INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De plus, la montée en puissance et en tension des architectures électriques en aéronautique doit se faire en respectant des contraintes de poids et de volume.
Les circuits à haute puissance nécessitent des organes de commutation spécifiques, capables de couper la circulation de courant électrique sans risquer la formation d’un arc électrique ou de blocage de la commutation du au courant, ou « collage ». Plusieurs types de tels commutateurs de puissance sont connus, notamment les commutateurs à transistor à effet de champ à grillée isolée (ou MOSFET) et les contacteurs électromécaniques.
La commutation de circuits de puissance par des ensembles de transistors se traduit par une consommation électrique et un échauffement non nul à l’état passant, du fait de la résistance intrinsèque des transistor MOS, qui augmente avec l’élévation de la tension et du courant. Dans le cas d’une puissance importante destinée à la propulsion, cet échauffement nécessite une gestion thermique additionnelle avec un poids et un volume conséquent associés. De plus, la puissance dissipée thermiquement est perdue, dans un contexte où la capacité de stockage d’énergie est un facteur limitant.
D’autres solutions de commutation mettant en œuvre des interrupteurs électromécaniques multiples, ou contacteurs, sont envisageables pour mettre en œuvre une commutation sécurisée et stable, sans générer de chaleur excessive à l’état passant.
Cependant, un tel système nécessite un nombre important de contacteurs, pour contrôler chacun des éléments de batterie indépendamment. Les contacteurs étant des éléments lourds et volumineux, pour prévenir la formation d’arcs électriques à la commutation, ces solutions se traduisent par un prix, un volume et un poids conséquent, peu compatibles avec une application aéronautique.
Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble de puissance électrique comprenant :
- une pluralité d’éléments de batterie, chaque élément de batterie comprenant au moins une cellule de stockage d’énergie électrique,
- un multiplexeur comprenant une entrée et, pour chaque élément de batterie, une sortie connectée à l’élément de batterie et un relais de commutation connectant l’entrée et cette sortie,
- un unique organe de coupure de puissance connecté à l’entrée du multiplexeur et adapté pour être connecté à une charge électrique, et
- au moins un module de commande configuré pour piloter l’organe de coupure et chaque relais,
l’organe de coupure étant configuré pour commuter d’un état passant vers un état bloquant en charge, tandis que les relais sont configurés pour commuter d’un état passant vers un état bloquant hors charge.
Un tel ensemble de puissance permet la commutation et le remplacement de plusieurs éléments de batterie de puissance tout en maintenant un encombrement et une masse réduits par rapport à un système classique à plusieurs contacteurs, et sans présenter l’échauffement et la perte de puissance des systèmes à transistors.
Le module de commande peut être unique et piloter à la fois l’organe de coupure de puissance et chaque relais de commutation.
Une telle caractéristique permet une meilleure synchronisation de la mise hors charge du multiplexeur, de la commutation des relais et de la remise en charge.
Sur la , on peut voir un exemple de module élémentaire M1’’ spécialement adapté pour former une extrémité d’un caloduc, soit le module évaporateur, soit le module condenseur.
Le module d’extrémité M1’’comporte une extrémité configurée pour se connecter et s’aligner avec une extrémité d’un module élémentaire, par exemple le module M1 et une extrémité est munie d’un tube de remplissage 34 du caloduc, qui est obturé après remplissage. Le tube peut être réalisé par méthode additive et donc réalisé d’un seul tenant avec l’ensemble du module ou par un queusot rapporté par exemple par soudage.
L’isolation ou la fermeture étanche du module d’extrémité après remplissage du caloduc peut être obtenue par exemple au moyen d’une vanne montée sur le queusot, un pinçage du queusot, le soudage ou brasage d’un opercule.
Dans cet exemple, les moyens d’alignement sont similaires aux moyens 16.
Les modules MC et ME peuvent être similaires ou identiques au module de la .
En variante, le module M1 peut être utilisé comme module d’extrémité. Pour cela on peut prévoir de fermer l’extrémité non connectée à un module par exemple par soudage d’un bouchon de forme complémentaire à celle de ladite extrémité, ou alors simultanément à la fabrication des autres éléments du module en réalisant une face d'extrémité plane, ce qui est relativement aisé dans le cas d'un procédé de fabrication additive.
De manière préférentielle, afin de tenir compte des jeux de fabrication et éviter une chute de performances du caloduc, on prévoit de dimensionner les extrémités des modules pour que le contact soit assuré entre les brides et ainsi garantir l’assemblage, par exemple par soudage entre les modules et pour qu’un jeu existe entre les extrémités des sections de canal vapeur et de rainures réentrantes et éventuellement d’autres moyens d’alignement. Le jeu est alors choisi inférieur à la largeur maximale des canaux de liaison, ce qui permet d’éviter de créer un autre canal de liaison entre le canal vapeur et l’un des canaux liquides qui aurait une largeur supérieure à celle des canaux de liaison des modules et qui fixerait les performances du caloduc.
Grâce la réalisation par fabrication additive et par assemblage des modules, des caloducs de forme très variée peuvent être réalisés.
Sur la , on peut voit un exemple de caloduc C2 présentant deux coudes et permettant par exemple de relier une source chaude et une source froide situées dans deux plans différents.
Le caloduc C2 comporte dans cet ordre un module MC, un module M1, un module M2 comportant deux coudes, un module M1 et un module ME.
Il sera compris que plus d’un module M1 entre le module MC et M2 et/ ou ME et M2 peut être mis en œuvre et que plusieurs modules M2 peuvent être mis en œuvre avec des orientations différentes, par exemple pour réaliser un caloduc s’étendant dans les trois dimensions de l’espace. Il sera également compris qu’un caloduc formé par l’assemblage de deux modules d’extrémité ne sort pas du cadre de la présente invention.
Grâce à la fabrication additive, il est possible de réaliser des canaux avec de faibles rayons de courbure, ce qui n’est pas réalisable par cintrage. Ainsi les modules peuvent présenter toute forme, par exemple une forme en U, en S…
Sur la , on peut voir un exemple de module M3 comportant un seul coude. Dans cette réalisation, les canaux du coude présentent un rayon de courbure supérieur à celui des canaux des coudes du module M2. L’encombrement de deux modules M3 pour réaliser un module similaire à celui du module M2 est plus important que celui de M2.
De préférence et comme cela est représenté sur la , le canal vapeur 2 et les canaux liquides 4.1 longent les parois latérales planes du coude afin de présenter les mêmes longueurs. En outre, cela permet que le canal vapeur et les canaux liquides soient en contact par des surfaces planes avec les sources chaude et froide respectivement à l'évaporeur et au condenseur.
Sur les figures 16A, 16B et 17, on peut voir d’autres exemples de réalisation dans lesquels le canal vapeur présente une section circulaire qui offre une plus grande résistance à la pression qu’une section polygonale.
Le module comporte un canal vapeur 202 de section circulaire reposant sur une base 242 s’étendant sur une section angulaire du canal vapeur vue en coupe. La base 242 porte une face extérieure plane 244 destinée à être en contact avec le flux de chaleur, des canaux liquides 204.1 formés dans la base 242 entre le canal vapeur 202 et la face plane et des canaux de liaison 204.2 entre le canal vapeur 202 et les canaux liquides 204.1 et orientés radialement. Sur la , on peut voir une vue en coupe du canal vapeur 202 selon le plan BB et les canaux de liaison 204.2 qui, dans cet exemple, ne s’étendent pas de manière continue mais sont formés par des ouvertures de forme oblongue. Cette réalisation permet d’augmenter la résistance mécanique du module. En variante, les canaux de liaison sont continus sur toute la longueur du module. Dans cet exemple, les canaux liquides ont tous la même section de passage transversale.
La illustre, de manière schématique et non limitative, plus précisément le rotor de la .
Le rotor 13 est mis en place dans un carter 15. Le rotor comprend des aubes 12. Le jeu entre les aubes 12 et le carter 15 est réduit au minimum pour éviter les écoulements de jeu entre l’extrémité radiale des aubes 12 et le carter 15, ce qui pourrait générer des perturbations à l’écoulement et réduire l’efficacité de la turbine.
En sortie de rotor, juste après les aubes 12 dans le sens de l’écoulement, le rotor 13 peut comprendre une partie de section réduite 11. Ici la partie 11 est de forme tronconique avec un diamètre au niveau de l’intersection avec la sortie des aubes supérieur au diamètre de la partie 11 du rotor en sortie. Bien entendu, d’autres formes non tronconiques permettant d’obtenir une section réduite du rotor après les pales est possible sans sortie du cadre de l’invention.
Ainsi, la pression statique Ps1 du fluide entrant dans le rotor est supérieure à la pression statique Ps2 juste après les aubes 12, et la pression statique Ps3 en sortie du rotor 13 peut correspondre sensiblement à la pression Ps1 en entrée. L’augmentation de la pression statique en sortie est liée à la réduction de la section de la partie 11 du rotor après les aubes 12 (grâce au profil tronconique ici). Ainsi, on peut réduire les efforts axiaux sur l’axe du rotor.
La illustre, de manière schématique et non limitative une variante de rotor selon l’invention.
Sur cette figure, le rotor comprend des aubes 12 qui s’étendent radialement, l’axe longitudinal correspondant à l’axe de rotation qui est orthogonal au plan de coupe de la figure.
Le rotor est mis en place dans un carter 15, sensiblement cylindrique de manière à s’adapter au rotor apte à tourner autour de l’axe longitudinal.
Le rotor comprend également un cerclage 17 qui peut comprendre un anneau cylindrique. Ce cerclage 17 est fixé à l’extrémité radiales des aubes 12. Ce cerclage 17 est donc en vis-à-vis du carter 15. De ce fait, le fluide qui passe au niveau des aubes 12 ne peut pas passer par l’espace entre les aubes 12 et le carter 15, le cerclage faisant barrière au flux. Ainsi, les perturbations de l’écoulement sont limitées.
De plus, le jeu (volontairement amplifié sur la figure pour faciliter la compréhension) entre le cerclage 17 et le carter 15 est réduit au maximum de manière à éviter les fuites de fluide dans cet espace, avant que le fluide n’entre dans les aubes 12.
On peut également envisager d’ajouter un joint dans le jeu entre le cerclage 17 et le carter 15. Le joint peut être un joint labyrinthe par exemple.
Le cerclage 17 s’étend donc dans la direction longitudinale sur au moins toute la longueur longitudinale des aubes 12.
La illustre, de manière schématique et non limitative, un circuit à cycle de Rankine avec une turbine selon l’invention.
Le circuit à cycle de Rankine comprend une pompe 110 pour mettre en circulation un fluide de travail, de l’eau par exemple. En aval de la pompe 110, dans le sens de circulation du fluide, une conduite 120 permet la liaison avec un évaporateur 130 qui va réchauffer le fluide de travail et le vaporiser. Ainsi, en sortie 140 de l’évaporateur 130, le fluide de travail se trouve sous forme gazeuse et il est conduit via la conduite 150 à un moyen de détente 160 tel qu’une turbine qui peut être couplée à un générateur électrique 170.
Le fluide sortant du moyen de détente 160 est conduit par une conduite 185 à un condenseur 190 où il est refroidi et liquéfié. Il ressort ainsi du condenseur par la sortie 191 sous forme liquide puis est conduit via la conduite 196 à la pompe 110. Ainsi, le circuit fonctionne en boucle fermée.
Le circuit peut également comprendre un filtre (195) en amont de la pompe 110 de manière à éviter les particules solides qui pourraient endommager la pompe 110. Il peut aussi comprendre un réservoir (non représenté) du fluide de travail.
L’évaporateur 130 et le condenseur 190 peuvent être des échangeurs de chaleur aptes à échanger de la chaleur avec le fluide de travail, via un fluide plus chaud que le fluide de travail dans l’évaporateur 130 et via un fluide plus froid que le fluide de travail dans le condenseur 190.
système de commande d’un composant hydraulique selon l’invention
schéma de la fonction de commande du système.
graphique des courbes des sections des orifices du tiroir de distribution,
détail à échelle agrandie de la
graphique des courbes de la section des orifices du tiroir en fonction d’une course du tiroir pour un composant hydraulique réversible tel qu’un moteur hydraulique,
schéma d’un système de commande d’un composant hydraulique selon l’état de la technique,
graphique des courbes la section des orifices du tiroir de distribution du circuit de la ,
schéma de commande d’un vérin hydraulique à double effet pour sa première position d’alimentation,
schéma de commande du vérin à double effet de la selon sa seconde position d’alimentation,
graphique des courbes de la section des orifices du tiroir de distribution pour l’alimentation d’un vérin à double effet.
Selon la l’invention a pour objet un circuit hydraulique 100 alimenté en liquide hydraulique par une pompe 20 (motopompe) qui fournit le liquide hydraulique à une pression variable, limitée par un limiteur principal de pression 9. Le circuit hydraulique 100 comprend un tiroir de distribution 2 gérant l’alimentation d’un composant hydraulique 7 selon la demande DO de l’opérateur actionnant un organe de commande 1 tel qu’une manette et en tenant compte de paramètres imposés.
Le circuit hydraulique 100 comprend :
- une branche reliant la pompe 20 à l’entrée du composant hydraulique 7 à travers un orifice d’alimentation 3 du tiroir 2
- une branche de retour reliant la sortie du composant hydraulique 7 au réservoir 21 à travers l’orifice de décompression (ou de retour) 4 du tiroir 2 et
- une dérivation de l’entrée du composant hydraulique 7 au réservoir 21 par un orifice de fuite 5 du tiroir 2.
Un avantage du procédé selon l’invention est de purifier une huile de pyrolyse d’au moins une partie de ses impuretés ce qui permet de l’hydrogéner et ainsi de pouvoir la valoriser en particulier en l’incorporant directement à un pool carburant et/ou encore en la rendant compatible à un traitement dans une unité de vapocraquage afin de pouvoir obtenir en particulier des oléfines légères qui pourront servir de monomères dans la fabrication de polymères.
Un autre avantage de l’invention est de prévenir des risques de bouchage et/ou de corrosion de l’unité de traitement dans laquelle le procédé de l’invention est mis en œuvre, les risques étant exacerbés par la présence, souvent en quantités importantes, de dioléfines, de métaux et de composés halogénés dans l’huile de pyrolyse.
Le procédé de l’invention permet ainsi d’obtenir un effluent hydrocarboné issu d’une huile de pyrolyse débarrassé au moins en partie des impuretés de l’huile de pyrolyse de départ, limitant ainsi les problèmes d’opérabilité, comme les problèmes de corrosion, de cokage ou de désactivation catalytique, que peuvent engendrer ces impuretés, en particulier dans les unités vapocraquage et/ou dans les unités situées en aval des unités de vapocraquage, notamment les unités de polymérisation et d’hydrogénation sélective. L’élimination d’au moins une partie des impuretés des huiles de pyrolyse permettra aussi d’augmenter la gamme des applications des polymères cibles, les incompatibilités d’usages étant réduites.
Le fait d’effectuer une étape d’hydroconversion utilisant un système d’addition de catalyseur frais et de soutirage de catalyseur usagé sans arrêt de l’unité permet notamment de traiter des huiles de pyrolyse fortement chargées en impuretés.
Le fait d’effectuer une étape d’hydroconversion utilisant un système d’addition de catalyseur frais et de soutirage de catalyseur usagé sans arrêt de l’unité permet également de transformer au moins une partie des composés lourds en composés plus légers ce qui permet d’obtenir des rendements améliorés en coupe adaptée pour l’unité de vapocraquage et, lorsque cette coupe est envoyée en vapocraquage, en oléfines légères.
D’autre part, le procédé selon l’invention se caractérise par le fait qu’il ne nécessite pas d’étape d’hydrotraitement après l’étape d’hydroconversion ce qui représente une économie en réacteur, équipements et énergie.
Selon une variante, l’effluent hydrocarboné issu de l’étape c) de séparation, ou au moins l’un des deux flux hydrocarboné(s) liquides issu(s) de l’étape d), est en tout ou partie envoyé vers une étape e) de vapocraquage réalisée dans au moins un four de pyrolyse à une température comprise entre 700 et 900°C et à une pression comprise entre 0,05 et 0,3 MPa relatif.
Selon une variante, lorsque l’étape b) est mise en œuvre en lit bouillonnant ou en lit mobile, ledit catalyseur d’hydroconversion de l’étape b) comprend un catalyseur supporté comprenant un métal du groupe VIII choisi dans le groupe formé par le Ni, Pd, Pt, Co, Rh et/ou Ru, optionnellement un métal du groupe VIB choisi dans le groupe Mo et/ou W, sur un support minéral amorphe choisi dans le groupe formé par l'alumine, la silice, les silices-alumines, la magnésie, les argiles et les mélanges d'au moins deux de ces minéraux, et lorsque l’étape b) est mis en œuvre en lit entrainé, ledit catalyseur d’hydroconversion de l’étape b) comprend un catalyseur dispersé contenant au moins un élément choisi dans le groupe formé par Mo, Fe, Ni, W, Co, V, Ru.
Selon une variante, le procédé comprend une étape a0) de prétraitement de la charge, ladite étape de prétraitement étant mise en œuvre en amont de l’étape a) d’hydrogénation et comprenant une étape de filtration et/ou une étape de séparation électrostatique et/ou une étape d’un lavage à l’aide d’une solution aqueuse et/ou une étape d’adsorption.
Selon une variante, l’étape d) de fractionnement comprend en outre un fractionnement permettant d’obtenir, outre un flux gazeux, une coupe naphta comprenant des composés ayant un point d’ébullition inférieur ou égal à 150°C, et une coupe kérosène comprenant des composés ayant un point d’ébullition supérieur à 150°C et inférieur ou égale à 280°C, une coupe diesel comprenant des composés ayant un point d’ébullition supérieur à 280°C et inférieur à 360°C et une coupe hydrocarbonée comprenant des composés ayant un point d’ébullition supérieur ou égal à 360°C, dite coupe hydrocarbonée lourde.
Selon une variante, l’étape d) de fractionnement comprend en outre un fractionnement de la coupe hydrocarbonée comprenant des composés ayant un point d’ébullition inférieur ou égal à 150°C en une coupe naphta légère comprenant des composés ayant un point d’ébullition inférieure à 80°C et une coupe naphta lourde comprenant des composés ayant un point d’ébullition entre 80 et 150°C.
Selon une variante, le procédé comprend en outre une étape d’hydrotraitement, ladite étape d’hydrotraitement étant effectuée avant ou après l’étape c) de séparation, ou encore après l’étape d) de fractionnement, ladite étape d’hydrotraitement étant mise en œuvre dans une section réactionnelle d’hydrotraitement, mettant en œuvre au moins un réacteur à lit fixe ayant n lits catalytiques, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, comprenant chacun au moins un catalyseur d'hydrotraitement, ladite section réactionnelle d’hydrotraitement étant alimentée par au moins une partie dudit effluent d’hydroconverti issu de l’étape b), ou au moins une partie dudit effluent hydrocarboné issu de l’étape c) ou au moins une partie de ladite coupe hydrocarbonée comprenant des composés ayant un point d’ébullition supérieur à 150°C issue de l’étape d) et un flux gazeux comprenant de l’hydrogène, ladite section réactionnelle d’hydrotraitement étant mise en œuvre à une température entre 250 et 430°C, une pression partielle d’hydrogène entre 1,0 et 20,0 MPa abs. et une vitesse volumique horaire entre 0,1 et 10,0 h -1 , pour obtenir un effluent hydrotraité.
Selon cette variante, ledit catalyseur d’hydrotraitement comprend un support choisi dans le groupe constitué par l’alumine, la silice, les silices-alumines, la magnésie, les argiles et leurs mélanges, et une fonction hydro-déshydrogénante comprenant au moins un élément du groupe VIII et/ou au moins un élément du groupe VIB.
Selon une variante, le procédé comprend en outre une étape d’hydrocraquage, ladite étape d’hydrocraquage étant effectuée soit après une étape d’hydrotraitement, soit après l’étape d) de fractionnement, ladite étape d’hydrocraquage étant mise en œuvre dans une section réactionnelle d’hydrocraquage, mettant en œuvre au moins un lit fixe ayant n lits catalytiques, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, comprenant chacun au moins un catalyseur d'hydrocraquage, ladite section réactionnelle d’hydrocraquage étant alimentée par au moins une partie dudit effluent hydrotraité et/ou par la coupe hydrocarbonée comprenant des composés ayant un point d’ébullition supérieur à 150°C issue de l’étape d) et un flux gazeux comprenant de l’hydrogène, ladite section réactionnelle d’hydrocraquage étant mise en œuvre à une température moyenne entre 250 et 450°C, une pression partielle d’hydrogène entre 1,5 et 20,0 MPa abs. et une vitesse volumique horaire entre 0,1 et 10,0 h -1 , pour obtenir un effluent hydrocraqué.
Selon cette variante, le procédé comprend en outre une deuxième étape d’hydrocraquage mise en œuvre dans une section réactionnelle d’hydrocraquage, mettant en œuvre au moins un lit fixe ayant n lits catalytiques, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, comprenant chacun au moins un catalyseur d'hydrocraquage, ladite section réactionnelle d’hydrocraquage étant alimentée par une coupe hydrocarbonée comprenant des composés ayant un point d’ébullition supérieur à 150°C issue de la première étape d’hydrocraquage et un flux gazeux comprenant de l’hydrogène, ladite section réactionnelle d’hydrocraquage étant mise en œuvre à une température entre 250 et 450°C, une pression partielle d’hydrogène entre 1,5 et 20,0 MPa abs. et une vitesse volumique horaire entre 0,1 et 10,0 h -1 , pour obtenir un effluent hydrocraqué.
Selon une variante, ledit catalyseur d’hydrocraquage comprend un support choisi parmi les alumines halogénées, les combinaisons d’oxydes de bore et d’aluminium, les silice-alumines amorphes et les zéolithes et une fonction hydro-déshydrogénante comprenant au moins un métal du groupe VIB choisi parmi le chrome, le molybdène et le tungstène, seul ou en mélange, et/ou au moins un métal du groupe VIII choisi parmi le fer, le cobalt, le nickel, le ruthénium, le rhodium, le palladium et le platine.
ΔP : différence de pression entre la pression fournie par la pompe 20 et celle de la charge représentée par le composant 7,
Si(x) : section de l’orifice (i) en fonction de la position de translation (x) du tiroir de distribution 2a.
ki : coefficient dépendant des caractéristiques d’usinage du tiroir 2a.
(i) = 3 ou 4
La section Si(x) de l’orifice (i) suit une courbe représentant l’évolution imposée de la section Si en fonction d’impératifs hydrauliques liés à la fonction (c’est-à-dire les caractéristiques de fonctionnement du composant hydraulique) comme cela est représenté dans la pour les courbes C3 et C4 établies pour les orifices 3 et 4 du circuit hydraulique de la .
Les courbes sont tracées dans un système de coordonnées d’origine O, d’abscisses (x) et d’ordonnées (y).
L’ordonnée (y) représente la section Si (x) de l’orifice (i) pour la position en (x) du tiroir de distribution 2a. L’origine O de cette axe X est la position du tiroir de distribution 2a dans laquelle la section Si(x) est nulle, c’est-à-dire l’orifice est fermé :
A titre d’exemple :
* La courbe C3 représentant la section S3 de l’orifice d’alimentation 3 est issue de l’origine O ; elle augmente d’abord lentement puis avec une forte pente selon une forme en S, allongé, jusqu’à sa section maximale S3max pour la fin de course xM du tiroir de distribution 2.