INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La durée déterminée précitée peut consister avantageusement en une durée prédéterminée fixe, par exemple comprise entre 5 et 20 minutes, de préférence entre 10 et 20 minutes, de préférence de l'ordre de 15 minutes, ou en une durée variable et/ou paramétrable, qui dépend par exemple de l'écart entre la température mesurée au sein du volume intérieur V du compartiment 2 et la température de l'air refroidi expulsé au niveau de la sortie 18. Il est par exemple envisageable de stopper l'injection de cryogène tout en maintenant la circulation d'air entre les tubes tant que ledit écart est supérieur à une valeur prédéterminée, par exemple est supérieur à 2 °C.
La séquence d’étapes exposée dans ce qui précède consiste ainsi en substance à déclencher, pendant la descente en température pour atteindre la température de consigne inférieure à 0°C, un dégivrage « naturel » de l'échangeur 1, obtenu uniquement en stoppant la circulation de cryogène au sein des tubes 7, 8, 9, 10, 11 de l'échangeur 1 tout en maintenant concomitamment le flux d'air forcé 16. Le déclenchement de ce dégivrage « naturel » est avantageusement mis en œuvre lorsque la température au sein du compartiment 2 atteint une valeur comprise entre 3 et 10°, de préférence 6° (valeur prédéterminée de dégivrage), ce qui permet d'éliminer la plus grande partie de l'humidité au sein du compartiment 2 déjà piégée par la première descente en température de la valeur initiale jusqu'à ladite valeur prédéterminée de dégivrage. Une fois cette phase de dégivrage « naturel » effectuée, une deuxième descente en température pour atteindre la température de consigne est mise en œuvre. Ce processus de dégivrage « naturel » mis en œuvre pendant la descente en température permet d'améliorer encore le temps de fonctionnement de l'échangeur 1 en diminuant la charge de givre sur ce dernier.
L'invention permet ainsi de disposer d'un groupe cryogénique particulièrement efficace et compact, qui peut fonctionner sur une longue période sans nécessité de procéder à des opérations longues, fastidieuses et énergivores de dégivrage par action mécanique ou thermique. L’échangeur thermique 1 dudit groupe cryogénique est avantageusement disposé au sein du compartiment 2 de transport de marchandises thermosensibles selon l'invention de façon telle que le faisceau 4 de tubes 7, 8, 9, 10, 11, qui forme la ou les nappes 12, 13, 14, est disposé à l'intérieur du compartiment 2, tout comme de préférence le dispositif 15 de génération du flux d'air forcé 16. De façon préférentielle, l’échangeur 1 est entièrement disposé à l'intérieur du compartiment 2, et est alimenté en cryogène liquide par la conduite d'admission 5 en provenance de l'extérieur du compartiment 2, tandis que le cryogène gazeux est rejeté, après échange thermique, en dehors du compartiment 2 par la conduite d'échappement 6 qui relie la canalisation à l'extérieur du compartiment 2. De façon préférentielle, comme illustré aux figures, l’échangeur thermique 1 est disposé, au sein du volume intérieur V du compartiment 2, contre le toit 2B du compartiment 2, dont la paroi contribue avantageusement à former, avec le bac 19, un caisson au sein duquel est disposé le faisceau 4 de tubes 7, 8, 9, 10, 11, comme illustré. Il est cependant alternativement envisageable que ledit échangeur 1 soit disposé, au sein du volume intérieur V du compartiment 2, contre une autre paroi 2A, 2C, 2D du compartiment 2, sans pour autant que l’on sorte du cadre de l’invention.
représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant le même dispositif d’accouplement dans un troisième état accouplé étanche verrouillé et clapets fermés (première configuration fermée),
représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant le même dispositif d’accouplement dans un quatrième état accouplé étanche verrouillé et clapets ouverts (seconde configuration ouverte),
représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant une autre variante de réalisation du dispositif d’accouplement dans un état accouplé étanche et clapets fermés (première configuration fermée),
représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant encore une autre variante de réalisation du dispositif d’accouplement dans un état accouplé étanche et clapets ouverts (deuxième configuration fermée).
Le dispositif 1 d’accouplement illustré à la peut être un raccord détachable de type « raccord rapide » à fermeture automatique pour le transport de fluide cryogénique. Ce dispositif 1 forme par exemple un raccord fluidique entre un distributeur (mobile ou fixe) et un receveur (respectivement fixe ou mobile), par exemple pour le transfert ou remplissage de fluide d’une source vers un récepteur tel qu’un réservoir.
Le dispositif comprend deux conduites 2, 3 de transport de fluide s’étendant selon une direction longitudinale. Chaque conduite 2, 3 comprend, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet configuré pour fermer automatiquement la conduite 2, 3 lorsque les extrémités de raccordement sont séparées (cf. ) et pour permettre l’ouverture de la conduite 2, 3 lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées (cf. ou ).
Le dispositif 1 comprend en outre un tube 10, 11 externe disposé autour de chaque conduites 2, 3 de transport. Le tube 10, 11 externe définit un espace sous vide pour l’isolation thermique autour de la conduite 2, 3 de transport.
L'espace sous vide entre le tube externe 10, 11 et la conduite 2, 3 de transport comprend par exemple un isolant thermique, par exemple du type multicouches « MLI ».
Dans la position accouplée (étanche), les deux extrémités de raccordement sont configurées pour être déplaçables relativement longitudinalement entre une première configuration fermée dans laquelle les mécanismes de clapets sont fermés et empêchent la communication fluidique entre les deux conduites 2, 3 de transport (cf. ou et une seconde configuration ouverte dans laquelle les mécanismes de clapets sont ouverts et assurent une communication fluidique entre les deux conduites 2, 3 de transport (cf. ).
Le passage de la première configuration fermée à la seconde configuration ouverte est réalisé par un rapprochement longitudinal relatif supplémentaire des deux conduites 2, 3 de transport de fluide et/ou un rapprochement relatif des deux mécanismes de clapets 4, 6, 8, 5, 7, 9.
Comme illustré, le mécanisme de clapet 4, 6, 8 d’une 2 des deux conduites de transport est de préférence logé relativement plus en retrait à l’intérieur de son tube 10 externe que l’autre mécanisme de clapet 5, 7, 9 dans son tube 11 de sorte à former un système de type mâle et femelle dans lequel, en position assemblée/accouplée des deux conduites 2, 3 de transport, une extrémité de raccordement pénètre dans l’autre extrémité de raccordement.
Comme illustré, l’extrémité de raccordement d’une première 3 des deux conduites comprend une bague 12 d’étanchéité solidaire du tube 11 externe.
La bague 12 d’étanchéité comprend un ensemble de joint(s) 14, 15 d’étanchéité configuré(s) pour assurer une étanchéité vis-à-vis de l’extérieur entre les deux extrémités de raccordement lorsque les deux extrémités de raccordement sont accouplées. Cette bague 12 d’étanchéité est par exemple montée mobile en translation selon la direction longitudinale relativement au tube 11 externe entre deux positions distinctes lors du passage de la première configuration fermée à la seconde configuration ouverte.
Le dispositif comprend de préférence un organe 13 de rappel, par exemple un ressort, notamment un ressort de compression sollicitant la bague 12 d’étanchéité vers sa première position.
La bague 12 d’étanchéité comprend une face interne munie d’au moins un joint 15 d’étanchéité (et de préférence au moins deux joints 15) coopérant en étanchéité avec le tube 11 duquel la bague 12 d’étanchéité est solidaire.
La bague 12 d’étanchéité comprend en outre une face ou extrémité terminale destinée à venir en appui sur l’autre extrémité de raccordement en position accouplée. Cette face terminale est munie d’au moins un joint 14 d’étanchéité destiné à coopérer en étanchéité l’autre extrémité de raccordement lorsque les deux extrémités de raccordement sont accouplées (cf. ).
Dans cet exemple illustré sur la , l’emplacement 200 de la serrure est orienté par rapport à la face d’introduction 108 de la clé K avec un angle d’inclinaison correspondant à l’angle relatif entre un premier plan de référence P1 associé à ladite face d’introduction 108 sensiblement vertical et transversal et un deuxième plan de référence P2 associé à la serrure sensiblement vertical et frontal comme cela est illustré schématiquement en . Dans l’exemple illustré, les deux plans de référence P1 et P2 sont quasiment orthogonaux.
Sur la , on remarque bien que le verrou 104 et l’emplacement 200 de la serrure sont disposés à distance l’un de l’autre avec des orientations différentes, voire même des hauteurs différentes.
Ainsi, dans cet exemple, afin de tenir compte du positionnement relatif du barillet 106 et de la serrure dans une position de montage dans l’ouvrant 12, le dispositif de transmission 120 comprend successivement un organe de transmission rotatif 122 de type à renvoi d’angle et un arbre de transmission 130 adapté pour coupler l’organe de transmission rotatif 122 à la serrure.
De préférence, comme illustré sur la , l’organe rotatif 122 est du type à engrenage et comprend des premier 124 et deuxième 126 éléments d’engrènement coniques qui sont à axes concourants, par exemple sensiblement perpendiculaires. Par exemple, l’axe du premier élément 124 correspond sensiblement à l’axe longitudinal A1 du barillet 106 et l’axe du deuxième élément 126, noté A2, est sensiblement coaxial avec l’axe longitudinal A3 de l’arbre de transmission 130.
Comme cela est illustré sur la , de préférence, l’organe rotatif 122 définit un angle de renvoi delta1 formé entre les deux axes A1 et A2 choisi dans une plage d’angles compris entre 65° et 115°. Il va de soi que cette plage angulaire est donnée à titre d’exemple et n’est en rien limitative.
De préférence, comme cela est visible sur la , le premier élément d’engrènement 124 est monté sur une face de sortie 110 du barillet 106, opposée à la face frontale 108 d’introduction de la clé K.
De préférence, l’arbre de verrou 130 est pourvu de première 132 et deuxième 134 extrémités aptes à être couplées par une liaison rotule respectivement avec l’organe rotatif 122 d’une part et avec la serrure d’autre part ( ). Dans l’exemple illustré, les deux extrémités 132 et 134 de l’arbre 130 destinées à coopérer avec le verrou 104 et la serrure sont réalisées sous forme de liaison rotule et de préférence sous forme de liaison cardan. Par exemple, la rotule de la première extrémité 132, du côté du verrou 104, forme un cardan engagé dans un logement de cardan 136 de forme complémentaire.
En outre, comme illustré sur la , l’agencement de verrou 100 comprend dans cet exemple une pièce de liaison 140 de forme générale tubulaire comprenant une portion d’extrémité 142 munie d’un logement interne 136 de réception de la première extrémité 132 de l’arbre 130, ici le logement de cardan 136, et d’une autre portion d’extrémité 144 portant le deuxième élément d’engrènement 126.
Par exemple, la première extrémité 132 de l’arbre 130 comporte une tête de forme générale sphérique pourvue d’une pluralité de tenants 138, par exemple trois, saillants radialement qui sont destinés à s’engager dans des fentes axiales complémentaires du logement interne de cardan 136. Le logement interne 136 forme une partie tubulaire de la pièce de liaison 140 muni des fentes axiales qui débouchent sur l’extrémité libre de cette partie tubulaire. Chaque fente est par exemple destinée à recevoir en coulissement et en rotation l’un des tenants ou bras radiaux de la sphère d’articulation.
Ainsi, comme cela est illustré sur la , grâce à la liaison rotule entre l’arbre de verrou 130 et l’organe rotatif 122, l’arbre de verrou 130 peut être orienté de façon variable à l’intérieur d’un angle azimutal delta2, c’est-à-dire défini dans un plan sensiblement horizontal, afin de tenir compte d’un emplacement de la serrure décalé longitudinalement par rapport au barillet 106 ( , vue « A ») et peut être orienté de façon variable à l’intérieur d’un angle zénithal delta3, c’est-à-dire défini dans un plan vertical et transversal, afin de tenir compte d’un emplacement de la serrure situé à une hauteur différente du barillet 106 selon la direction Y ( , vue « B »). Les angles delta2 et delta3 sont par exemple compris dans une plage angulaire [-15° ;15°].
Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, l’agencement de verrou 100 comprend encore un connecteur 150 pour le raccordement de l’arbre de transmission 130 avec le barillet 106. Par exemple, le connecteur 150 comprend un corps de boîtier 152 de raccordement du verrou 104 au dispositif de transmission 120 adapté pour être rapporté sur l’organe de réception 102, par exemple par emmanchement.
Le connecteur 150 comprend un corps 152 pourvu d’une première partie d’extrémité 154 qui est conformée pour s’emmancher autour du corps récepteur 104 par complémentarité de forme. La première partie d’extrémité 154 est rapportée par exemple par encliquetage sur le corps récepteur 104. A cet effet, la première partie d’extrémité 154 comprend par exemple deux pattes d’encliquetage 156 munies chacune d’un orifice d’encliquetage à l’intérieur duquel un cran 112 formé en relief d’une paroi externe du corps récepteur 104 vient en prise lors de l’emmanchement (figures 4 et 7).
Le connecteur 150 comprend encore de préférence une deuxième partie d’extrémité 158 ( ) qui est configurée pour retenir et supporter la pièce de liaison 140 tout en permettant de positionner relativement les deux éléments d’engrènement 124 et 126 dans une configuration fonctionnelle d’engrenage. La deuxième partie 158 comprend par exemple un embout récepteur 162 délimitant une cage de forme générale cylindrique à l’intérieur de laquelle est reçue la pièce de liaison 140 mobile en rotation. Par exemple, comme illustré sur la , la pièce de liaison 140 est retenue par encliquetage à l’intérieur de la cage cylindrique 162 formée par l’embout récepteur 162 du connecteur 150.
De préférence, comme cela est visible sur la , le corps de boîtier 152 du connecteur 150 délimite un espace interne tubulaire coudé 153 pour le raccordement du barillet 106 et du dispositif de transmission 120, raccordant entre elles les deux parties d’extrémité 154 et 158.
En outre, de façon optionnelle, dans le mode de réalisation préféré de l’invention, l’agencement de verrou 100 définit un orifice 170 de réception d’une vis 172 d’inviolabilité et de centrage de l’ensemble comprenant le verrou 104, l’organe de réception 102 et le connecteur 150. De préférence, l’orifice 170 est configuré pour s’étendre longitudinalement en traversant le connecteur 150 jusqu’à atteindre le verrou 104, et pour déboucher, dans une position de destination finale monté sur l’ouvrant 12, sur une paroi latérale de l’ouvrant de façon à n’être rendu accessible que lors de l’ouverture de l’ouvrant 12. Une telle conception offre un niveau d’inviolabilité relativement élevé.
De préférence, le verrou 104, le corps de réception 102 et le connecteur 150 sont aptes à s’encastrer les uns dans les autres en se superposant selon une structure d’encastrement de type gigogne. Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, le verrou 104 s’étend à l’intérieur du corps de réception 102 lui-même reçu par emmanchement à l’intérieur du connecteur 150. A cet effet, la première partie d’extrémité 154 du connecteur 150 comprend un épaulement contre lequel vient en butée un bord du corps de réception 102.
Recyclage des plastiques Dans une autre variante, la chambre de réaction peut servir de réacteur dans lequel l’oxygène de l’air a été retiré et dans lequel des déchets plastiques, notamment du polystyrène, polyéthylène, polypropylène, polytéréphtalate sont amenés, de préférence de manière continue sur un tapis roulant dans le réacteur sous le faisceau d’ions le fluor 19 étant utilisé en source pour fusionner avec l’azote, l’hydrogène, le carbone ou l’oxygène, pour, en plus de la chaleur du refroidissement des ions, chauffer l’intérieur du réacteur dans lequel on aura placé avantageusement un catalyseur tel que du Zéolithe traité thermiquement et à l’acide [Miandad, R., Rehan, M., Barakat, M. A., Aburiazaiza, A. S., Khan, H., Ismail, I. M., ... & Nizami, A. S. (2019). Catalytic pyrolysis of plastic waste: moving toward pyrolysis based biorefineries. Frontiers in Energy Research , 7 , 27.], pour décomposer les dits plastiques, en essences à environ 450°C, l’excès de chaleur étant évacué par l’intermédiaire d’une turbine à vapeur générant de l’électricité dont une partie est utilisée pour accélérer les ions sources. Alternativement, l’ion source utilisé peut être du sodium 23, notamment si l’azote a été retiré de l’atmosphère entourant le plastique.
Fabrication du ciment Le chauffage de l’argile et du calcaire peut être effectué par un flux d’azote chauffé par réaction nucléaire, par exemple du brome 81 ou du magnésium 25 de préférence porté à une température où celui-ci est à l’état gazeux avant son ionisation, accélérés respectivement à 3,5 Mev et 2 Mev étant utilisé en matériau source sur l’azote, pour former du molybdène et du potassium et une partie de la chaleur produite pouvant être utilisée pour produire l’électricité nécessaire à l’accélération des ions, par exemple en utilisant le cycle Iode-Soufre.
Fabrication du fer Le chauffage par fusion peut être utilisé pour régénérer du monoxyde de carbone à partir de dioxyde de carbone comme décrit plus haut, le dioxyde de carbone étant le coproduit de la réduction de l’oxyde ferrique par le monoxyde de carbone à 2000°C (Fe 2 O 3 + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO 2 ). Du dihydrogène produit par exemple par le procédé iode-soufre décrit plus haut peut aussi être mélangé au monoxyde de carbone pour que la réduction de l’oxyde ferrique se fasse selon la réaction : Fe 2 O 3 + CO + 2 H 2 -> 2 Fe + CO 2 + 2 H 2 O
Production d’électricité Le dispositif selon l’invention peut permettre de produire de l’électricité en le combinant à un dispositif de production d’électricité à partir de la chaleur produite par les réactions de fusion nucléaire et récupérée par le matériau conducteur de chaleur. L’électricité peut par exemple être produite par pile au zinc, ou par production d’hydrogène ensuite consommé dans une pile à hydrogène, ou encore par exemple à l’aide d’une turbine alimentée par de la vapeur d’eau et connectée à un alternateur.
L’électricité produite est avantageusement utilisée pour alimenter au moins partiellement l’accélérateur d’ions et/ou le système d’ionisation.
Pile au zinc
On peut par exemple produire de l’électricité en régénérant de l’oxyde de zinc en zinc puis en utilisant le zinc comme électrode d’une pile zinc-air. Le rendement énergétique est limité d’une part par le rendement de la pile zinc-air qui, opérant à 1,4 V pour une tension théorique de 1,65 V est de l’ordre de 84%, et d’autre part par le rendement de régénération du zinc qui est :
- de 100% par calcination de l’oxyde de zinc en Zn et oxygène (ZnO ->Zn +1/2 O 2 ) à 1727°C, le dioxygène pouvant être séparé du zinc par exemple en portant le mélange gazeux à une pression telle que la pression partielle du zinc gazeux atteigne la pression à laquelle le dit zinc gazeux devient liquide soit environ 30GPa,
- ou de 85% par hydrogénation de l’oxyde de zinc si l’hydrogène est produit par le cycle soufre-iode.
On peut aussi utiliser à la place d’une pile zinc-air toute pile décrite dans la demande de brevet du même inventeur déposée le même jour que la présente demande et dont le titre est « Conversion d’énergie thermique en énergie électrique par une pile à électrode liquide et électrolyte solide ».
On peut aussi utiliser la chaleur produite pour séparer les métaux d’un alliage ayant servi à la production d’électricité comme décrit dans le brevet US 3245836 A.
Hydrogénation de l’oxyde de zinc
Du protium peut être utilisé comme source et du tritium pour cible, le protium étant accéléré à 30 MeV. La chaleur produite par la fusion, peut être utilisée pour la régénération du zinc à partir d’oxyde de zinc produit par une pile Daniel dont une partie de l’électricité qu’elle produit sert à accélérer les ions source. La réaction chimique est :
ZnO +H 2 -> Zn + H 2 O
Cette réaction peut se faire à 1000 °C dans un mélange de 87% de di-azote, 13% d’hydrogène mais avantageusement sans di-azote et de préférence en l’absence d’eau [voir l’article Lew, S., Sarofim, A. F., & Flytzani-Stephanopoulos, M. (1992). The reduction of zinc titanate and zinc oxide solids . Chemical engineering science, 47(6), 1421-1431]. L’oxyde de zinc peut provenir d’une pile à combustible de type zinc-air permettant ainsi de recharger le combustible d’une telle pile à combustible qui peut par ailleurs éventuellement être rechargeable par électrolyse. L’hydrogène peut aussi, par exemple être chauffé par fusion nucléaire avec du deutérium qui produit de l’hélium. Le zinc, utilisé avec de l’hydrogène peut servir en partie pour produire l’électricité nécessaire à l’accélération des ions permettant la réaction nucléaire, et la chaleur produite en excès pouvant servir à générer de l’hydrogène par le cycle iode soufre.
Réduction de l’oxyde de zinc par Carbone et monoxyde de carbone
De préférence, la machine comporte un système d’acquisition lui permettant de positionner les carreaux aux emplacements souhaités, avec notamment un jeu prédéfini entre eux pour un dépôt ultérieur d’un joint. Le jeu peut être fixe ou variable.
De préférence, le système d’acquisition est porté par le bras robotisé notamment par l’extrémité du bras robotisé portant le système de préhension.,
Le système d’acquisition peut permettre de générer des données représentatives d’une scène comportant une portion de la surface de sol destinée à recevoir les carreaux, dite « surface de pose ».
A cet effet, le système d’acquisition peut comporter une ou plusieurs caméras et/ou dispositifs de reconnaissance de l’environnement tels que LIDAR ou capteurs similaires.
De préférence, la ou les caméras sont des caméras à détection de profondeur. Les données représentatives de la scène peuvent ainsi comporter une carte de profondeur.
Par « carte de profondeur », on entend une carte où une valeur des pixels, par exemple exprimée en niveaux de gris, donne une information sur la distance entre la caméra et un objet de la scène. Dans un exemple de réalisation, plus un pixel est foncé, plus il est associé à un objet proche de la caméra.
Un exemple de caméra à détection de profondeur permettant de générer ladite carte de profondeur est celle commercialisée par la société INTEL® sous la dénomination REALSENSE™ DEPTH CAMERA D435 et décrite dans le document « Product brief INTEL® REALSENSE™ DEPTH CAMERA D435 ».
Le ou les objets de la scène peuvent comporter une portion d’un carreau posé précédemment, d’un mur, d’une cheminée, d’une porte, ou d’autres éléments présents dans la scène.
Dans un mode de réalisation, les données de la scène comportent en outre une information renseignant la couleur des objets constituant la scène. Ces informations de couleur peuvent être avantageusement combinées à la carte de profondeur pour mieux distinguer les objets de la scène, notamment lorsque la carte de profondeur ne permet pas de les distinguer de manière satisfaisante.
De préférence, la machine comporte une unité de calcul qui reçoit les données générées par le système de détection, notamment la carte de profondeur, et pilote le bras robotisé et/ou le châssis en conséquence.
L’unité de calcul peut comporter un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation dans lesquels est mémorisé un programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code à exécuter par le ou les processeurs.
La détermination de l’emplacement des carreaux peut être réalisée par une méthode de traitement d’images connue en soi, notamment en repérant sur la carte de profondeur un ou plusieurs contours d’un ou plusieurs objets de la scène.