INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La représente schématiquement un exemple d’implémentation des enroulements primaire 12 et secondaire 22 d’un transformateur 10 selon l’invention. Plus précisément, l’enroulement de sortie est incorporé au sein de la couronne de vias centraux 27. Dans le but d’entrelacer les enroulements primaire et le secondaire, là aussi les vias permettant les interconnexions entre les couches 17 sont eux aussi entrelacés. Les tours de l’enroulement secondaire peuvent être insérés chacun entre deux tours de l’enroulement primaire et/ou entre un tour de l’enroulement primaire et un tour de l’enroulement secondaire. Cette configuration est avantageuse pour un transformateur puisqu’elle permet une meilleure intégration et facilite la mise en œuvre d’un blindage afin de limiter d’autant plus l’impact des effets de proximité (et uniquement dans le cas où le composant dispose d’un entrefer). La minimisation de l’induction au niveau des interconnexions permet la diminution des pertes.
La représente schématiquement la variation de la densité de courant selon une disposition traditionnelle de l’entrefer (à gauche de la figure) et une disposition de l’entrefer selon l’invention (à droite de la figure). Cette représentation se base sur une illustration issue de la publication Schafer 2018 Optimal Design of Highly Efficient and Highly Compact PCB Winding Inductors. Selon l’invention, le noyau ferromagnétique 25 comprend un entrefer 29 s’étendant selon un deuxième axe Z2 sensiblement perpendiculaire au premier plan 16. L’utilisation d’un entrefer vertical 29 est rendu possible par l’usinage de noyaux existants ou de matière brute. Dans le commerce, les noyaux planars présentent le plus souvent un entrefer disposé sur la jambe centrale ce qui fait rayonner le champ dans une direction parallèle aux enroulements planars (voir illustration de gauche). La configuration à gauche de la figure représente un conducteur en cuivre au centre soumis à des champs de fuites émanant des deux entrefers dans le noyau magnétique. Les densités de courant sont concentrées sur les bords du conducteur ce qui diminue l’efficacité de la solution. Plus précisément, dans une disposition traditionnelle de l’entrefer (dite horizontale), le champ magnétique se propage dans le noyau. Au niveau de l’entrefer, les lignes de champ rayonnent autour de l’entrefer et ces lignes de champ tendent à concentrer les courants circulant dans le conducteur vers l’extérieur à tel point que le courant ne circule que sur l’extérieur, là où les lignes de champ le concentrent. Autrement dit, seule une petite partie du conducteur est réellement utilisée. Dans la configuration à droite de la figure, correspondant à l’invention, les champs de fuite arrivent perpendiculairement au conducteur ce qui permet la diminution de la densité de courant et donc des pertes. Plus précisément, dans une disposition verticale, le champ rayonne de façon perpendiculaire (voir illustration de droite), ce qui diminue les effets de proximité au noyau et donc diminue la concentration de courant, aux extrémités, dans le circuit électrique. Les courants sont concentrés en surface et la totalité du conducteur est utilisée. Il en résulte un impact positif sur le rayonnement. Ainsi, la résistance de l’enroulement est diminuée.
La représente schématiquement l’induction entre les conducteurs selon l’alternance des tours des enroulements primaire et secondaire. Sur la partie inférieure de la figure, les conducteurs dans un transformateur planar sont représentés. Les couches annotées P1 représentent les conducteurs primaires tandis que les couches annotées S1 représentent les conducteurs secondaires. Sur la partie gauche de la figure, les tours de l’enroulement primaire et les tours de l’enroulement secondaire sont disposés en alternance, le choix du mode d’alternance est facilité selon l’invention. Sur la partie droite de la figure, les tours de l’enroulement primaire et les tours de l’enroulement secondaire se succèdent, sans aucune alternance entre les enroulements primaires et secondaires. Sur le même schéma, le profil de l’induction théorique est donné (H). L’induction entre les conducteurs augmente la concentration des courants dans ceux-ci, ce qui augmente les pertes. On voit que sans alternance, l’induction maximale obtenue est supérieure à l’induction maximale obtenue dans le cas d’un transformateur selon l’invention (avec alternance des tours). Cela génère beaucoup de pertes par conduction entre les deux couches centrales (P1 et S1) qui ont une résistance beaucoup plus grande.
La représente schématiquement l’homogénéisation de la densité de courant dans les terminaux d’entrée et de sortie des enroulements primaire et secondaire disposés selon un mode de réalisation de l’invention. Cette représentation se base sur une illustration issue de la publication Schafer 2018 Optimal Design of Highly Efficient and Highly Compact PCB Winding Inductors. Dans ce mode de réalisation de l’invention, les terminaux d’entrée 13, 23 sont superposés aux terminaux de sortie 14, 24 selon un troisième axe Z3 sensiblement perpendiculaire au premier plan 16, comme on peut le voir sur la partie supérieure à droite de la figure. Cela permet d’éviter les phénomènes de concentration de champ entre les deux plans. Avec les terminaux positionnés dans deux plans différents parallèles, le courant est davantage réparti dans tout le plan et pas seulement concentré au milieu d’un seul plan. La partie inférieure de la figure représente les résultats d’une simulation par éléments finis de la densité de courant avec des terminaux adjacents (sur la gauche de la figure) et des terminaux superposés selon l’invention (sur la droite de la figure).
Dans les modes de réalisation représenté, l’ouverture de l’au moins une fente et l’ouverture de la chambre d’aspiration sont formées (dans un plan perpendiculaire à la direction radiale Ar) de parties rectilignes parallèles aux côtés du logement et qui s’étendent sur au moins une partie de la périphérie de celui-ci. Cette configuration est simple à mettre en œuvre, on pourrait toutefois envisager des ouvertures formées de parties non rectilignes.
Chambre d’admission La ou les fentes 21 du dispositif d’éjection de gaz peuvent être reliées directement à l’orifice d’admission de gaz 201. On pourra toutefois avantageusement prévoir une chambre d’admission 24 reliée fluidiquement à l’au moins une fente et à un ou plusieurs orifices d’admission de gaz. Cette chambre d’admission 24 peut être reliée fluidiquement directement à l’orifice d’entrée 213 de la ou des fentes, tel que représenté figures 8 et 9, ou bien être reliée fluidiquement à la ou aux fentes 21 par l’intermédiaire d’un conduit 26 (figures 1-7).
Une telle chambre d’admission 24 sert de réservoir, ce qui favorise le maintien d’une légère surpression par rapport à la pression de la chambre d’aspiration 14. Cette surpression est représentée symboliquement par les signes « ++ » sur les figures.
Afin de limiter l’encombrement du système d’aspiration et de faciliter son montage, l’orifice d’aspiration 16 pourra être situé du côté opposé à l’orifice d’admission de gaz 201.
La forme de la chambre d’admission 24 peut être quelconque. Elle peut présenter une section en forme de quadrilatère, par exemple avec des angles arrondis, ou de forme ovale ou autre. Notamment, la forme de la chambre d’admission 24 peut être variable sur la périphérie du logement : les différentes formes des chambres d’admission 24 décrites en référence aux figures peuvent ainsi être combinées.
De manière générale, la chambre d’admission 24 est définie par au moins une surface latérale extérieure 240 et au moins une surface latérale intérieure 241, lesquelles font partie respectivement d’une paroi latérale extérieure 242 et d’une paroi latérale intérieure 243. La paroi latérale intérieure 243 est la plus proche du logement 12, la paroi latérale extérieure 242 est la plus éloignée du logement 12. Ces parois latérales 242, 243 s’étendent sensiblement parallèlement à la direction radiale Ar et sont reliées par une paroi supérieure 244 d’un côté opposé à la fente et une paroi inférieure 245 vient les fermer partiellement en partie inférieure. Dans les exemples des figures 1 à 3, la paroi latérale intérieure 243 est formée par la paroi latérale extérieure 142 de la chambre d’aspiration 14, les parois supérieures 144 et 244 des deux chambres s’étendant dans le prolongement l’une de l’autre ( ).
La chambre d’admission 24 peut être positionnée soit latéralement par rapport à la chambre d’aspiration, tel que représenté figures 1 à 3, le conduit 26 peut alors être omis, ou bien être disposée au dessus de la chambre d’aspiration, tel que représenté figures 6 et 7, nécessitant la présence du conduit 26. Le conduit 26 et la fente 21 peuvent alors soit s’étendre le long de la paroi latérale extérieure 142 de la chambre d’aspiration, sur toute sa hauteur, tel que représenté , ou bien être formés dans l’épaisseur de cette paroi latérale extérieure, tel que représenté . Lorsque la chambre d’admission 24 est positionnée au dessus de la chambre d’aspiration 14 (suivant la direction radiale Ar), elle peut définir en partie le logement 12, l’autre partie du logement étant défini par la chambre d’aspiration. Les parois latérales intérieures 143 et 243 des deux chambres s’étendent alors dans le prolongement l’une de l’autre, suivant la direction radiale Ar dans l’exemple de la .
Dans encore une autre variante représentée , la chambre d’admission 24 peut être intégrée à la paroi latérale extérieure 142 de la chambre d’aspiration. Le conduit 26 peut alors être présent ou non, tel que représenté.
Dans encore une autre variante représentée , la chambre d’admission 24 peut être de section ovale ou circulaire et entourer la chambre d’aspiration 14 à la manière d’une chambre à air. Dans ce mode de réalisation, le conduit 26 est absent. Ceci permet de réduire encore davantage l’encombrement du dispositif d’éjection de gaz. La hauteur de la chambre d’admission 24 peut alors être faible.
Le conduit 26 raccorde ainsi la chambre d’admission 24 à la ou aux fentes. Il peut présenter une forme quelconque en coupe suivant un plan contenant la direction D1. Il peut ainsi être rectiligne, de section constante ou non.
Exemples Exemple 1 Un système d’aspiration du type de celui représenté figures 3 et 10 peut présenter les dimensions rassemblées dans le tableau 1 (en référence à la ).
Système d’aspiration Dimensions (mm) t : dimension tangentielle du balai 12,5 - 50 a : dimension axiale du balai 10 - 40 T : dimension tangentielle de la cage t + 5 A : dimension axiale de la cage a + 5 la : largeur de l’ouverture de la chambre d’aspiration, dans la direction axiale 6 - 12 La : largeur de l’ouverture de la chambre d’aspiration, du côté de l’orifice d’aspiration 16 - 24 (environ 2 x la ) La’: largeur de la paroi de la chambre d’aspiration, du côté opposé à l’orifice d’aspiration, 0 - la ld : longueur d’une discontinuité 0,05 à 2 n : nombre de discontinuités 2 – 10 % discontinuité = (ld x n) / somme des longueurs des fentes 0,1% - 5%
Exemple 2- simulations des flux Des simulations ont été effectuées sur un système d’aspiration similaire à celui représenté figures 3 et 10 au moyen d’un logiciel développé par la société Ansys®.
Les simulations ont été mises en œuvre avec un système d’aspiration présentant les caractéristiques suivantes :
Balai de section 32mm x 32mm Hauteur de fente : 2mm Fente : βi = 18,43°; βe = 29,05°, α = 23,74° Fente de largeur constante : 2mm Dépression dans la chambre d’aspiration : - 50 mbars Pression dans la chambre d’admission : 100 mbars
Comme le montrent les flux sur les figures 11 et 12, le rideau d’air généré refoule l’air extérieur de sorte que ce dernier n’est pas aspiré. Ainsi, la pollution éventuellement présente dans l’air environnant le système d’aspiration n’est pas aspiré. On note qu’une petite partie du rideau d’air généré est aspirée, mais que cette partie est trop faible pour déstabiliser le rideau d’air et entrainer avec elle l’air environnant et sa pollution.
Ces états calibrés sont : un état très favorable, un état favorable, un état moyennement favorable, un état peu favorable et un état forcé.
Par conséquent, le programme de fonctionnement inclut cinq étapes décisionnelles, de la plus favorable à la moins favorable, au cours desquelles on vérifie que les valeurs des paramètres mesurés sont supérieures ou inférieures à des seuils.
Trois paramètres présenteront des mêmes valeurs de seuil pour chacun des cinq états calibrés.
Ainsi, on enregistre des valeurs de seuil de la température minimale de l’eau de refroidissement du moteur Teau_min et sa température maximale Teau-max, ainsi que celle de la pression atmosphérique minimale Patm_min. L’enregistrement de cette température et de la pression atmosphérique permettent de s’assurer que le moteur thermique fonctionne dans des conditions optimales.
Par ailleurs, à ces trois paramètres s’ajouteront également un quatrième paramètre que l’on surveillera plus simplement directement à travers le processeur 26 et ce, de façon équivalente pour chacun des cinq états calibrés, la pente P prévisible de la voie de circulation. La valeur de la pente doit être nulle ou positive. Cette valeur, accessible grâce au système d’aide à la conduite, qualifie en effet la puissance future demandée au moteur comme on l’expliquera ci-après.
En outre, pour chacun des états calibrés, on définit trois seuils de masse de particules du filtre en fonction de la distance kilométrique D parcourue depuis la précédente régénération du filtre à particules.
Ainsi, on définit trois premiers seuils de masse de particules pour le premier état, un premier seuil de masse très favorable M_tfav_1 si la distance parcourue depuis la précédente régénération est inférieure à 800 km, un deuxième seuil de masse très favorable M_tfav_2 si la distance parcourue est comprise entre 800 km et 1000 km et un troisième seuil de masse très favorable M_tfav3 si la distance parcourue est supérieure à 1000 km. Les seuils de 800 km et de 1000 km sont ici à prendre en compte comme des exemples non limitatifs. Car en effet, d’autres valeurs peuvent être calibrées.
On définit de la même façon, et selon les mêmes critères : un premier seuil de masse favorable M_fav1, un deuxième seuil de masse favorable M_fav2 et un troisième seuil de masse favorable M_fav3 ; un premier seuil de masse moyennement favorable M_mfav1, un deuxième seuil de masse moyennement favorable M_mfav2 et un troisième seuil de masse moyennement favorable M_mfav3 ; un premier seuil de masse peu favorable M_pfav1, un deuxième seuil de masse peu favorable M_pfav2 et un troisième seuil de masse peu favorable M_pfav3 ; et, un premier seuil de masse forcée M_forcé1, un deuxième seuil de masse forcé M_forcé2 et un troisième seuil de masse forcé M_forcé3.
Par ailleurs, pour chacun des états calibrés, le premier seuil de masse est supérieur au deuxième seuil de masse qui est lui-même supérieure au troisième seuil de masse. Aussi, M_tfav1< M_fav1<M_mfav1<M_pfav1<M_forcé1.
En outre, sur chacun des états calibrés, on définit une vitesse instantanée du véhicule, une vitesse minimale future de la course du véhicule et une vitesse moyenne future. La vitesse instantanée peut être donnée par des moyens propres aux véhicules, par exemple par la vitesse de rotation des roues, ou bien grâce au système GPS.
Quant à la vitesse minimale future et la vitesse moyenne future, elles sont données par le récepteur GPS et le dispositif de réception auxiliaire et au système d’aide à la conduite.
On observera que le dispositif de réception auxiliaire pourrait puiser ces informations dans un fichier contenu dans la base de données 28, lequel fichier serait régulièrement mis à jour.
Ainsi, au niveau du premier état calibré, on définit un premier seuil de vitesse instantanée très favorable V_tfav, un premier seuil de vitesse moyenne très favorable tfav_moy et un premier seuil de vitesse minimale très favorable tfav_min.
Au niveau du deuxième état calibré, on définit un deuxième seuil de vitesse instantanée favorable V_fav, un deuxième seuil de vitesse moyenne favorable fav_moy et un deuxième seuil de vitesse minimale favorable fav_min.
Au niveau du troisième état calibré, on définit un troisième seuil de vitesse instantanée moyennement favorable V_mfav, un troisième seuil de vitesse moyenne moyennement favorable mfav_moy et un troisième seuil de vitesse minimale moyennement favorable mfav_min.
Au niveau du quatrième état calibré, on définit un quatrième seuil de vitesse instantanée peu favorable V_pfav, un quatrième seuil de vitesse moyenne peu favorable pfav_moy et un quatrième seuil de vitesse minimal peut favorable pfav_min.
Selon un mode de réalisation connu, un élément chauffant comprend un logement, sensiblement tubulaire, de manière à ménager une section de passage, disposé dans ou remplaçant une conduite d’échappement, dans laquelle circule un gaz d’échappement issu d’un moteur thermique. Dans ce logement est disposé, en travers de la section de passage, un disque chauffant.
Le disque chauffant est perforé et/ou poreux, afin de permettre le passage du gaz d’échappement au travers de sa section. De plus, il est métallique et résistant. Il est connecté à au moins deux électrodes permettant de faire circuler au sein du disque chauffant un courant électrique, de manière à échauffer le disque chauffant par effet Joule. Cette chaleur se transmet au catalyseur, disposé à l’aval du disque chauffant, par rayonnement et par convection, la chaleur étant transportée par les gaz, air ou gaz d’échappement, circulant au travers du disque chauffant.
La conception d’un disque chauffant tend actuellement à réduire son épaisseur. Cette réduction s’accompagne avantageusement d’une réduction de la masse du disque, réduisant son inertie thermique et favorisant une rapide montée en température, en plus d’être bénéfique au budget masse du véhicule. De plus, une réduction de son épaisseur s’accompagne le plus souvent d’une augmentation favorable de sa résistance électrique.
Une réduction de l’épaisseur du disque chauffant s’accompagne cependant de manière préjudiciable, d’une réduction de sa fréquence propre, nuisible à sa longévité.
Aussi, il est recherché des moyens d’augmenter la fréquence propre d’un disque chauffant, de préférence sans augmenter son épaisseur et/ou sa masse.
Le principe de l’invention est de disposer des patins, maintenus en contact contre le disque chauffant, afin d’amortir les modes vibratoires de plus forte amplitude.
Pour cela, l’invention a pour objet un élément chauffant pour une ligne d’échappement, comprenant un logement sensiblement tubulaire se confondant avec une conduite d’échappement de la ligne d’échappement, un disque chauffant disposé en travers de la section de passage du logement, au moins un patin et autant de moyen de rappel, un moyen de rappel portant un patin fixé à son extrémité distale, et étant apte à maintenir ledit au moins un patin en appui contre le disque chauffant.
- un patin est isolant électrique,
- un patin présente une face en contact avec le disque chauffant apte à glisser sur le disque chauffant et préférentiellement plane,
- un moyen de rappel comprend une lamelle métallique élastique coudée, fixée par son extrémité proximale à la paroi intérieure du logement,
- un moyen de rappel est conformé de manière à placer un patin associé au droit d’un ventre vibratoire du disque chauffant,
- l’élément chauffant comprend encore, en regard d’une première face du disque chauffant, une première couronne de patin et de moyen de rappel,
- l’élément chauffant comprend encore, en regard d’une deuxième face du disque chauffant opposée à la première face, un support poreux en céramique, préférentiellement un support en céramique apte à dépolluer, encore préférentiellement un catalyseur,
- l’élément chauffant comprend encore, en regard d’une deuxième face du disque chauffant opposée à la première face, une deuxième couronne de patin et de moyen de rappel,
- chaque patin de la première couronne est en regard d’un patin de la deuxième couronne et préférentiellement réciproquement,
Comme visible en , le pied de support 12 présente une forme de révolution à section circulaire s’étendant selon la direction de hauteur H, avec une partie inferieure tronconique 14 qui se raccorde au niveau de son extrémité de plus petit diamètre à une partie supérieure cylindrique 15. La base de plus grand diamètre de la partie tronconique 14 est fixée à la paroi porteuse inférieure 7 de la structure porteuse 3. La partie inferieure tronconique 14 s'étend à travers l'épaisseur de la paroi de fond 6 de la cuve 71 au-delà du niveau de la membrane d’étanchéité primaire 2. La partie supérieure cylindrique 15 est fermée de manière étanche par exemple à l’aide d’une plaque circulaire. Les membranes d’étanchéité secondaire et primaire 2 sont raccordées de manière étanche à la partie inferieure tronconique 14 à l’aide d’une collerette secondaire 16 et d’une collerette primaire 17.
Le dispositif de guidage 13 est soudé sur la partie supérieure cylindrique 15 du pied de support 12. Le dispositif de guidage 13 comporte une plaque de support 18 qui est fixée à la partie supérieure cylindrique 15 à l’aide de deux plaques de liaison 19, comme visible en notamment. Les plaques de liaison 19 sont par exemple soudées d’une part la partie supérieure cylindrique 15 et d’autre part à la plaque de support 18. La plaque de support 18 est positionnée dans un plan orthogonal à la direction longitudinale L tandis que les plaques de liaison 19 sont disposées parallèlement l’une à l’autre dans des plans orthogonaux à la direction de hauteur H. Les plaques de liaison 19 jouent un rôle à la fois de fixation de la plaque de support 18 mais également un rôle de raidisseur.
Le dispositif de guidage 13 comporte également un premier bras de liaison 21 et un deuxième bras de liaison 22. Chaque bras de liaison 21, 22 comporte une base 23, par exemple sous la forme d’une plaque rectangulaire, qui est fixée par exemple par vissage à la plaque de support 18. La base 23 du premier bras de liaison 21 et la base 23 du deuxième bras de liaison sont disposées à deux extrémités de la plaque de support 18.
Chaque bras de liaison 21, 22 comprend de plus un tube de liaison 24 reliée à la base 23 à une première extrémité et s’étendant selon un axe parallèle à la direction transversale T.
Le dispositif de guidage 13 comporte enfin un premier collier 25 disposé tout autour de la conduite de chargement 10 et fixé à une deuxième extrémité du premier bras de liaison 21 et un deuxième collier 26 disposé tout autour de la conduite de déchargement 11 et fixé à une deuxième extrémité du deuxième bras de liaison 22. Le premier collier 25 et le deuxième collier 26 présentent une axe central qui est orienté verticalement de sorte à guider les conduites 10, 11 en translation selon la direction de hauteur de la cuve.
Chaque collier 25, 26 est formé d’une première portion cylindrique 27 soudée à la deuxième extrémité du tube de liaison 24. La première portion cylindrique 27 qui comporte des zones d’attache 28 de part et d’autre de la première portion cylindrique 27. Chaque collier 25, 26 est formée également d’une deuxième portion cylindrique 29 comportant des zones d’attache 28 de part et d’autre de la deuxième portion cylindrique 29 et disposée en vis-à-vis des zones d’attaches 28 de la première portion cylindrique 27. La première portion cylindrique 27 est fixée de manière amovible, par boulonnage, à la deuxième portion cylindrique 29 de sorte à former un collier cylindrique entourant l’une des conduites 10, 11.
Comme représenté notamment en , la surface interne du premier collier 25 et la surface interne du deuxième collier 26 sont équipées d’une pluralité de tampon anti-frottement 30 s’étendant chacun dans la direction de hauteur et réparties régulièrement sur la surface interne. Les tampons anti-frottement 30 son configurées pour servir de surface de contact limitant le frottement pour les conduites 10, 11. Les tampon anti-frottement sont réalisés dans un matériau choisi parmi par exemple le Polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou le polyéthylène à haute densité (HDPE).