers modes de réalisation, le au moins un filmogène est choisi parmi les homopolymères et copolymères acryliques neutres, les alkylcelluloses en C 1 -C 2 , les alkylguar en C 1 -C 3 , les hydroxyalkylguar en C 1 -C 3 , la gomme de sclérote, ou leurs mélanges. Dans certains modes de réalisation, le filmogène ne comprend pas d'homopolymères ou de copolymères d'oxyde d'éthylène, d'alcools polyvinyliques, d'homopolymères ou de copolymères de vinylpyrrolidone, d'homopolymères ou de copolymères de vinylcaprolactame, et/ou d'homopolymères ou de copolymères de polyvinylméthyléther. Dans d'autres modes de réalisation, le filmogène ne comprend pas de polymère non ionique autre que ceux expressément divulgués ici. Dans d'autres modes de réalisation encore, les compositions ne contiennent aucun filmogène autre que des polymères d'acide carboxylique, des polysaccharides, des gommes ou des mélanges de ceux-ci.
Le au moins un filmogène peut être présent dans la composition dans une quantité allant d'environ 0,01 % à environ 5 %, par exemple d'environ 0,01 % à environ 4 %, environ 0,01 % à environ 3 %, environ 0,01 % à environ 2 %, environ 0,01 % à environ 1 %, environ 0,01 % à environ 0,8 %, environ 0,05 % à environ 5 %, environ 0,05 % à environ 4 %, environ 0,05 % à environ 3 %, environ 0,05 % à environ 2 %, environ 0,05 % à environ 1 %, environ 0,05 % à environ 0,8 %, environ 0,1 % à environ 5 %, environ 0,1 % à environ 4 %, environ 0,1 % à environ 3 %, environ 0,1 % à environ 2 %, environ 0,1 % à environ 1 %, environ 0,1 % à environ 0,9 %, environ 0,1 % à environ 0,8 %, environ 0,1 % à environ 0,7 %, ou environ 0,1 % à environ 0,6 % en poids, incluant toutes les plages et sous-plages intermédiaires, sur la base du poids total de la composition.
Des exemples non limitatifs d'émulsifiants qui peuvent être choisis incluent les polymères d'acide carboxylique qui sont des composés réticulés contenant un ou plusieurs monomères dérivés de l'acide acrylique, des acides acryliques substitués, et des sels et dérivés de ces acides acryliques et acides acryliques substitués, tels que les homopolymères réticulés d'un acide acrylique ou d'un dérivé de celui-ci, par exemple l'acide acrylamidopropylsulfonique, ou des copolymères réticulés ayant (i) un premier monomère choisi dans le groupe consistant en l'acide (méth)acrylique, ses dérivés, les monomères esters acryliques à chaîne courte (par exemple en C 1 -C 4 ), et leurs mélanges, et (ii) un second monomère qui est un monomère ester acrylate de polyéthylène glycol substitué à chaîne longue (par exemple en C 8 -C 40 ). D'autres exemples non limitatifs d'émulsifiants incluent les copolymères séquencés d'oxyde d'éthylène/oxyde de propylène ; les alkylpolyglucosides ; les phospholipides ; les esters éthoxylés de dérivés d'huiles naturelles tels que l'ester polyéthoxylé d'huile de ricin hydrogénée disponible dans le commerce, par exemple sous la dénomination commerciale Arlacel 989 (ICI) ; les émulsifiants anioniques tels que les savons d'acides gras, par exemple le stéarate de potassium, et les sulfates d'acides gras, par exemple le cétostéarylsulfate de sodium disponible dans le commerce sous la dénomination commerciale Dehydag (Henkel) ; les alcools gras éthoxylés, par exemple les émulsifiants disponibles dans le commerce sous la dénomination commerciale Brij (ICI) ; les mono-, di- et tri-glycérides éthoxylés, par exemple les émulsifiants disponibles dans le commerce sous la dénomination commerciale Labrafil (Alfa Chem.) ; les esters de méthylglucose tels que le distéarate de polyglycérol-3 méthyl glucose disponible dans le commerce sous la dénomination Tegocare 450 (Degussa Goldschmidt) ; les systèmes émulsifiants à base de polyacrylamide, les émulsifiants polymériques à base d'acryloyldiméthyltaurate tels que ceux comprenant un copolymère d'acrylamide/acryloyldiméthyltaurate de sodium ou leurs mélanges.
Le au moins un émulsifiant peut être présent dans la composition dans une quantité allant d'environ 0,01 % à environ 15 %, comme d'environ 0,1 % à environ 12 %, d'environ 1 % à environ 10 %, d'environ 2 % à environ 6 % ou d'environ 3 % à environ 5 % en poids, par rapport au poids total de la composition, incluant toutes les plages et sous-plages de celle-ci. Par exemple, le au moins un émulsifiant peut aller d'environ 0,1 % à environ 9 %, de 0,1 % à environ 8 %, de 0,1 % à environ 7 %, de 0,1 % à environ 6 %, de 0,1 % à environ 5 %, d’environ 0,1 % à environ 4 %, d’environ 0,5 % à environ 10 %, d’environ 0,5 % à environ 9 %, environ 0,5 % à environ 8 %, d’environ 0,5 % à environ 7 %, d’environ 0,5 % à environ 6 %, d’environ 0,5 % à environ 5 %, d’environ 0,5 % à environ 4 %, d’environ 1 % à environ 10 %, d’environ 1 % à environ 9 %, d’environ 1 % à environ 8 %, d’environ 1 % à environ 7 %, d’environ 1 % à environ 6 %, d’environ 1 % à environ 5 %, d’environ 1 % à environ 4 %, d’environ 2 % à environ 5 %, d’environ 2 % à environ 4 %, d’environ 3 % à environ 5 %, ou d’environ 3 % à environ 4 % en poids, sur la base du poids total de la composition, incluant toutes les plages et sous-plages de celle-ci.
Dans un mode de réalisation, le au moins un émulsifiant est un émulsifiant polymérique et est présent dans une quantité allant d'environ 1 % à environ 10 %, d'environ 1 % à environ 9 %, d'environ 1 % à environ 8 %, d'environ 1 % à environ 7 %, d'environ 1 % à environ 6 %, d'environ 1 % à environ 5 %, d'environ 1 % à environ 4 %, d'environ 2 % à environ 5 %, d'environ 2 % à environ 4 %, d'environ 3 % à environ 5 %, ou d'environ 3 % à environ 4 % en poids, sur la base du poids total de la composition, incluant toutes les plages et sous-plages de celle-ci.
Dans un mode de réalisation, le au moins un émulsifiant polymérique comprend un copolymère anionique réticulé d'acrylamide et d'AMPS, par exemple, sous forme d'émulsion eau-dans-huile, par exemple ceux vendus sous le nom de SEPIGEL 305 (nom INCI : Polyacrylamide/C13-14 Isoparaffin/Laureth-7), ou un polymère d'acryloyldiméthyltaurate tel que le copolymère acrylamide/acryloyldiméthyltaurate de sodium, vendu sous le nom de SIMULGEL 600, Acrylamide/Sodium acryloyldiméthyltaurate copolymer/Isohexa-decane/Polysorbate 80 par SEPPIC.
Les compositions selon la divulgation peuvent facultativement comprendre en outre au moins un coémulsifiant, par exemple un coémulsifiant choisi parmi les esters de glycéryle (esters de glycérol).