INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Plus particulièrement en référence aux figures 4 et 5, la fusée 1 comporte un système de verrouillage 30 agencé pour, en position verrouillée, empêcher la rotation de la turbine 11 lorsque la fusée 1 est en position de stockage avant le tir de la munition, et en position déverrouillée, autoriser la rotation de la turbine 11 après le tir de la munition. Ce système de verrouillage 30 comporte la douille inertielle 13, qui est montée coulissante axialement dans le logement annulaire 21 prévu dans le porte-coiffe 6 pour être mobile entre la position verrouillée et la position déverrouillée. Il comporte un organe de rappel 31, tel qu’un ressort hélicoïdal, sans que cet exemple ne soit limitatif, disposé dans le logement annulaire 21 du porte-coiffe 6 sous la douille inertielle 13 pour la contraindre en position verrouillée, dans laquelle elle est en position haute plaquée contre la turbine 11, laquelle turbine 11 est en butée haute contre la coiffe 7. Le système de verrouillage 30 comporte en outre au moins un doigt d’indexage axial 32 prévu sur le corps de la turbine 11 et saillant à l’intérieur d’au moins un orifice axial 33 prévu dans la douille inertielle 13 pour empêcher la turbine d’éolienne 11 de tourner dans cette position verrouillée. Il comporte également un doigt de guidage radial 34 prévu dans le porte-coiffe 6 et débouchant dans une rainure axiale 35 de la douille inertielle 13 pour empêcher la douille inertielle 13 de tourner. Bien entendu, les différentes solutions décrites et illustrées en référence aux figures sont des exemples de réalisation non limitatifs, et toute autre solution technique remplissant la même fonction de blocage en rotation peut convenir.
Sous l’effet de l’accélération linéaire, au départ du coup, la douille inertielle 13 se rétracte axialement et passe de la position verrouillée à la position déverrouillée, dans laquelle elle est en position basse, contraint l’organe de rappel 31 et libère la turbine 11 qui peut tourner. Le système de verrouillage 30 comporte en outre un élément de blocage 36 agencé pour bloquer la douille inertielle 13 en position basse lorsqu’elle est en position déverrouillée. Cet élément de blocage 36 comporte une bille 37 prévue dans un logement latéral 38 de la douille et une ouverture latérale 39 prévue dans le porte-coiffe 6. Lorsque la douille inertielle 13 se rétracte, elle entraine la bille 37 avec elle, et lorsque la bille 37 arrive en face du logement latéral 38, elle s’y loge et empêche la douille de remonter. Bien entendu, toute autre solution technique remplissant la même fonction de blocage en position verrouillée peut convenir.
La turbine d’éolienne 11 ainsi libérée est maintenue dans sa position haute initiale par une collerette 40 saillante radialement de son arbre d’entrainement 12 qui est en appui sur le porte-coiffe 6, maintenant également le percuteur 14 en position haute.
Le porte-amorce 17 a une fonction de sécurité et permet de maintenir une amorce 17’ décentrée ou désalignée par rapport à la chaine pyrotechnique et au percuteur 14. L’axe de la chaine pyrotechnique est confondu avec l’axe central A. Le porte-amorce 17 est associé à des dispositifs de sécurité prévus dans le mécanisme 10 pour maintenir la munition dans un état sécurisé pendant les phases de stockage, de transport, de manutention et de chargement de la munition dans une arme jusqu’au départ du coup et même après le départ du coup sur une distance de sécurité prédéterminée. On appelle cette position du porte-amorce 17, une position de stockage. Ce n’est qu’après avoir détecté et réagi à au moins deux événements balistiques d’un tir (accélération linéaire de la munition et déplacement relatif de l’air par rapport à la munition) que les dispositifs de sécurité prévus dans le mécanisme 10 autorisent le porte-amorce 17 à se mouvoir pour aligner l’amorce 17’ avec le percuteur 14 et la chaine pyrotechnique. On appelle cette position du porte-amorce, une position armée.
En référence aux figures 2 et 6, le porte-amorce 17 est maintenu en position de stockage par deux éléments de sécurité indépendants : le verrou inertiel 18 d’axe C d’une part, et un organe de verrouillage 41 d’autre part. Le verrou inertiel 18 est couramment utilisé dans le domaine des munitions. Dans l’exemple représenté aux figures 2 et 3, il comporte une masse intérieure 50, assujettie en position haute par un ressort intérieur 51, une bille 52 logée radialement entre le verrou inertiel 18 et la masse intérieure 50, et un ressort extérieur 54 pour assujettir le verrou inertiel 18 en position haute correspondant à la position de stockage. Au départ du coup, sous l’effet de l’accélération, la masse intérieure 50 descend et comprime le ressort intérieur 51. La masse intérieure 50 étant en position basse, la bille 52 s’efface dans un dégagement périphérique 53 de la masse intérieure 50 et libère le verrou inertiel 18. Sous l’effet de l’accélération, le verrou inertiel 18 descend, comprime le ressort extérieur 54 et déverrouille le porte-amorce 17. En fin d’accélération, la masse intérieure 50 remonte et verrouille le verrou inertiel 18 en position basse par l’intermédiaire de la bille 52 qui se loge radialement entre le verrou inertiel 18 et un dégagement radial 55 prévu dans le porte-sécurité 22. Tout autre moyen équivalent peut convenir.
Dans l’exemple illustré aux figures 6 à 8, l’organe de verrouillage 41 est agencé pour lier le porte-amorce 17 au porte-sécurité 22, lui-même lié au corps de fusée 2. Il comporte une bille 42 prévue dans un logement axial 43 traversant prévu dans le porte-amorce 17 et prisonnière d’une empreinte hémisphérique 44 prévue dans le porte-sécurité 22. Tout autre moyen équivalent peut convenir.
Au départ du coup et sous l’effet de l’accélération linéaire de la munition, la turbine d’éolienne 11 est libérée et le verrou inertiel 18 libère le porte-amorce 17 et simultanément le rotor 15. Toutefois, le porte-amorce 17 reste fixe, en position de stockage, jusqu’à ce que le rotor 15 entrainé par la turbine 11 parcourt une course angulaire déterminée, et qu’une empreinte hémisphérique 45 prévue dans le rotor 15 se positionne face à la bille 42 logée dans le porte-amorce 17, pour lui permettre de remonter et libérer le porte-amorce 17. Bien entendu, tout autre moyen équivalent peut convenir.
Le porte-amorce 17 est ensuite couplé au rotor 15 par un dispositif de couplage 46 de sorte que la rotation du rotor 15 entraine la rotation du porte-amorce 17 qui passe de la position de stockage ( ) à la position armée ( ). Dans l’exemple illustré aux figures 12 à 14, le dispositif de couplage 46 comporte un doigt de couplage 47 prévu sur le porte-amorce 17 et une lumière oblongue circulaire 48 prévue sur le rotor 15. La configuration inverse pourrait également convenir, dans laquelle le doigt de couplage est sur le rotor et la lumière oblongue circulaire est sur le porte-amorce. Le doigt de couplage 47 est agencé pour circuler dans la lumière oblongue circulaire 48 sur le secteur angulaire déterminé au cours duquel la rotation du rotor 15 n’entraîne pas la rotation du porte-amorce 17. Lorsque la lumière 48 arrive en butée contre le doigt de couplage 47 alors le porte-amorce 17 est couplé au rotor 15 et peut être entrainé en rotation.
Le fonctionnement de la fusée 1 selon l’invention est décrit ci-après.
Position de stockage
En position de stockage telle que représentée dans les figures 2 à 4, 6 et 12, la fusée 1 assemblée à une munition est dans un état sécurisé, puisque l’amorce 17’ intégrée dans le porte-amorce 17 est désalignée de la chaîne pyrotechnique et du percuteur 14. Le porte-amorce 17 constitue l’interrupteur de la chaîne pyrotechnique, et est lui-même maintenu en position désalignée par les deux éléments de sécurité indépendants : 1) le verrou inertiel 18, 2) l’organe de verrouillage 41 qui lie le porte-amorce 17 au porte-sécurité 22. Tant que le rotor 15 ne tourne pas, la bille 42 de l’organe de verrouillage 41 n’est pas libérée de l’empreinte hémisphérique 44 du porte-sécurité 22, et le porte-amorce 17 ne peut pas bouger. Le rotor 15 est maintenu en position de stockage par l’axe du percuteur 14 avec lequel il engrène et qui correspond à l’arbre d’entraînement 12 de la turbine d’éolienne 11. Tant que l’arbre d’entraînement 12 est immobile, le mécanisme 10 ne peut pas initier de mouvement. La turbine d’éolienne 11 est elle-même maintenue fixe sur deux degrés de liberté : en translation axiale, par l’organe de rappel 31 du système de verrouillage 30 qui la maintient plaquée vers le haut contre la coiffe 11, via la douille inertielle 13, et en rotation par le doigt d’indexage axial 32 logé dans l’orifice axial 33 correspondant de la douille inertielle 13, elle-même bloquée en rotation via le doigt de guidage radial 34.
Départ du coup
Au départ du coup tel qu’illustré dans la , sous l’effet de l’accélération linéaire de la munition, le verrou inertiel 18 se rétracte et libère le porte-amorce 17 et le rotor 15. Simultanément, la douille inertielle 13 du système de verrouillage 30 de la turbine se déplace vers le bas dans le logement annulaire 21 du porte-coiffe 6. La bille 37 de l’élément de blocage 36, située dans le logement latéral 38 de la douille inertielle 13 descend en même temps, et, dès qu’elle rencontre l’ouverture latérale 39 prévue dans le porte-coiffe 6, s’y loge. Lorsque l’accélération linéaire cesse, la bille 37 agit comme un verrou et bloque la remontée de la douille inertielle 13. La turbine d’éolienne 11 est libérée et entraînée en rotation par le flux d’air généré par le vol de la munition.
En vol jusqu’en position armée
La rotation de la turbine d’éolienne 11 crée l’énergie motrice du rotor 15 et la lui transmet via l’arbre d’entraînement 12 de la turbine avec lequel il engrène. Le train d’engrenage chronométrique 16 régule le mouvement de rotation du rotor 15. Le porte-amorce 17 est toujours maintenu en position de stockage par l’action de la bille 42 de l’organe de verrouillage 41, positionnée dans l’empreinte hémisphérique 44 du porte-sécurité 22 (figures 6 et 12). Lorsque le rotor 15 a parcouru un secteur angulaire suffisant, qui est déterminé par la mise en butée du doigt de couplage 47 du dispositif de couplage 46, solidaire du porte-amorce 17, avec l’extrémité correspondante de la lumière oblongue circulaire 48 du rotor 15, l’empreinte hémisphérique 45 prévue dans le rotor 15 apparaît au-dessus de la bille 42 (figures 7 et 13). La bille 42 est alors libre de remonter dans cette empreinte. Le porte-amorce 17 est libéré de sa liaison avec le porte-sécurité 22 et est désormais entraîné en rotation par le rotor 15. C’est la turbine d’éolienne 11 qui est motrice du mouvement final via son arbre d’entraînement 12 qui engrène avec le rotor 15. L’arbre d’entraînement 12 amène le porte-amorce 17 en position armée, ce dernier étant désormais lié au rotor 15 par l’intermédiaire du doigt de couplage 47 et de la bille 42. Entretemps, le rotor 15 n’est plus relié au train d’engrenage chronométrique 16, et l’alignement du porte-amorce 16 est instantané (figures 8 et 14).
On note aussi que la détection d’un serrage défectueux est considérée comme valide si et seulement si il n’y a pas d’anomalie sur la tension source Vphi pendant les mesures (pas d’affaissement de tension, ni de coupure même brève, ni de surtension).
Lorsque le microcontrôleur 11 détecte un serrage défectueux sur la borne d’entrée Ui, le microcontrôleur 11 affiche sur l’écran LCD du compteur 1, à destination de l’installateur, un message d’alarme.
Le message d’alarme est aussi envoyé au SI du gestionnaire du réseau (SI pour « Système d’Information »).
Le microcontrôleur 11 coopère, pour remonter les messages d’alarme, avec des moyens de communication intégrés dans le compteur 1. Les moyens de communication 1 mettent par exemple en œuvre une communication par courants porteurs en ligne (utilisant par exemple le standard CPL-G3), ou une communication radio sur un réseau cellulaire (utilisant par exemple le protocole LTE-M ou le protocole NB-IoT), ou toute autre technologie permettant d’établir une communication à distance.
Lorsque le microcontrôleur 1 détecte des serrages défectueux d’un ou de deux câbles de phase Ci au niveau de la ou des bornes d’entrée Ui associées, le microcontrôleur 11 localise un serrage défectueux réel au niveau de chacune desdites bornes d’entrée Ui.
Par contre, lorsque le microcontrôleur 11 détecte simultanément des serrages défectueux des trois câbles de phase Ci au niveau des trois bornes d’entrée Ui, le microcontrôleur 11 corrige la localisation de l’anomalie et localise un serrage défectueux réel au niveau de la borne d’entrée UN connectée au câble de neutre CN (et non au niveau des bornes d’entrée Ui reliées aux câbles de phase Ci).
Ainsi, le message d’alarme contient à la fois une indication selon laquelle au moins un serrage défectueux est détecté, et une indication localisant le ou les serrages défectueux au niveau d’une ou de bornes d’entrée particulières.
Avantageusement, la fonction de détection du serrage défectueux est « débrayable », c’est-à-dire qu’elle peut être désactivée (et réactivée) soit localement, par exemple par l’installateur (via un bouton prévu sur le compteur 1 à cet effet, ou via tout autre type d’interface homme-machine), soit à distance, par exemple sur ordre du gestionnaire du réseau (et par exemple via les moyens de communication précédemment évoqués).
On voit sur la un compteur électrique 101 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le compteur 101 est un compteur triphasé, agencé selon une configuration en trois fils.
Le réseau de distribution 102 comporte trois phases Ph1, Ph2, Ph3.
Un disjoncteur 104 est positionné à la frontière entre le réseau de distribution 102 et l’installation de l’abonné 103.
Le compteur comprend trois bornes d’entrée U1, U2, U3 connectées chacune à l’une des phases via un câble de phase C1, C2, C3, et trois bornes de sortie U’1, U’2, U’3 connectées au disjoncteur 104.
Le schéma de la est applicable au compteur 101, pour chacune des phases.
On voit sur la un compteur électrique 201 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le compteur 201 est un compteur monophasé.
Le réseau de distribution 202 comporte une phase Ph et un neutre N. Le compteur 201 comprend deux bornes d’entrée U et UN, l’une reliée à la phase Ph et l’autre au neutre N, et deux bornes de sortie U’ et U’N.
Un disjoncteur 204 est positionné à la frontière entre le réseau de distribution 202 et l’installation de l’abonné 203.
La ligne 14 alimente l’enceinte 32 via une branche 312, une vanne 314 étant disposée sur cette branche 312, en amont de l’enceinte 32.
L’échangeur 33 de l’enceinte 31 est alimenté en fluide frigoporteur à -170°C par une ligne frigoportrice 330. Une vanne 335 est disposée sur la ligne 330. Un circuit caloporteur 331 est connecté à la ligne 330 en aval de la vanne 330. Le circuit caloporteur 331 est pourvu d’une vanne 337.
De même, l’échangeur 34 de l’enceinte 32 est alimenté en fluide frigoporteur à -170°C par une ligne frigoportrice 320. Une vanne 326 est disposée sur la ligne 320. Un circuit caloporteur 321 est connecté à la ligne 320 en aval de la vanne 326. Le circuit caloporteur 321 est pourvu d’une vanne 328.
Lorsque la vanne 335 de la ligne frigoportrice 330 est ouverte et la vanne 337 du circuit caloporteur 331 est fermée, l’échangeur 33 est alimenté en fluide frigoporteur à -170°C et le frigoporteur sort de l’échangeur 33 par une ligne 333 vers un système cryogénique (non représenté), après refroidissement du méthane liquide dans l’échangeur 33.
Une sonde de température 334 est montée sur la ligne 333.
De même, lorsque la vanne 326 de la ligne frigoportrice 320 est ouverte et la vanne 328 du circuit caloporteur 321 est fermée, l’échangeur 34 est alimenté en fluide frigoporteur à -170°C et le frigoporteur sort de l’échangeur 34 par une ligne 322 vers un système cryogénique (non représenté), après refroidissement du méthane liquide dans l’échangeur 34.
Une sonde de température 324 est montée sur la ligne 322.
Les enceintes 31, 32 sont reliées à un réservoir de méthane liquide 50, par une ligne 350 sur laquelle est montée une pompe 351 et un débitmètre 352. Une vanne 317 est en aval de l’enceinte 31 et en amont du réservoir 50, une vanne 316 étant en aval de l’enceinte 32 et en amont du réservoir 50.
Les enceintes 31, 32 sont reliées à un réservoir 43 de pressurisation, par une ligne 44 sur laquelle est montée une vanne 412.
La ligne 44 est en communication avec l’enceinte 31 par une branche 413 sur laquelle une vanne 415 est montée.
La ligne 44 est en communication avec l’enceinte 32 par une branche 414 sur laquelle une vanne 416 est montée.
Les enceinte 31, 32, sont reliées à une ligne de purge 40 sur laquelle sont montés une pompe à vide 60, une vanne déverseuse 431 et une jauge à vide 432.
Les enceintes 31, 32 sont aussi reliées à un réservoir 42 de récupération du CO 2 liquide par une ligne 420.
Une vanne 417 est montée sur la branche 419 de la ligne 420.
Une vanne 418 est montée sur la branche 416 de la ligne 420.
En aval des branches 416, 419, la ligne 420 est pourvue d’une vanne 421 et d’une sonde de température 423.
Des cuves étanches, thermiquement isolées et non réfrigérées sont couramment utilisées pour le transport de gaz liquéfiés à basse température, tels les gaz de pétrole liquéfiés (aussi appelé « GPL ») transporté à une température comprise entre - 50°C et 0°C ou encore le gaz naturel liquéfié (ci-après appelé « GNL ») transporté à une température de - 162°C. Ces cuves peuvent également être destinées au stockage de gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsation d’un véhicule terrestre, maritime ou aérien.
Une cuve contenant un gaz liquéfié refroidi à basse température se présente comme un mélange biphasique de liquide – le gaz liquéfié – surplombé par sa vapeur – le « ciel gazeux ».
Durant le transport ou sur la période de stockage du gaz liquéfié, la cuve peut être soumise à des variations de pression. Les infiltrations de chaleur à travers les parois de la cuve provoquent l’évaporation du gaz liquéfié et une augmentation de la pression dans le ciel gazeux. À l’inverse, les soutirages de vapeur, par exemple pour alimenter le moteur d’un véhicule propulsé au gaz liquéfié, entraînent une diminution de la pression dans le ciel gazeux.
Une pression trop basse risque cependant d’entraîner une déformation ou un décollement de la membrane d’étanchéité de la cuve (effondrement ou « collapsing »). Une pression trop haute risque à son tour d’entraîner une détérioration de la membrane d’étanchéité, voire d’endommager la cuve elle-même. Or l’intégrité structurelle de la membrane et de la cuve contenant un gaz liquéfié est particulièrement importante compte tenu de la nature inflammable ou explosive du liquide transporté ou stocké, tel le GNL.
Afin de se prémunir des effets dommageables des surpressions ou dépressions, les cuves sont équipées de soupapes de sûreté qui s’ouvrent automatiquement au-delà de leur pression de tarage, et de soupapes casse-vide qui s’ouvrent automatiquement en-deça de leur pression de tarage.
Pour contrôler les variations de pression au sein de la cuve dans la fourchette des pressions de tarage des soupapes casse-vide et des soupapes de sûreté, un opérateur peut décider de réaliser des soutirages de liquide ou de vapeur.
Pour limiter l’augmentation de la pression au sein de la cuve, le gaz d’évaporation peut, sur décision de l’opérateur, être brûlé ou mis à l’évent, si les conditions réglementaires le permettent. Dans d’autres circonstances, lorsque le moteur d’un véhicule propulsé au gaz liquéfié est alimenté par des soutirages de vapeur, l’opérateur peut limiter la diminution de la pression au sein de la cuve en préférant des soutirages de liquide, dont la vaporisation forcée permet de suppléer l’alimentation moteur.
Le brevet EP 3 390 893 décrit un procédé et un système pour calculer en temps réel, selon une méthode itérative, la durée de la montée en pression d’une cuve non réfrigérée contenant du GNL jusqu’à la pression de tarage des soupes de sûreté.
Résumé Il est souhaitable de disposer d’une grande marge de manœuvre opératoire au cours du transport ou du stockage du gaz liquéfié, et donc gagner en flexibilité dans la chaîne logistique. Ainsi, un objectif à la base de certains aspects de l’invention est de pouvoir calculer, en temps réel ou à l’avance, des paramètres de transition – durée d’une variation de pression, débit de soutirage de liquide ou débit de soutirage de vapeur – caractérisant le comportement thermodynamique du gaz liquéfié contenu dans la cuve étanche et non réfrigérée. Ces informations constituent un outil d’aide à la décision et d’optimisation pour l’opérateur, lui permettant notamment d’élaborer des scenarii de gestion pour minimiser les pertes par évaporation durant le transport ou au cours du stockage du gaz liquéfié.
Une idée à la base de l’invention est de calculer directement un paramètre de transition caractérisant un processus thermodynamique d’un mélange biphasique de gaz liquéfié et de sa vapeur, contenu dans une ou plusieurs cuves étanches et non réfrigérées, en effectuant un bilan de masse et un bilan d’énergie entre un état initial et un état final spécifié par l’opérateur.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé mis en œuvre par ordinateur pour calculer un paramètre de transition d’un moyen de stockage pour un gaz liquéfié, le moyen de stockage comportant au moins une cuve étanche et non réfrigérée, le paramètre de transition caractérisant une évolution d’un mélange biphasique contenu dans la cuve étanche et non réfrigérée entre un état initial et un état final, le mélange biphasique incluant une phase liquide et une phase vapeur, ledit paramètre de transition pouvant être une durée de la transition τ , un débit de soutirage de liquide ṁ l ou un débit de soutirage vapeur ṁ v . Le procédé comporte les étapes consistant à : - déterminer, pour la phase liquide et la phase vapeur dans l’état initial, des masses volumiques initiales ρ l,i et ρ v,i , et des énergies internes massiques initiales U l,i et U v,i à partir d’une température initiale de la phase liquide T l,i , d’une température initiale de la phase vapeur T v,i , d’une pression initiale de la phase vapeur P i , d’un volume initial de la phase liquide V l,i et d’une composition initiale de la phase liquide x l,i , - déterminer, pour la phase liquide et la phase vapeur dans l’état final, des masses volumiques finales ρ l,f et ρ v,f , des énergies internes massiques finales U l,f et U v,f , et des enthalpies massiques finales H l,f et H v,f à partir d’une équation d’état et d’une pression finale de la phase vapeur P f , - calculer le paramètre de transition à l’aide de l’équation dans laquelle Q correspond à une énergie apportée par les infiltrations de chaleur à travers les parois d’une cuve par unité de temps, V t correspond à un volume total de la cuve et avec
La masse et l’énergie étant des propriétés extensives, les équations de conservation de la masse et de l’énergie en multicuves s’identifient à la somme de ces mêmes équations considérées pour chaque cuve. Ainsi, selon un autre mode de réalisation, le moyen de stockage comporte une pluralité de cuves et, pour la phase liquide et la phase vapeur, les masses volumiques initiales et finales, les énergies internes massiques initiales et finales et les enthalpies massiques finales sont déterminées pour chaque cuve, et le paramètre de transition est calculé à l’aide de l’équation l’exposant j renvoyant à l’index de la cuve considérée.
Selon un mode de réalisation particulier, le paramètre de transition est la durée de transition τ , le débit de soutirage de vapeur ṁ v , et le débit de soutirage de liquide ṁ l étant prédéterminés.
Selon une variante, le paramètre de transition est le débit de soutirage de vapeur ṁ v , le débit de soutirage de liquide ṁ l et la durée de la transition τ étant prédéterminés.
Selon une autre variante, le paramètre de transition est le débit de soutirage de liquide ṁ l , la durée de la transition τ et le débit de soutirage de vapeur ṁ v étant prédéterminés.