INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’équilibre décrit par la troisième équation (Eq.3) concerne les molécules de type transporteurs d’hydrogène organique liquide (ou LOHC pour « Liquid Organic Hydrogen Carriers » en anglais). C’est une réaction réversible qui est donc successivement mise en œuvre dans des séquences exothermiques puis endothermiques. Ces diverses réactions sont largement documentées sur le plan thermochimique. Elles donnent potentiellement lieu à des réactions annexes (par exemple de type WGS (« Water Gas Shift » en anglais ou réaction de changement gaz-eau), RWGS (Reverse Water Gas Shift » en anglais ou réaction inverse de changement gaz-eau), formation de Boudouard, etc.) connues de l’homme du métier et non décrites ici.
Les espèces concernées par ces réactions principales et les réactions annexes sont appelées « réactants » pour les espèces en entrée du réacteur, et « produits » pour les espèces produites par les réactions principales et annexes. De plus, « fluides réactifs » qualifie l’ensemble des espèces concernées par ces réactions. Ces réactions sont toutes associées à des conditions thermodynamiques, pression et température, préférentielles compte-tenu des performances visées : il est généralement intéressant de travailler à pression élevée et il est aussi nécessaire de correctement gérer l’exothermicité de ces réactions en extrayant de la chaleur du domaine réactionnel, ce qui permet de garantir le taux de conversion, la sélectivité, la durée de vie des catalyseurs, entre autres. D’autres fonctionnalités discutées par la suite sont aussi d’intérêt.
On connaît déjà de nombreuses architectures de réacteurs catalytiques utilisés dans l’industrie pour assurer le contrôle et le pilotage thermique de réactions chimiques endothermiques ou exothermiques. Les principaux types de réacteurs échangeurs connus pour les réactions exothermiques sont décrits ci-après.
Tout d’abord, la technologie la plus simple de réacteurs catalytiques est la technologie de réacteurs dits « à lit fixe ». Dans des réacteurs à lit fixe adiabatiques placés en cascade, l’exothermicité est alors généralement gérée par une dilution des réactifs en entrée du premier étage de réaction, par exemple par recirculation des produits, et par la mise en place d’échangeurs de chaleur destinés à refroidir le mélange réactifs-produits entre les différents réacteurs. Cette architecture présente l’avantage de la simplicité de fabrication mais nécessite la mise en place de recycles des gaz pour limiter l’élévation de température et impose l’utilisation de catalyseurs stables à haute température. Ces réacteurs sont plutôt employés comme unités centralisées fonctionnant en régime établi.
Il existe également la technologie des réacteurs échangeurs à lits fluidisés. De tels réacteurs ont été développés pour répondre au problème de transfert thermique dans les lits fixes. Ces réacteurs offrent l’avantage d’une bonne homogénéité thermique dans le réacteur, ce qui évite les points chauds mais nécessitent, à puissance équivalente, un volume de réacteur plus important que dans le cas des lits fixes à écoulement piston. Dans ces réacteurs, le catalyseur est sous forme de particules fines dont l’attrition doit être maitrisée. De plus, la fluidisation des particules impose de limiter les plages de variation de débit de gaz, ce qui rend ces réacteurs peu flexibles vis-à-vis des fonctionnements intermittents.
Une autre technologie de réacteurs échangeurs concerne les réacteurs échangeurs dans lesquels la réaction chimique a lieu au sein d’un canal réactif refroidi continument par un fluide caloporteur extérieur. La plupart de ces réacteurs sont de type tube-calandre, la réaction se produisant dans les tubes réactionnels refroidis en périphérie par un bain caloporteur. Les gaz réactifs circulent axialement dans les tubes qui contiennent un catalyseur, par exemple en poudre.
La combinaison de réacteurs échangeurs du même type ou de types différents au sein d’une même unité peut également être envisagée afin d’améliorer la conversion, la flexibilité ou la valorisation de la chaleur récupérée.
La gestion des contraintes thermiques s’exerçant sur les réacteurs commencent par la réponse au besoin de contrôle thermique. Celle-ci peut emprunter diverses voies comme exposé dans les solutions technologiques précédentes, à savoir des solutions hors réacteur telles que l’étagement de la conversion globale, avec refroidissement et/ou dilution, et/ou condensation intermédiaires ; des solutions dans le réacteur telles que l’évolution vers la notion de réacteurs échangeurs, l’intensification des échanges thermiques, la diminution des tailles des canaux réactifs (millistructuration), l’intégration de structures conductrices 3D pour homogénéisation thermique, l’étagement des injections de réactifs permettant de répartir le dépôt d’énergie.
Quant à la question de la durée de vie des catalyseurs, il faut noter que les réactions exothermiques générant une grande quantité de chaleur, ceci peut conduire à l’apparition de points chauds ayant pour conséquence la dégradation locale du catalyseur et la dégradation des performances de conversion de l’ensemble réacteur/catalyseur. Autrement dit, la dégradation du catalyseur solide peut se traduire par une désactivation de ce dernier et conduire à une réduction du taux de conversion des espèces chimiques en présence. La sélectivité des réactions mises en jeu est également affectée.
Par ailleurs, certaines réactions d’hydrogénation très utiles à l’industrie, comme la synthèse de méthanol ou la synthèse de Fischer-Tropsch, telles que décrites par les équations précédentes Eq.1 à Eq.3 sont équilibrées et ont, pour les conditions thermodynamiques retenues usuellement, des taux de conversion faibles à modérés. Une stratégie intéressante consiste alors à associer des membranes permsélectives à une ou des parois des canaux réactifs, de manière à soustraire une espèce produite, typiquement l’eau, au milieu réactif, ce qui déséquilibre la réaction et augment sa productivité. L’avantage d’un tel procédé a pu être démontré expérimentalement et théoriquement. Les innovations peuvent porter sur deux éléments principaux : les membranes et les méthodes d’intégration aux réacteurs.
Dans la solution classique de réacteur échangeur avec le catalyseur localisé dans les tubes, pour des technologies de type tube-calandre, un des problèmes est le contrôle des zones rendues plus chaudes à cause de l’exothermie de la réaction. Ce phénomène nécessite de refroidir intensément les tubes sur toutes leur surface alors qu’à un instant donné, seule une faible partie de cette surface nécessite d’être refroidie intensément, par exemple pour une injection et une circulation axiale des réactifs. Une conséquence de cela est un surdimensionnement du débit de fluide thermique.
Afin de pallier ces problèmes, il a été proposé un agencement permettant de répartir la distribution des réactifs sur toute la longueur des tubes. Cette solution permet alors d'obtenir une meilleure homogénéité de la température sur toute la longueur du réacteur. A cet égard, les documents US 3,758,279 A, US 4,374,094 A, EP 0 560 157 A1 et US 2,997,374 A proposent des réacteurs échangeurs mettant en œuvre une distribution des réactifs à partir d'un espace de distribution annulaire. Notamment, ces réacteurs échangeurs, de forme généralement cylindrique, comprennent, agencés de manière coaxiale et à partir de l'extérieur du réacteur, un tube, l'espace de distribution annulaire, une charge de catalyseur et un espace de collecte. Ces solutions constituent le standard du refroidissement dans des réacteurs de type tube et calandre, c’est-à-dire que le refroidissement des tubes est piloté uniquement par l’écoulement dans la calandre.
Ces agencements ne sont toutefois pas satisfaisants. En effet, la présence de l'espace de distribution annulaire disposé autour de la charge de catalyseur limite les transferts de chaleur du catalyseur vers le tube, rendant peu efficace les systèmes de refroidissement généralement considérés. Il reste néanmoins possible d'insérer des éléments conducteurs de chaleur dans le réacteur. Une telle solution reste toutefois incompatible avec les réacteurs comprenant des tubes de faible diamètre.
Inversement, le document CN 103990420 A propose de mettre en œuvre un insert pourvu d'une chambre de distribution et d'une chambre de collecte, disposée au centre d'un tube et définissant avec ce dernier une espace annulaire logeant le catalyseur solide. Toutefois, l'agencement proposé dans ce document ne permet pas de répartition homogène de la température au sein de l'espace annulaire. Plus particulièrement, cet agencement ne permet pas d'obtenir un profil de température optimal au sein du catalyseur solide.
La du document US 8,961,909 A représente un autre exemple de réacteur du type tube-calandre. Ce réacteur est notamment pourvu d'un tube d'injection, plongé dans un lit de poudre catalytique, et le long duquel sont ménagés des perçages. Ces derniers sont notamment agencés pour assurer une injection du gaz réactif à différents niveaux du lit de poudre catalytique, et ainsi limiter l'apparition de points chauds dans ledit lit. Toutefois, ce réacteur n'est pas satisfaisant. En effet, afin d'assurer son refroidissement, ce réacteur requiert la mise en place d'une pluralité de circuits de circulation d'un fluide caloporteur, ce qui augmente d'autant sa complexité.
Le document US 7,402,719 B2, notamment à la figure 3a, divulgue un autre exemple de réacteur agencé pour permettre une injection étagée d'un réactif C en vue de sa réaction avec un réactif A. Ce réacteur comprend à cet égard deux nappes (ou canaux) séparées par une paroi et destinées à assurer la circulation, respectivement, du réactif A et du réactif C. Les deux nappes sont par ailleurs en communication fluidique au moyen d'une pluralité de perçages ménagés dans la paroi les séparant. Ces perçages sont notamment agencés afin d'assurer un mélange progressif du réactif C avec le réactif A. Ce mélange progressif permet ainsi de limiter l'apparition de points chauds. Cependant, l'agencement du réacteur sous forme d'un empilement de nappes rend ce dernier peu compact.
Les Figs. 7C et 7D illustrent un autre système de blocage des poulies. Ce mécanisme s’apparente à un système d’embrayage avec indexation des éléments à bloquer, ici les poulies. Il comprend une clef primaire 701 possédant ici trois logements 701a qui permettent de libérer ou de retenir trois doigts d’indexation 702 formant clés secondaires. Ceux-ci sont agencés pour pouvoir se loger dans des rainures formées dans les poulies respectives P. Selon la position de la clef : dans un cas ( ) elle retire les doigts 702 des logements des poulies, dans l’autre cas ( ) elle libère les doigts 702 qui ont tendance à appuyer grâce à des ressorts respectifs 704 en direction de l’intérieur des poulies. Entre chaque paire de poulies sont prévus avantageusement des éléments de friction tels que des rondelles en Ferrodo. Lorsque la clef est en position débrayage elle décomprime totalement un ressort d’extrémité, qui permet ainsi à chaque poulie d’être libre par rapport aux autres. Lorsque la procédure de réarmement est enclenchée, la clef descend dans un premier temps suffisamment pour libérer les doigts. La procédure de réarmement avec l’actuateur de lacet est alors lancée de manière à faire passer la pièce centrale 701 qui maintient les doigts 702 en face des rainures des poulies. Une fois cette étape passée la clef est tirée à sa position d’embrayage en comprimant à ce moment le ressort, ce qui permet de solidariser l’ensemble. L’avantage de cette solution réside dans le fait que les efforts lors du fonctionnement ne passent plus par la clef et ses logements dans ses poulies, ce qui permet d’entrevoir une fiabilité accrue.
PARTIE 8 – Déport de la commande de pitch en bout de bras
Alors que dans les brevets 2 et 3 la commande de pitch s’effectue de façon commune à partir d’une action centrale, (typiquement par commande angulaire autour de l’axe principal du rotor dans le brevet 3), on réalise ici une commande de pitch individuelle 82 à l’extrémité de chaque bras 81.
Cette commande peut être électromécanique, avec un actionneur commandant individuellement par exemple la position de l’axe de l’élément à fente par apport à l’axe de l’élément à doigt selon le mécanisme du brevet 3.
L’alimentation électrique d’un tel actionneur, de même que les instructions de commande qui peuvent être mises en œuvre par courants porteurs, peuvent être véhiculés (référence 83) grâce à des contacts glissants au niveau de l’axe principal 84 du rotor. Alternativement, on peut prévoir une transmission d’énergie sans fil par couplage magnétique si la puissance électrique nécessaire de la commande satellitaire le permet.
Avec une telle commande individuelle, il devient possible d’engendrer une loi de commande de l’inclinaison de la pale 85 quelconque, notamment programmable, notamment afin d’optimiser le rendement de la machine tant en mode générateur qu’en mode propulseur.
PARTIE 9 – Transmission par courroie – maintien de la tension de la courroie
Une transmission par courroie crantée entre pignon central et pignon satellite est intéressante notamment sur le plan de la simplicité et du coût, et sur de grandes dimensions de rotors. Toutefois, à mesure que la vitesse augmente, il peut être nécessaire d’augmenter la tension de la courroie qui peut commencer à avoir des battements indésirables.
Cette augmentation de tension peut être réalisée par exemple par un dispositif à masselotte soumis à la force centrifuge et exerçant sur un organe de mise en tension un déplacement d’autant plus grand que la vitesse de rotation est élevée.
La illustre un exemple de ce mécanisme. Une poulie de tension 91 est appliquée sur la courroie 96 en étant montée sur une platine 92 qui pivote sur un axe 93 fixé sur un bras 94 du rotor. Au bout de la platine 92 est monté un poids 95. On comprend qu’avec l’augmentation de la vitesse de rotation du rotor, la masselotte constituée par ce poids 95 génère un effort dirigé vers l’extérieur du rotor sous l’effet de la force centrifuge, ce qui permet d’augmenter la pression de la poulie de tension 91 sur la courroie 96. Les différents paramètres sont déterminés de manière à assurer un niveau de mise en tension satisfaisant.
PARTIE 10 – Transmission par courroie – réglage du pitch
Comme on a pu le voir ci-dessus et dans le brevet 3, il est nécessaire, pour réaliser une variation de la loi de commande de calage des pales en temps réel, de faire varier la distance entre l’axe de rotation de la pale et l’axe de rotation du disque à fente ou son équivalent. Il paraît compliqué de faire varier le point de rotation de la pale sur le rotor, aussi on s’intéresse à faire varier la position du disque à fente et son équivalent. Dans ce cas la distance entre la poulie centrale de commande et la poulie en extrémité de bras varie, ce qui cause une détente de la courroie (ou de la chaîne) lorsque cette distance diminue. On décrit ici en référence aux Figs. 10A-10C un système permettant de pallier cette difficulté. Le disque à fente est fixé sur la poulie 101 située en bout de bras, en prise avec la courroie 101a. Cette poulie 101 est montée via des roulements à billes sur un excentrique 102. On comprend qu’en faisant tourner cet excentrique, on modifie la distance de l’axe de rotation du disque à fente avec l’axe de la pale représenté par l’axe 103. Une tige de commande 104, actionnée par un mécanisme décrit dans la présente demande ou dans les brevets précédents, peut être déplacée en translation. Cette tige de commande 104 permet par l’intermédiaire d’une biellette 105 de régler la position angulaire de l’excentrique. Mais elle permet également via une seconde biellette 106, qui selon ce mode de réalisation est fixée sur le même axe que la biellette 105, de faire pivoter une platine 107 qui pivote autour d’un axe 108 et qui maintient un galet tendeur 109. La géométrie des différents organes est déterminée pour que le galet 109 maintienne une tension satisfaisante de la courroie 101a quel que soit le réglage angulaire de l’excentrique.
On peut selon un mode de réalisation alternatif prévoir un dispositif tendeur automatique à ressort fixé sur la platine 107 ou alors un dispositif tendeur fixé directement sur le bras.
Dans le cas on l’on retient une version à renvois d’angles coniques (cf. Fig. 8B du brevet 1) en lieu et place d’un mécanisme à courroies et poulies, le décalage en translation du disque à fente doit idéalement se faire sur un rayon du rotor. L’axe de liaison entre le pignon conique central et le pignon conique du côté satellite est alors cannelé du côté satellite au niveau de l’engrènement du disque à fente. On permet ainsi le déplacement en translation, selon un rayon du rotor, de la platine supportant le disque à fente et le pignon conique par glissement sur la cannelure de l’arbre de liaison.
PARTIE 11 – Utilisation mixte en application nautique
Le brevet 2 décrit l’usage d’un rotor en mode propulsion pour propulser un drone ou embarcation marine, et en mode générateur lorsque l’embarcation est amarrée, pour générer de l’électricité à bord en exploitant les courants marins. En référence à la , lors de la navigation à la voile, les pales 111 peuvent être soit libres de façon à s’adapter immédiatement à l’orientation du flux aquatique en minimisant la traînée, soit maintenues fixes et de préférence dans l’axe du bateau 112, avec leur bord d’attaque vers la proue, de manière à générer un effet de quille ou de dérive.
-- lesdites bornes sont situées au niveau d’une extrémité longitudinale du corps ;
-- lesdites bornes sont situées à distance des extrémités longitudinales du corps et par exemple au milieu dudit corps ou dudit film ;
-- lesdites bornes sont réalisées en métal ;
- les bandes et la ou les pistes sont recouvertes par une couche de passivation, et ledit flocage recouvre cette couche de passivation ; la couche de passivation a pour fonction d’isoler électriquement les bandes et la ou les pistes, et donc de les protéger de l’humidité par exemple ;
-- les bandes sont identiques, en particulier elles ont des dimensions identiques ;
- les bandes ont une largeur ou dimension transversale comprise entre 0,2 et 10mm, et de préférence entre 0,2 et 5mm ; dans la présente demande, une largeur ou dimension transversale est mesurée selon un axe perpendiculaire à l’axe d’allongement du joint et du film ;
-- la ou chaque piste de chauffage est rectiligne ;
-- la ou chaque piste de chauffage est perpendiculaire aux bandes ;
- la ou chaque piste de chauffage a une longueur ou dimension axiale comprise entre 0,1 et 25mm, et de préférence entre 0,1 et 10mm ; dans la présente demande, une longueur ou dimension axiale est mesurée selon l’axe d’allongement du joint et du film ;
-- les bandes chevauchent partiellement la ou les pistes, ou la ou les pistes chevauche(nt) partiellement les bandes ; ce chevauchement assure la liaison électrique entre les bandes et la ou les pistes ;
-- les bandes sont séparées par une distance (distance inter-bandes) qui est inférieure à la largeur de la ou des pistes dont les extrémités chevauchent les bandes ou sont chevauchées par les bandes ;
- la ou chaque piste de chauffage a une longueur ou dimension axiale qui représente au moins 90% de la longueur ou dimension axiale des bandes, et qui est par exemple comprise entre 1000 et 1500mm ;
- les bandes électroconductrices sont en argent, et/ou la ou les pistes sont en carbone, par exemple à effet PTC ;
- les bandes électroconductrices et/ou la ou les pistes sont des couches d’encre imprimées et durcies ; l’encre peut être une encre destinée à durcir par séchage et évaporation d’un solvant par exemple ; en variante, l’encre peut être une encre destinée à durcit par polymérisation ou réticulation ;
- les bandes et la ou les pistes sont portées par un support plastique, par exemple en PET ;
- ledit film de chauffage est un film multicouche ;
La quantité du (des) polysaccharide(s) cationique(s) dans la composition selon la présente invention peut être de 1 % en poids ou moins, de préférence de 0,5 % en poids ou moins, et de manière davantage préférée de 0,1 % en poids ou moins, par rapport au poids total de la composition.
La quantité du (des) polysaccharide(s) cationique(s) dans la composition selon la présente invention peut être de 0,01% à 1% en poids, de préférence de 0,03% à 0,5% en poids, et de manière davantage préférée de 0,05% à 0,1% en poids, par rapport au poids total de la composition.
(Agent de réticulation)
La composition selon la présente invention peut inclure au moins un agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus ou un sel de celui-ci. Deux types différents ou plus d’agents de réticulation ou des sels de ceux-ci peuvent être utilisés en combinaison. Ainsi, un seul type d’agent de réticulation ou de sel de celui-ci ou une combinaison de différents types d’agents de réticulation ou de sels de ceux-ci peuvent être utilisés.
Au moins un des groupes acides de l’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus peut être sous la forme d’un sel. Tous les groupes acides de l’agent de réticulation peuvent être sous la forme de sels.
Le terme « sel » dans la présente spécification signifie un sel formé par l’addition d’une (de) base(s) convenable(s) à l’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus, qui peut être obtenu à partir d’une réaction avec l’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus avec la (les) base(s) selon des procédés connus des hommes du métier. Comme sel, on peut citer les sels métalliques, par exemple les sels de métaux alcalins tels que Na et K, et les sels de métaux alcalino-terreux tels que Mg et Ca, et les sels d’ammonium.
Il est préférable que l’agent de réticulation soit choisi parmi les acides non polymères ayant trois groupes acides ou plus, de manière davantage préférée parmi les acides organiques non polymères ayant trois groupes acides ou plus.
Le terme « non polymère » signifie ici que l’agent de réticulation n’est pas obtenu par polymérisation de deux monomères ou plus. Ainsi, l’acide non polymère, en particulier l’acide organique non polymère, ne correspond pas à un acide obtenu par polymérisation de deux monomères ou plus tel que le polyacide carboxylique.
Il est préférable que le poids moléculaire de l’acide non polymère, en particulier de l’acide organique non polymère, ayant trois groupes acides ou plus soit de 1 000 ou moins, de préférence de 800 ou moins, et de manière davantage préférée de 600 ou moins.
L’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus, ou un sel de celui-ci, peut être hydrophile ou soluble dans l’eau.
L’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus peut avoir trois groupes acides ou plus choisis dans le groupe consistant en un groupe carboxylique, un groupe sulfurique, un groupe sulfonique, un groupe phosphonique, un groupe phosphorique, un groupe hydroxyle phénolique et un mélange de ceux-ci.
L’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus ou un sel de celui-ci peut être choisi dans le groupe consistant en acides tricarboxyliques, acides tétracarboxyliques, acides pentacarboxyliques, acides hexacarboxyliques, des sels de ceux-ci et des mélanges de ceux-ci.
L’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus ou un sel de celui-ci peut être choisi dans le groupe consistant en acide citrique, acide aconitique, acide phytique, EDTA, glycyrrhizine, triphosphate d’inositol, pentakisphosphate d’inositol, tripolyphosphate, triphosphate d’adénosine, un sel de celui-ci, et un mélange de ceux-ci.
Il est préférable que l’agent de réticulation ayant trois groupes acides ou plus ou un sel de celui-ci soit choisi dans le groupe consistant en acide citrique, acide phytique, un sel de celui-ci, et un mélange de ceux-ci.
La quantité du (des) agent (s) de réticulation ayant trois groupes acides ou plus ou du (des) sel(s) de ceux-ci dans la composition selon la présente invention peut être de 0,001% en poids ou plus, de préférence de 0,005% en poids ou plus, et de manière davantage préférée de 0,01% en poids ou plus, par rapport au poids total de la composition.