INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’invention concerne également un procédé de chargement d'un échantillon dans un système de réfrigération tel que défini ci-avant, le procédé comprenant les étapes suivantes, le système de réfrigération étant en fonctionnement :
-placer l'échantillon dans le volume de réception;
- déplacer la canne à travers le premier orifice de manière à amener la première portion de la canne en regard du premier organe de thermalisation,
- actionner le premier organe de thermalisation pour mettre en liaison thermique la première portion de la canne avec le premier écran thermique,
- lorsqu'une température de la première portion est sensiblement égale à une température du premier écran, actionner le premier organe de thermalisation pour supprimer une liaison thermique de la première portion avec le premier écran,
- déplacer la canne pour relier thermiquement la canne au deuxième écran.
Le procédé est encore plus performant lorsque, l’unité de réfrigération comprenant également :
- un premier écran thermique supplémentaire qui définit une deuxième enceinte thermique s'étendant autour de la première enceinte thermique, la deuxième enceinte thermique comprenant un deuxième orifice de passage de la canne au travers du premier écran thermique supplémentaire et un deuxième organe de thermalisation qui est agencé pour sélectivement mettre en liaison thermique la première portion et le premier écran thermique supplémentaire ;
- un deuxième écran thermique supplémentaire qui définit une troisième enceinte thermique s'étendant autour de la deuxième enceinte thermique, la troisième enceinte thermique comprenant un troisième orifice de passage de la canne au travers du deuxième écran thermique supplémentaire et un troisième organe de thermalisation qui est agencé pour sélectivement mettre en liaison thermique la première portion et le deuxième écran thermique supplémentaire ;
- un troisième écran thermique supplémentaire qui définit une quatrième enceinte thermique s'étendant autour de la troisième enceinte thermique, la quatrième enceinte thermique comprenant un quatrième orifice de passage de la canne au travers du troisième écran thermique supplémentaire, le procédé comprend les étapes supplémentaires de:
déplacer la canne à travers le quatrième orifice et le troisième orifice de manière à amener la première portion de la canne en regard du troisième organe de thermalisation,
- actionner le troisième organe de thermalisation pour mettre en liaison thermique la première portion de la canne avec le deuxième écran thermique supplémentaire ,
Dispositif de production d’énergie électrique à rendement amélioré La présente invention concerne, de manière générale, la production d’énergie électrique.
Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un dispositif de production d’énergie électrique ainsi qu’un turboréacteur d’aéronef comportant un tel dispositif de production d’énergie électrique.
Etat de la technique A ce jour, la production d’électricité à bord d’un aéronef est effectuée à partir de structures dévolues à cette tâche qui convertissent de l’énergie mécanique, fournie initialement par un mouvement de rotation de l’axe des rotors du moteur, en énergie électrique.
Un aéronef intègre au moins deux structures génératrices d’énergie électrique principales. D’une part, le groupe auxiliaire de puissance (APU), logé à l’arrière de l’aéronef, permet le démarrage des réacteurs lors de la phase de décollage. D’autre part, les générateurs entraînés par la rotation des turbines produisent l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l’ensemble des organes de l’aéronef durant la phase de roulage et de vol.
L’aéronef dispose également d’au moins une structure génératrice électrique secondaire. Un alternateur produit de l’énergie électrique destinée au calculateur dit FADEC pour les termes anglais « Full Automatic Digital Engine Control », chargé du contrôle du moteur.
L’usage d’une génératrice d’énergie électrique montée sur l’arbre de transmission du moteur complexifie la structure de l’arbre de transmission et augmente la masse de l’ensemble propulsif dans la nacelle.
De plus, l’entraînement mécanique de la génératrice prélève une partie de l’énergie propulsive au moteur et la sureté de l’approvisionnement électrique ne repose que sur une seule génératrice soumise à l’usure mécanique.
Par ailleurs, il existe des générateurs thermoélectriques, dit TEG pour ThermoElectric Generators en langue anglaise, convertissant de l’énergie thermique en énergie électrique. Les éléments thermoélectriques qui le composent permettent de générer une différence de potentiel électrique à partir d’un gradient de température par effet Seebeck.
Les éléments thermoélectriques nécessitent donc une différence de température entre une face chaude et une face froide de la portion sur lesquelles ils sont disposés.
Une solution existante consiste notamment à intégrer des éléments thermoélectriques sur une portion de la nacelle soumise à un gradient de température afin de transformer une partie de la chaleur générée par le moteur en électricité.
Cependant, le pont thermique occasionné par leur installation sur des zones à proximité du moteur peut altérer la performance de ce dernier.
De plus, la plage de température à laquelle ils sont soumis n’est pas optimale. Les éléments thermoélectriques expriment un rendement maximum sur une plage de température restreinte. Au-delà de cette plage, le rendement chute fortement. La plage de température du moteur durant ses différentes phases d’exploitation varie de telle sorte que les éléments thermoélectriques sont rarement utilisés sur la plage optimum.
Selon un deuxième mode opératoire, l’augmentation de la quantité de puissance prélevée est déclenchée sur l’unité de puissance qui atteint en premier le régime moteur offrant la capacité de prélèvement de puissance requise.
Selon un premier exemple illustré sur la , la deuxième unité de puissance 32.1 atteint en premier, à l’instant T32’, la capacité de prélèvement de puissance adaptée à la future augmentation de la quantité de puissance prélevée. Par conséquent, l’augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la deuxième unité de puissance 32.1 est déclenchée en premier dès cet instant T32’. L’augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la première unité de puissance 30.1 est déclenchée ultérieurement à l’instant T30’, notamment si le nombre d’unités de puissance à l’état opérationnel permet de commander cette augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la première unité de puissance 30.1.
Selon un deuxième exemple illustré sur la , la première unité de puissance 30.1 atteint en premier, à l’instant T30’’, la capacité de prélèvement de puissance adaptée à la future augmentation de la quantité de puissance prélevée. Par conséquent, l’augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la première unité de puissance 30.1 est déclenchée en premier dès cet instant T30’’. L’augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la deuxième unité de puissance 32.1 est déclenchée ultérieurement à l’instant T32’’, notamment si le nombre d’unités de puissance à l’état opérationnel permet de commander cette augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la deuxième unité de puissance 32.1.
Dans le cas où l’étape d’augmentation de la quantité de puissance prélevée sur la deuxième unité de puissance 32.1 n’est pas réalisée, les lois de sécurité avion classiques sont alors mises en œuvre.
Le circuit 20 de travail comprend un deuxième ensemble de conduites 7, 17 reliant une sortie de l’organe 6 de transfert à une entrée de la chambre de mélange 3.
Le bouilleur 5 (ou évaporateur) assure classiquement une séparation de phase entre l’hélium 3 et l’hélium 4 (le bain, qui contient par exemple 1% en mole d’hélium 3 est par exemple à une température comprise entre 0,7K et 1K). Le bouilleur 5 alimente l’organe 6 de transfert en hélium 3 via le premier ensemble 4 de conduite.
Dans la chambre 3 de mélange la température peut être de l’ordre par exemple de 5mK à 300mK et notamment entre 5mK et 150mK. L’hélium 3 concentré renvoyé par l’organe 6 de transfert dans la chambre 3 de mélange peut être localisé en partie supérieure de cette chambre 3, au-dessus d’une phase liquide diluée (contenant par exemple 6 à 7 % d’hélium 3). Une extrémité du premier ensemble de conduites 7 débouche par exemple dans cette phase concentrée supérieure.
Dans la chambre 3 de mélange, la phase concentrée en hélium 3 injectée se dilue dans la phase diluée, c’est ce processus de dilution endothermique qui produit la puissance frigorifique à la température de la chambre 3 de mélange.
Le froid produit peut être utilisé pour refroidir un utilisateur (symbolisé par la référence 24 à la ) ou au niveau de plateaux conducteurs thermiques du dispositif non représentés par souci de simplification.
Le circuit 20 de travail comprend au moins une première section 9 d’échange de chaleur entre au moins une partie du premier ensemble de conduites 2, 12, 4 et le deuxième ensemble de conduite 7. La première section 9 d’échange de chaleur est située entre le bouilleur 5 et la chambre 3 de mélange.
L’ensemble des composants cryogéniques (froids en mode de fonctionnement) sont placés par exemple dans une enceinte 30 étanche ou « boîte froide » (et de préférence isolée sous vide).
Cette portion 9 d’échange de chaleur utilise classiquement au moins un échangeur de chaleur à contre-courant qui permet de pré-refroidir la phase concentrée en Hélium3 réinjectée dans la boîte 3 à mélange par la phase diluée en hélium3 qui remonte de cette chambre 3 de mélange vers le bouilleur 5.
L’efficacité des échangeurs 9 de chaleur à contre-courant entre phases diluée et phase concentrée est le point critique de ces réfrigérateurs à dilution. Les résistances thermiques dites de Kapitza qui apparaissent à très basses températures entre l’hélium et les matériaux solides et s’accroissent comme l’inverse du carré de la température rendent très difficile et critique le dimensionnement de ces échangeurs.
L’organe 6 de transfert comprend par exemple un compresseur du fluide de cycle et/ou un échangeur de chaleur. Par exemple, ce compresseur 6 fonctionne à température ambiante (par exemple en dehors d’une boîte 30 froide qui contient le reste du dispositif). C’est-à-dire que ce compresseur 6 peut être à température non cryogénique en configuration de fonctionnement du dispositif 1 de réfrigération à dilution.
Le dispositif 1 peut comprendre en outre au moins un organe 22 de refroidissement en échange thermique avec le circuit 20 de travail et configuré pour transférer des frigories au fluide de cycle, c’est-à-dire pour refroidir le fluide de cycle. Par exemple, l’organe 22 de refroidissement comprend un échange thermique avec le circuit 20 de travail (second ensemble de conduites 7) pour refroidir le fluide à la sortie de l’organe 6 de transfert (par exemple à une température comprise entre 1,3 et 1,4K.
Le circuit 20 de travail peut comprendre en outre un organe de pompage cryogénique (non représenté par souci de simplification).
Selon une particularité avantageuse, le premier ensemble de conduites comprend, entre la chambre 3 de mélange et le bouilleur 5, une première portion à plusieurs premières branches de conduites 12 agencées en parallèle subdivisant le flux de cycle en plusieurs flux parallèles.
Par exemple, entre le bouilleur 5 et la chambre de mélange 3, les conduites 2, 7 uniques comportent des ramifications en parallèle.
De même, le deuxième ensemble de conduites comprend, entre le bouilleur 5 et la chambre de mélange 3, une seconde portion de plusieurs secondes branches de conduites 17 agencées en parallèle subdivisant le flux de cycle en plusieurs flux parallèles.
De plus, la première section 9 d’échange de chaleur comprend plusieurs échangeurs de chaleur 19, 29 discrets à contre-courant assurant chacun un échange thermique entre au moins une première branche de conduite 12 de la première portion et au moins une seconde branche de conduite 17 de la seconde portion.
La pièce 30 agissant comme un pont entre les électrodes, la troisième capacité de couplage est plus spécifiquement équivalente un circuit électrique connectant en série la première capacité de couplage et la deuxième capacité de couplage. Cela signifie ici que la troisième capacité de couplage, notée C3, peut être calculée par la formule suivante : C3 = (C1*C2) / (C1+C2), avec C1 la première capacité de couplage et C2 la deuxième capacité de couplage.
Lors d’un déplacement de la pièce 30 par rapport au support 10, la distance entre la première électrode 21 et la première surface 41 varie, ce qui entraine donc une variation de la première capacité de couplage et par conséquent une variation de la troisième capacité de couplage.
Par opposition, lors de ce même déplacement, la distance entre la deuxième électrode 22 et la deuxième surface 42 ne varie pas, ou très faiblement, puisque ces dernières s’étendent toutes deux parallèlement à l’axe longitudinal A1, c’est-à-dire parallèlement au déplacement. Ainsi, lors de ce déplacement, la deuxième capacité de couplage ne varie pas, ou très faiblement. On s’assure ainsi que la variation de la troisième capacité de couplage est très majoritairement, voire exclusivement, due à une variation de la première capacité de couplage.
En mesurant cette variation de la troisième capacité de couplage grâce au circuit de mesure 60, il est donc possible de déduire la variation de la première capacité de couplage et donc l’amplitude du déplacement de la première électrode 21 par rapport à la première surface 41, c’est-à-dire l’amplitude du déplacement la pièce 30 par rapport au support 10.
Comme le montre la , il est prévu que la deuxième surface 42 s’étende de part et d’autre de l’ouverture 15. Ainsi, la deuxième surface 42 s’étend au-delà de la deuxième surface extérieure 12 du support 10 selon l’axe longitudinal A1, ici à la fois vers et à l’opposé de la première surface 41, c’est-à-dire à la fois du côté de la première surface extérieure 11 et du côté de la surface extérieure inférieure 13 du support 10. La deuxième électrode 22 fait ainsi toujours face à la deuxième surface 42 malgré le déplacement de cette dernière, l’amplitude maximum du déplacement étant inférieure à l’extension de la deuxième surface 42 au-delà de la deuxième surface extérieure 12. Cela permet de limiter encore plus la variation de la deuxième capacité de couplage lors d’un déplacement de la pièce 30.
Ici, la deuxième capacité de couplage est supérieure à la première capacité de couplage, ce qui permet de limiter l’influence d’une variation de la deuxième capacité de couplage sur la troisième capacité de couplage.
De préférence, la deuxième capacité de couplage est largement supérieure à la première capacité de couplage, par exemple 5 à 10 fois supérieure. Ainsi, la troisième capacité de couplage est sensiblement égale à la première capacité de couplage. Par conséquent, même lorsque la deuxième capacité de couplage varie légèrement lors du déplacement de la pièce 30, cette variation n’a pas d’influence sur la relation entre la troisième capacité de couplage et l’amplitude du déplacement.
Cette valeur élevée de la deuxième capacité de couplage est notamment atteinte grâce au fait que la deuxième électrode 22 s’étende aussi sur la surface extérieure inférieure 13 et que la deuxième surface 42 s’étende au-delà de la deuxième surface extérieure 12. Cette valeur élevée de la deuxième capacité de couplage est aussi atteinte en agençant la deuxième électrode 22 et la deuxième surface 42 proche l’une de l’autre.
Le capteur capacitif 1 comprend aussi ici un élément intermédiaire 50 réalisée en matériau électriquement isolant et qui est interposée entre la deuxième surface 42 et la deuxième électrode 22, ici sur toute l’épaisseur du support 10. L’élément intermédiaire 50 est donc disposée dans l’ouverture 15. Comme le montre la , l’élément intermédiaire 50 forme ici un anneau de section rectangulaire dans un plan contenant l’axe longitudinal A1. L’élément intermédiaire peut être réalisé en tout matériaux diélectrique tel que du nylon 66, du polycarbonate, ou du polyoxyméthylène.
Avantageusement, l’élément intermédiaire 50 permet d’éviter un couplage direct, c’est-à-dire un contact physique, entre la deuxième surface 42 et la deuxième électrode 22 bien que ces dernières soient proches. L’élément intermédiaire permet également de guider le déplacement de la deuxième surface 42 de façon à éviter tout jeu, c’est-à-dire toute variation de la distance entre la deuxième surface 42 et la deuxième électrode 22.
La mise en œuvre du capteur capacitif 1 permet de réaliser un capteur de de force. Le capteur de force selon l’invention comprend ici le capteur capacitif 1, un module et un élément élastique.
Le capteur de force est par exemple intégré à un tableau de bord de véhicule. La pièce 30 est alors par exemple fixée au verso d’une surface tactile sur laquelle un utilisateur exerce une force.
Le module, qui comprend par exemple un processeur et une mémoire, est conçu pour déterminer, tel qu’expliqué supra, la distance entre le support 10 et la pièce 30 sur la base de la troisième capacité de couplage. Le module est ici conçu pour déterminer un déplacement de la pièce mobile 30 par rapport à une positon d’équilibre qui correspond par exemple à une position de la surface tactile au repos.
L’élément élastique, qui est par exemple un ressort, est par exemple interposé entre le support 10 et la pièce 30, typiquement entre la première surface extérieure 11 et la première partie 31, ou entre le support 10 et la surface tactile. La raideur de l’élément élastique selon l’axe longitudinal A1 est prédéterminée. Ceci permet au module de calculer la force déplaçant la pièce 30 hors de la position d’équilibre, c’est-à-dire la force exercée par l’utilisateur sur la surface tactile. Déterminer cette force permet par exemple de mettre en œuvre un retour haptique approprié.
Le capteur capacitif 1 n’est nullement limité à l’exemple illustré aux figures 1 et 2. L’homme du métier saura par exemple apporter toute variante conforme à l’invention à la forme de la pièce et à la forme du support. Ainsi, la première partie de la pièce peut présenter une forme rectangulaire. Dans ce cas, la première électrode présente alors de préférence une forme rectangulaire. La deuxième partie de la pièce peut être un cylindre de section rectangulaire ou hexagonal, l’ouverture présente alors forme correspondante.
La deuxième surface extérieure du support n’est pas nécessairement formée par l’ouverture dans le support. La deuxième surface extérieure peut être un bord du support, par exemple un bord plan. Dans ce cas la pièce peut présenter une forme en L constituer de deux parallélépipèdes rectangles aplatis.
Le système 10 comprend un ensemble de chambres 11 de séchage des ébauches. Les chambres 11 de séchage sont agencées pour recevoir les ébauches 15 de manière successive selon un sens de circulation des ébauches. L’ensemble comprend un sous-ensemble de chambres 11 de séchage.
L’ensemble de chambres 11 de séchage peut comprendre une ou plusieurs chambre(s) de gélification 111 de la solution de sorte à former un gel. La pluralité de chambres 11 de séchage peut comprendre une ou plusieurs chambre(s) d’évaporation 112 du solvant présent au sein du gel, par exemple du gel formé. La ou les chambre(s) d’évaporation 112 peuvent être agencées en aval de la ou des chambre(s) de gélification 111 dans le sens de circulation. Les chambres 11 du sous-ensemble peuvent être les chambres d’évaporation 112.
Chaque sous-ensemble de chambres 11 de séchage comprend au moins plusieurs des chambres 11 de gélification ou plusieurs chambres 11 d’évaporation de l’ensemble de chambres 11 de séchage, par exemple seulement certaines chambres 11 de gélification ou certaines chambres 11 d’évaporation, ou par exemple toutes les chambres 11 chambres 11 de gélification ou toutes les chambres 11 d’évaporation, de l’ensemble.
La illustre un sous-ensemble 1110 de chambres de gélification et un sous-ensemble 1120 de chambres d’évaporation. Par un sous-ensemble de chambres de séchage, on entend dans ce contexte un sous-ensemble de chambres du même type, soit un sous-ensemble 1110 de chambres de gélification, soit un sous-ensemble 1120 de chambres d’évaporation.
Le système comprend un tunnel. Par tunnel, on entend une structure plus longue que haute au travers de laquelle se déplacent les piles. Le tunnel comprend l’ensemble des chambres 11 de séchage. Les chambres 11 de séchage de l’ensemble peuvent ainsi participer à former le tunnel.
Pour éviter les phénomènes d’interférence entre deux modules détecteurs adjacents, chaque module détecteur 11 de ligne de détection L1 est séparé du module détecteur 11’ adjacent appartenant à la ligne de détection L1 par une distance supérieure à la moitié du diamètre de la bobine émettrice cylindrique E1.
D’une manière similaire, on définit à chaque instant t, pour chaque module détecteur, un couple de coordonnées (r,θ) avec r la distance du module détecteur de l’axe central de rotation Δ ; et θ la coordonnée angulaire de la zone qui défile devant le détecteur à un instant t lors de la rotation de PM autour de Δ.
À l’instant d’acquisition t 1 , la ligne de détection L1 couvre les points suivants L1=[(r 1 ,0), (r 2 ,0), (r 3 ,0), (r 4 ,0)] et le capteur des zones de brulures C1 mesure les brulures sur la ligne à θ=0. Les signaux de mesures de chaque module détecteur sont échantillonnés à cet instant par l’unité d’acquisition UA. À l’instant d’acquisition t 2 suivant, la pièce mécanique PM tourne toujours et la ligne de détection L1 couvre les points suivants L1=[(r 1 ,2π/n), (r 2 , 2π/n), (r 3 , 2π/n), (r 4 , 2π/n)]. Le capteur des zones de brulures C1 mesure les brulures sur la ligne à θ=2π/n. De même, les signaux de mesures de chaque module détecteur sont échantillonnés à cet instant par l’unité d’acquisition UA. À l’instant d’acquisition t 3 suivant, la pièce mécanique PM tourne toujours et la ligne de détection L1 couvre les points suivants L1=[(r 1 ,4π/n), (r 2 , 4π/n), (r 3 , 4π/n), (r 4 , 4π/n)]. Le capteur des zones de brulures C1 mesure les brulures sur la ligne à θ=4π/n. Ainsi après un tour réalisé par la pièce mécanique PM, le capteur des zones de brulures C1 caractérise n lignes de la surface usinée S1 séparé d’un pas angulaire de 2π/n.
La représente une vue de dessus d’un troisième mode de réalisation selon l’invention du capteur de brulures dans une pièce mécanique pendant l’opération d’usinage. Dans ce mode de réalisation, le capteur de zones de brulures C1 comprend un premier groupe de modules détecteurs 11 disposés sur une rangée de manière à former une première ligne de détection L1 comme décrit dans le mode de réalisation précédent. Nous rappelons que pour éviter les phénomènes d’interférence, chaque module détecteur 11 de ligne de détection L1 est séparé du module détecteur 11’ adjacent appartenant à la ligne de détection L1 par une distance supérieure à la moitié du diamètre de la bobine émettrice cylindrique E1. Pour améliorer la résolution spatiale de la cartographie des zones de brulures, le capteur des zones de brulures C1 comprend en outre un second groupe de modules détecteurs 21, 21’ à courant de Foucault disposés sur une rangée de manière à former une seconde ligne de détection L2 -parallèle à la première ligne de détection L1. Les détecteurs 11 de la seconde ligne de détection L2 étant placés en quinconce par rapport aux modules détecteurs 11, 11’ de la première ligne de détection L1. Ainsi, le premier module détecteur 21 de la ligne L2 a un rayon r’ 1 tel que r 1 1 2 avec r 1 le rayon du premier module détecteur 11 de la ligne L1 et r 2 le rayon du deuxième module détecteur 12 de la ligne L1. L’avantage de ce mode de réalisation est l’augmentation de la résolution spatiale du capteur C1 tout en éliminant les phénomènes d’interférence entre les modules détecteurs adjacents.