INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les filetages 36, 40 définissent entre eux un chemin hélicoïdal 42 de passage de fluide qui communique avec les extrémités 32a, 32b et dont une longueur L dépend de la position du doigt 38 dans le manchon 32. Cette longueur L dépend du diamètre moyen des filetages 36, 40 et du degré de vissage des filetages l’un dans l’autre.
Dans le mode de réalisation des figures 3 à 8, le doigt 38 comporte un alésage axial interne 48 qui débouche à une extrémité axiale du doigt 38 et qui s’étend sur une partie de la longueur du doigt 38. Le doigt 38 comporte également au moins un canal transversal 50 qui s’étend radialement vers l’extérieur depuis l’alésage 48 jusqu’au niveau du filetage externe 40.
L’alésage 48 peut avoir un diamètre interne D3 qui est inférieur à Dmin, comme illustré dans les dessins.
Les figures 5 et 6 montrent le vissage du doigt 38 dans le manchon 32 et la coopération des filetages 36, 40 qui définissent par un jeu le chemin hélicoïdal 42 précité. Dans l’exemple de la , la section de passage du chemin 42 est équivalente à un trou de diamètre inférieur à 1mm.
La figure 7a montre une première position axiale du doigt 38 dans le manchon 32. Le doigt 38 a une position axiale avancée dans le manchon 32 et a été vissé dans le manchon en le déplaçant par exemple 6 tours par vissage autour de son axe à l’intérieur du manchon 32. Le chemin 42 a dans ce cas une longueur L1.
De plus, la chemise de refroidissement 72B a une forme complémentaire de celle de la cavité centrale munie du raidisseur radial 70 permettant son insertion dans la cavité 60B. Ainsi, la chemise 72B comporte une gorge 74 configurée et agencée pour loger le raidisseur 70.
Une telle pale avec un raidisseur et la chemise correspondante sont avantageusement réalisées par fabrication additive, notamment par fusion laser sur lit de poudre métallique.
La illustre une vue en coupe transversale d’une pale d’un secteur de distributeur selon un deuxième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, la portion extrados 58 de la cavité centrale 60B comporte plusieurs raidisseurs radiaux 80 répartis sur la portion extrados 68 de la cavité selon une direction tangentielle s’étendant du bord d’attaque BA au bord de fuite BF de la pale. Quatre raidisseurs 80 sont schématisés dans cet exemple.
Dans ce cas, le centre géométrique de l’ensemble des raidisseurs 80 est positionné sur la portion extrados à une position déterminée par calcul par éléments finis, de préférence sur la moitié radialement extérieure de la portion extrados 58 de la cavité centrale 60B, c’est-à-dire plus proche de la plateforme annulaire externe 52 que de la plateforme annulaire interne 54.
Chaque raidisseur 80 s’étend longitudinalement selon la première direction R sur une longueur supérieure à 50 % de la longueur ou hauteur de la pale selon cette première direction.
En outre, l’épaisseur e2 des raidisseurs 80 est également supérieure à l’épaisseur de la paroi de la portion extrados de la cavité centrale et également supérieure à l’entrefer E défini entre la portion extrados de la cavité centrale et la chemise de refroidissement logeant dans la cavité. Toutefois, le nombre de raidisseur plus important que dans le premier mode de réalisation où il n’y a qu’un seul raidisseur 70 permet avantageusement de diminuer l’épaisseur e2 des raidisseurs 80 par rapport à l’épaisseur e1 d’un unique raidisseur 70.
En outre, chaque raidisseur 80 peut comporter avantageusement au moins un orifice traversant selon la direction tangentielle T afin de maintenir la circulation d’air dans la cavité et notamment du bord d’attaque vers le bord de fuite.
De plus, la chemise de refroidissement 82B logeant dans cette cavité interne a une forme complémentaire de celle de la cavité interne munie des raidisseurs radiaux 80 permettant son insertion dans la cavité 60B. Ainsi, la chemise 82B comporte autant de gorges 84 que de raidisseurs 80, chacune configurée et agencée pour loger un raidisseur 80.
En outre, ce deuxième mode de réalisation est compatible du premier mode de réalisation illustré sur la . Ainsi, la cavité centrale 60B de la pale 42 peut comporter un premier raidisseur radial 70 ayant une première épaisseur e1 selon la deuxième direction normale N et plusieurs deuxièmes raidisseurs radiaux 80 ayant une deuxième épaisseur e2 selon cette deuxième direction normale N, la deuxième épaisseur e2 étant inférieure à la première épaisseur e1. Le premier raidisseur radial 70 est de préférence centré entre les deuxièmes raidisseurs radiaux 80 qui renforcent ainsi l’action du premier raidisseur radial 70.
Bien entendu, par généralisation, la cavité centrale 60B de la pale 42 peut comporter un ou plusieurs premiers raidisseurs radiaux 70 ayant une première épaisseur e1 selon la deuxième direction normale N et un ou plusieurs deuxièmes raidisseurs radiaux 80 ayant une deuxième épaisseur e2 selon cette deuxième direction normale N, la deuxième épaisseur e2 étant inférieure à la première épaisseur e1.
De la même manière que pour le premier mode de réalisation, une telle pale avec une pluralité de raidisseurs radiaux et la chemise correspondante sont avantageusement réalisées par fabrication additive, notamment par fusion laser sur lit de poudre métallique.
La illustre une vue en coupe radiale d’une pale d’un secteur de distributeur selon un troisième mode de réalisation compatible avec les précédents. Selon l’exemple illustré la pale ne comporte qu’une cavité centrale s’étendant transversalement du bord d’attaque BA au bord de fuite BF de la pale 42.
La portion extrados 58 de la cavité centrale comporte un raidisseur tangentiel 90 s’étendant longitudinalement selon une troisième direction perpendiculaire à la première direction R, c’est-à-dire selon la direction tangentielle à la surface interne de la portion extrados de la pale délimitant la cavité. Avantageusement, le raidisseur tangentiel s’étend longitudinalement sur toute la dimension selon cette troisième direction T du bord d’attaque BA au bord de fuite BF.
Le raidisseur tangentiel 90 est positionné de sorte que son centre géométrique est sur la portion extrados à une position prédéterminée sensible au flambage et de préférence déterminée par calcul par éléments finis. Avantageusement, le centre géométrique du raidisseur 90 est positionné sur la moitié radialement extérieure de la portion extrados de la cavité centrale, c’est-à-dire la moitié la plus proche de la plateforme annulaire externe 52 que de la plateforme annulaire interne 54. Le centre géométrique G du raidisseur est positionné à une distance du secteur de plateforme annulaire interne 54 comprise entre 50% et 100% de la longueur L de la pale tel qu’illustré sur la qui illustre une vue de face de la pale selon la direction D.
Le raidisseur tangentiel 90 sépare la cavité centrale de la pale entre une première cavité 92 et une deuxième cavité 94 radialement externe par rapport à la première cavité. Dans ce cas, la chemise logeant dans la cavité comporte une première chemise 96 logeant dans la première cavité 92 et une deuxième chemise 98 logeant dans la deuxième cavité 94. La première chemise 96 est introduite dans la première cavité 92 par une ouverture ménagée dans la plateforme interne 54 et la deuxième chemise 98 est introduite dans la deuxième cavité 94 par une ouverture ménagée dans la plateforme externe 52.
En outre, l’épaisseur du raidisseur tangentiel 90 a une épaisseur selon la deuxième direction N supérieure à l’épaisseur de la paroi de la portion extrados de la cavité centrale et supérieure à l’entrefer défini entre la portion extrados de la cavité centrale et les première et deuxième chemises de refroidissement.
Dans l’exemple de turbomachine représenté à la , l’hélice 12 est non carénée. Une telle turbomachine est connue sous la dénomination USF, acronyme de l’expression anglaise «Unducted Single Fan » comme explicité précédemment. De manière limitative, l’invention peut trouver à s’appliquer à d’autres types de turbomachine et en particulier à toute turbomachine dont la taille de l’arbre basse pression est contrainte telle qu’un turboréacteur double flux et double corps à flux secondaire caréné avec ou sans réducteur pour entrainer la soufflante, par exemple.
Dans la suite de la présente description, de manière générale, les termes « amont », « aval » « axial » et « axialement » sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine et ici suivant l’axe longitudinal X. De même, les termes « radial », « interne » et « externe » sont définis par rapport à un axe radial Y1, Y2 ou Z perpendiculaire à l’axe longitudinal X et au regard de l’éloignement par rapport à l’axe longitudinal X.
Par ailleurs, les éléments identiques ou sensiblement identiques et/ou avec les mêmes fonctions sont représentés par les mêmes références numériques.
Comme l’illustre la , la turbomachine 10 comprend un générateur de gaz 16 qui comporte typiquement d’amont en aval, un compresseur basse pression 18, un compresseur haute pression 20, une chambre de combustion 22, une turbine haute pression 24 et une turbine basse pression 26. Le compresseur basse pression 20 et la turbine basse pression 26 sont reliés mécaniquement par un arbre basse pression 28 de manière à former un corps basse pression. Le compresseur haute pression 20 et la turbine haute pression 24 sont reliés mécaniquement par un arbre haute pression 30 de manière à former un corps haute pression. L’arbre basse pression 28 s’étend coaxialement à l’intérieur de l’arbre haute pression 30.
Dans une autre configuration non représentée, le corps basse pression pourrait comprendre le compresseur basse pression qui serait relié à une turbine de pression intermédiaire et la turbomachine comprendrait une turbine libre de puissance montée en aval de la turbine de pression intermédiaire et reliée à l’hélice décrite ci-après via un arbre de transmission de puissance pour l’entraîner en rotation.
L’hélice 12 est formée d’une couronne de pales 32 mobiles qui s’étendent depuis un carter rotatif 34 mobile en rotation autour de l’axe longitudinal X. Dans l’exemple représenté à la , l’hélice 12 est montée en amont du générateur de gaz 16 selon une configuration de tracteur ou « puller » en anglais. De manière alternative, l’hélice 12 pourrait être montée en aval du générateur de gaz 16 selon une configuration de pousseur ou « pusher » en anglais, sans limitation de l’invention. Les pales 32 de l’hélice 12 peuvent être à calage variable, c’est-à-dire qu’elles peuvent pivoter autour d’axes radiaux Y1 parallèles à la direction radiale Z par l’intermédiaire de pivots 33.
Le redresseur 13 comprend une pluralités d’aubes de stator 33 (ou aubes fixes) connues sous l’acronyme anglais « OGV » pour Outlet Guide Vane. Les aubes de stator 33 sont réparties régulièrement autour de l’axe longitudinal X. Les aubes de stator 33 peuvent être à calage variable, c’est-à-dire qu’elles peuvent pivoter autour d’axes radiaux Y2 parallèles à la direction radiale Z par l’intermédiaire de pivots 35.
Un flux d’air F qui entre dans la turbomachine se divise en un flux d’air primaire P et en un flux d’air secondaire S au niveau d’un bec de séparation 36 porté par un carter externe 14. Le flux d’air primaire P circule dans une veine primaire 40 qui traverse le générateur de gaz 16 et qui est agencée radialement entre un carter interne 42 et le carter externe 38. Il y pénètre par une entrée d’air annulaire 44 et s’en échappe par une tuyère primaire 46 qui est disposée en aval du générateur de gaz 16. Le flux d’air secondaire S traverse les pales 32 de l’hélice 12, les pales 33 du redresseur 13 et circule autour et le long du carter externe 18 jusqu’à la tuyère primaire 16 où il rejoint le flux primaire P.
L’arbre basse pression 28 (ou, selon la variante évoquée ci-dessus, l’arbre de la turbine libre de puissance) entraîne l’hélice 12 qui comprime le flux d’air à l’extérieur du carter externe 38 et fournit la majeure partie de la poussée. Eventuellement, un réducteur 48 est interposé entre l’hélice 12 et l’arbre basse pression 28, comme représenté sur la . Le réducteur 48 peut être de type à train planétaire ou à train épicycloïdal.
L’arbre basse pression 28 est entrainé en rotation autour de l’axe longitudinal X au moyen de paliers de guidage en rotation. Ces paliers sont montés en amont et en aval de l’arbre basse pression 28 et sont logés dans des enceintes de lubrification. Ces enceintes doivent être pressurisées pour maintenir le brouillard de lubrifiant (ici de l’huile) à l’intérieur des enceintes. De manière générale, plus la pression à l’extérieur de celle-ci est élevée, plus il est facile d’en assurer l’étanchéité. La pression à l’extérieur est assurée par un circuit de pressurisation ou un dispositif de pressurisation alimenté en un flux d’air de pressurisation ou de ventilation.
En particulier, la turbomachine comporte, dans le cas non limitatif représenté ici, une enceinte 50 annulaire qui est centrée sur l’axe longitudinal X. Cette enceinte 50 est ici agencée en aval de la turbine basse pression 26. L’enceinte 50 aval est délimitée au moins en partie par un support de palier 52 qui comprend une paroi radialement externe amont 54 qui est fixée à une structure fixe de la turbomachine. La paroi radialement externe 54, coopère via des moyens d’étanchéité amont 56 avec une virole 58 fixée à l’arbre basse pression 28. Le support de palier 52 comprend également dans cet exemple une première banche amont 60 qui porte à une première extrémité une semelle amont 62. Cette semelle amont 62 est fixée à une bague externe 64 d’un premier palier aval 66. Le support de palier 52 comprend également une deuxième branche 68 qui porte à une première extrémité une semelle aval 70. Cette dernière est fixée à une bague externe 72 d’un deuxième palier aval 74. L’enceinte 50 est également délimitée en partie par une paroi radialement interne. Une portion de l’arbre basse pression 28 forme une partie de paroi radialement interne de l’enceinte aval 50. L’arbre basse pression 28 porte des bagues internes 78, 80 des premier et deuxième paliers aval 66, 74.
Les moyens d’étanchéités 56 comprennent généralement un joint labyrinthe ou un joint radial segmenté.
Une telle enceinte aval 50 doit être pressurisée par un premier flux d’air de pressurisation F1 qui est acheminé en amont des moyens d’étanchéité amont afin de que la pression à l’extérieur de l’enceinte aval 50 soit supérieure à celle à l’intérieur de l’enceinte aval 50.
Pour ce faire, on achemine généralement l’air sous pression par l’intermédiaire de l’arbre basse pression 28 qui est creux.
Dans une turbomachine conventionnelle, le premier flux d’air F1 est habituellement introduit dans l’arbre basse pression en amont par l’intermédiaire de perçages (non représentés) formés dans la paroi de celui-ci. Dans le cadre d’une turbomachine à doublet d’hélices contrarotatives ou d’une turbomachines à hélice simple non carénée de type USF, il n’est pas possible de pratiquer de tels perçages dans l’arbre basse pression sans le renforcer localement afin d’éviter sa rupture, ce qui peut être incompatible pour des considérations dimensionnelles avec ce type d’architecture.
L’invention remédie à ces inconvénients en proposant un nouveau type de dispositif de pressurisation 82 permettant d’introduire le flux d’air pressurisé F1 dans l’arbre basse pression 28.
La solution précitée est peu coûteuse, de masse et d’encombrement réduits.
Dispositif et procédé d’accouplement L’invention concerne un dispositif et un procédé d’accouplement.
L’invention concerne plus particulièrement un dispositif d’accouplement détachable à fermeture automatique pour le transport de fluide cryogénique comprenant deux conduites de transport de fluide s’étendant selon une direction longitudinale et comprenant chacune, à une extrémité de raccordement, un mécanisme de clapet configuré pour fermer automatiquement la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont séparées et permettre l’ouverture de la conduite lorsque les extrémités de raccordement sont accouplées, le dispositif comprenant en outre un tube externe disposé autour de chaque conduites de transport et définissant un espace sous vide pour l’isolation thermique de la conduite de transport, dans la position accouplée 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 de transport et une seconde configuration ouverte dans laquelle les mécanismes de clapets sont ouverts et assurent une communication fluidique entre les deux conduites de transport.
Les dispositifs d’accouplement pour le transfert de fluides cryogéniques (par exemple de l’hydrogène liquéfié) utilisent un raccord du type « Johnston ». Les dispositifs connus nécessitent une purge de la ligne avant et après accouplement.
D’autres types de raccords existent pour les applications de gaz naturel liquéfié. Cependant, ces derniers ne sont pas adaptés à l’hydrogène pour des raisons d'efficacité et de sécurité. En particulier, ils n'offrent pas l'isolation thermique requise.
Une problématique des dispositifs d’accouplement pour le transfert d’hydrogène liquide est le risque d’emprisonner de l'air à l'intérieur d’un volume mort interne au raccord. Ceci provoque le risque de transporter l'air solide (oxygène) vers des réservoirs ou d'autres composants.
A cette fin, le dispositif d’accouplement selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le passage de la première configuration fermée à la seconde configuration ouverte étant réalisé par un rapprochement longitudinal relatif des deux conduites de transport de fluide et/ou un rapprochement relatif des deux mécanismes de clapets, dans lequel l’extrémité de raccordement d’une première des deux conduites comprend une bague d’étanchéité solidaire du tube externe, la bague d’étanchéité comprenant un ensemble de joint(s) 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, la bague d’étanchéité étant mobile en translation selon la direction longitudinale relativement au tube externe entre deux positions distinctes lors du passage de la première configuration fermée à la seconde configuration ouverte.
Selon une particularité possible le procédé comporte, avant l’étape d’ouverture des deux mécanismes de clapet, une configuration intermédiaire dans laquelle les deux extrémités de raccordement sont accouplées de façon étanche vis-à-vis de l’extérieur et les deux mécanismes de clapet sont en position fermée, l’étape d’ouverture des deux mécanismes de clapet étant réalisée via un rapprochement relatif supplémentaire des deux conduites de transport de fluide et/ou un déplacement relatifs d’au moins une partie des deux mécanismes de clapets.
représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant un exemple de réalisation d’un dispositif d’accouplement dans un premier état séparé,
représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant le même dispositif d’accouplement dans un deuxième état accouplé étanche non verrouillé et clapets fermés (première configuration fermée),
Les matériaux des plaques 101, 105 sont des matériaux ayant un module de Young élevé. De préférence, leurs modules d’Young E sont supérieurs à 2 GPa, avantageusement supérieurs à 5 GPa, encore plus avantageusement supérieurs à 10 GPa. Les modules d’Young demeurent élevés au moins sur toute la gamme de température de fonctionnement du dispositif fonctionnel 100 (de -40°C à +85°C).
La première plaque 101 et la deuxième plaque 105 présentent une grande rigidité mécanique, sont peu déformables et résistantes aux impacts.
La première plaque 101 et la deuxième plaque 105 sont réalisées en des matériaux ayant un coefficient de dilatation thermique faible. De préférence, leurs coefficients de dilation thermique CTE inférieurs à 200x10 -6 /K, plus préférentiellement inférieurs à 100x10 -6 /K, et encore plus préférentiellement inférieurs à 50x10 -6 /K. Elles présentent une grande stabilité dimensionnelle sous variation de température.
De préférence, les modules d’Young de la première plaque 101 et de la deuxième plaque 105 sont supérieurs à 10 GPa et leurs coefficients de dilatation thermique sont inférieurs à 50x10 -6 /K.
De manière avantageuse, pour éviter d’avoir un matériau qui se dilate plus que l’autre sous l’effet de la chaleur et/ou se contracte plus que l’autre sous l‘effet du froid, et donc pour éviter d’induire des contraintes mécaniques inhomogènes dans l’assemblage, des matériaux ayant des valeurs de module de Young (E) et de coefficient d’expansion thermique (CTE) les plus proches possibles les uns des autres seront utilisés pour la première plaque 101 et pour la deuxième plaque 105. Par le plus proche, on entend que ces valeurs différeront de 0 à 30% maximum, de préférence de 0 à 20% et de préférence encore de 0 à 10%, et avantageusement elles sont identiques.
Comme les deux plaques (ou films) de protection 101, 105 sont en contact avec l’environnement extérieur, elles peuvent jouer également le rôle de barrières aux influences externes (notamment à l’humidité). Elles présentent, avantageusement, les caractéristiques supplémentaires suivantes :
- une grande résistance à la pénétration d’eau,
- une stabilité intrinsèque contre la dégradation structurelle par molécules d’eau,
- une grande résistance à l’exposition aux fluides chimiques.
Par exemple, les première 101 et deuxième 105 plaques sont en un matériau ayant une vitesse de transmission de la vapeur d’eau (WVTR pour « Water Vapor Transmission Rate ») le plus faible possible.
Avantageusement, la première plaque 101 et la deuxième plaque 105 sont en un matériau comprenant de 50% à 70% massique de verre pour répondre au mieux aux exigences des paramètres thermomécaniques E et CTE.
Par exemple, la première plaque 101 et la deuxième plaque 105 sont en des matériaux composites de fibres de verre et de résine ou en composite de fibres de verre et de polymère. Par exemple, il s’agit d’une résine époxyde ou acrylique, d’un polymère thermoplastique, comme une polyoléfine thermoplastique, comme le polypropylène (PP), d’un ionomère, d’un polyamide, d’un polyvinyl chloride, d’un (méth)acrylate, d’un polycarbonate, d’un polymère fluoré, ou encore d’un polyester tel que le poly(téréphtalate d’éthylène) (PET ou encore PETG).
Les fibres de verre représentent, avantageusement, de 55% à 65% massique du matériau composite. Elles peuvent être tissées (uni- ou bi-directionnelles) ou non tissées.
Les matériaux des première et deuxième plaques peuvent être différents entre eux, à condition de rester semblable en termes de module d’Young E et de coefficient de dilatation thermique CTE.
De manière préférentielle, les matériaux des première et deuxième plaques sont identiques.
La première plaque 101 et la deuxième plaque 105 ont une épaisseur allant de 0,25 à 3,0 millimètres (mm), avantageusement allant de 0,5 à 1,5 mm.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, lorsque le ratio Rm déterminé est inférieur au ratio de référence Rref, une impulsion électrique de 60 microsecondes est transmise.
Selon un aspect non limitatif de l’invention, lorsque le ratio Rm déterminé est supérieur au ratio de référence Rref, une impulsion électrique de 45 microsecondes est transmise.
illustre un exemple schématique de réalisation d’une cible dentée selon un état de la technique.
montre un exemple schématique de réalisation d’une cible dentée utilisée dans un procédé selon l’invention.
illustre un exemple, selon un aspect non limitatif de l’invention, d’un signal généré par un capteur associé à une cible dentée conforme à celle illustrée à la .
illustre les étapes d’un procédé de détermination d’une position angulaire d’une cible dentée selon un aspect non limitatif de l’invention.
est un tableau représentatif de ratios déterminés par un procédé selon l’invention.
La montre un exemple d’une cible dentée 1 utilisée dans le procédé selon l’invention, et destinée à être montée solidairement en rotation sur un arbre 2 d'un moteur à combustion interne.