INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On comprendra que l’agencement représenté sur les Figures 2 et 3 est à titre d’exemple uniquement, et que diverses variantes entrent dans le cadre de la présente divulgation. Purement à titre d’exemple, tout agencement approprié peut être utilisé pour localiser la boîte à engrenages 30 dans le moteur 10 et/ou pour relier la boîte à engrenages 30 au moteur 10. À titre d’exemple supplémentaire, les liaisons (telles que les bielles 36, 40 dans l’exemple de la ) entre la boîte à engrenages 30 et d’autres parties du moteur 10 (telles que l’arbre d’entrée 26, l’arbre de sortie et la structure fixe 24) peuvent avoir n’importe quel degré souhaité de rigidité ou de flexibilité. À titre d’exemple supplémentaire, tout agencement approprié des paliers entre les parties rotatives et stationnaires du moteur (par exemple entre les arbres d’entrée et de sortie de la boîte à engrenages et les structures fixes, telles que le carter de boîte à engrenages) peut être utilisé, et la divulgation n’est pas limitée à l’agencement exemplaire de la . Par exemple, lorsque la boîte à engrenages 30 a un agencement en étoile (décrit ci-dessus), l’homme du métier comprendra aisément que l’agencement des bielles de sortie et de support et les emplacements de palier seraient typiquement différents de ceux représentés à titre d’exemple sur la .
En conséquence, la présente divulgation s’étend à un moteur à turbine à gaz ayant n’importe quel agencement de styles de boîte à engrenages (par exemple en étoile ou planétaire), des structures de support, un agencement d’arbres d’entrée et de sortie et des emplacements de palier.
Éventuellement, la boîte à engrenages peut entraîner des composants supplémentaires et/ou alternatifs (par exemple le compresseur à pression intermédiaire et/ou un précompresseur).
D’autres moteurs à turbine à gaz auxquels la présente divulgation peut être appliquée peuvent avoir des configurations alternatives. Par exemple, de tels moteurs peuvent avoir un nombre alternatif de compresseurs et/ou de turbines et/ou un nombre alternatif d’arbres d’interconnexion. À titre d’exemple supplémentaire, le moteur à turbine à gaz représenté sur la a une tuyère à flux divisé 18, 20, c’est à dire que le flux à travers le conduit de dérivation 22 a sa propre tuyère 18 qui est séparée et radialement à l’extérieur de la tuyère de moteur de base 20. Cependant, ceci n’est pas limitatif, et tout aspect de la présente divulgation peut également s’appliquer à des moteurs dans lesquels le flux à travers le conduit de dérivation 22 et le flux à travers le noyau 11 sont mélangés, ou combinés, avant (ou en amont de) une seule tuyère, qui peut être appelée tuyère à flux mixte. Une ou les deux tuyères (qu’il s’agisse d’une tuyère à flux mixte ou divisé) peut/peuvent avoir une surface fixe ou variable.
Bien que l’exemple décrit se rapporte à un turboréacteur à double flux, la divulgation peut s’appliquer, par exemple, à tout type de moteur à turbine à gaz, tel que, par exemple, un moteur à rotor non caréné (où l’étage de soufflante n’est pas entouré d’une nacelle) ou un turbopropulseur. Dans certains agencements, le moteur à turbine à gaz 10 peut ne pas comprendre une boîte à engrenages 30.
La géométrie du moteur à turbine à gaz 10, et de ses composants, est définie par un système d’axe conventionnel, comprenant une direction axiale (qui est alignée avec l’axe de rotation 9), une direction radiale (dans la direction de bas en haut sur la ) et une direction circonférentielle (perpendiculaire à la page dans la vue de la ). Les directions axiale, radiale et circonférentielle sont perpendiculaires entre elles.
Les performances fonctionnelles d’une composition donnée, ou d’un mélange de carburants à utiliser dans le cadre d’une mission donnée, peuvent être définies, au moins en partie, par la capacité du carburant à assurer le cycle de Brayton du moteur à turbine à gaz 10. Les paramètres définissant les performances fonctionnelles peuvent inclure, par exemple, l’énergie massique ; la densité d’énergie ; la stabilité thermique ; et les émissions, y compris les matières particulaires. Une énergie massique relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de masse), exprimée en MJ/kg, peut réduire au moins partiellement le poids au décollage, assurant ainsi potentiellement une amélioration relative du rendement de carburant. Une densité d’énergie relativement plus élevée (c’est-à-dire une énergie par unité de volume), exprimée en MJ/L, peut réduire au moins partiellement le volume de carburant au décollage, ce qui peut être particulièrement important pour des missions à volume limité ou des opérations militaires impliquant un ravitaillement. Une stabilité thermique relativement plus élevée (c’est-à-dire l’inhibition de la dégradation ou de la cokéfaction du carburant sous contrainte thermique) peut permettre au carburant de supporter des températures élevées dans le moteur et les injecteurs de carburant, assurant ainsi potentiellement des améliorations relatives du rendement de combustion. Des émissions réduites, y compris des matières particulaires, peuvent permettre de réduire la formation de traînée de condensation, tout en réduisant l’impact environnemental d’une mission donnée. D’autres propriétés du carburant peuvent également être déterminantes pour les performances fonctionnelles. Par exemple, un point de congélation (°C) relativement plus bas peut permettre à des missions à longue distance d’optimiser les profils de vol ; des concentrations minimales de composés aromatiques (%) peuvent assurer un gonflement suffisant de certains matériaux utilisés dans la construction de joints toriques et de joints d’étanchéité qui ont été précédemment exposés à des carburants à fortes teneurs en composés aromatiques ; et, une tension de surface maximale (mN/m) peut assurer une rupture de pulvérisation et une atomisation suffisantes du carburant.
Le rapport du nombre d’atomes d’hydrogène sur le nombre d’atomes de carbone dans une molécule peut influencer l’énergie massique d’une composition ou d’un mélange de carburants donné(e). Les carburants ayant des rapports plus élevés d’atomes d’hydrogène sur atomes de carbone peuvent avoir des énergies massiques plus élevées en l’absence de contrainte de liaison. Par exemple, les carburants à base d’hydrocarbures fossiles peuvent comprendre des molécules ayant d’environ 7 à 18 carbones, une partie importante d’une composition donnée étant issue de molécules ayant 9 à 15 carbones, avec une moyenne de 12 carbones.
La norme D7566 de l’ASTM International (ASTM), Spécification Standard de Carburéacteurs Contenant des Hydrocarbures Synthétisés (ASTM 2019c), approuve un certain nombre de mélanges de carburant d’aviation durable comprenant entre 10% et 50% de carburant d’aviation durable (le reste comprenant un ou plusieurs carburants à base d’hydrocarbures fossiles, tels que le kérosène), avec d’autres compositions en attente d’approbation. Cependant, l’industrie aéronautique prévoit que des mélanges de carburant d’aviation durable comprenant jusqu’à (et y compris) 100% de carburant d’aviation durable (SAF) seront finalement approuvés pour l’utilisation.
Sauf indication contraire décrite ci-après, la même charge que dans l’exemple 1 est envoyée dans les mêmes conditions opératoires que l’exemple 1 dans les sections d’hydrogénation sélective, d’hydrodésulfuration et d’hydrodésulfuration de finition.
L’effluent du réacteur 11 (ligne 12) est envoyé dans un ballon de séparation (13) après condensation à une température de 65°C et une pression de 1,6 MPa, afin de produire une fraction liquide qui contient l’essence désulfurée ainsi qu’une fraction de l’H 2 S dissout (ligne 15) et une fraction gazeuse (ligne 14) contenant essentiellement l’hydrogène et l’H 2 S formé lors des étapes a) et b), éventuellement avec des hydrocarbures légers C1 à C4. La fraction liquide (ligne 15) est ensuite envoyée vers une colonne de stabilisation (16) opérant à une pression de 0,7 MPa, afin de séparer en tête de la colonne une coupe de composés légers de la fraction liquide ainsi que l’H 2 S (ligne 17) et une coupe de fond débarrassée de l'H 2 S, appelée essence stabilisée (ligne 18).
Le flux gazeux (ligne 14) est recyclé vers la première étape d’hydrodésulfuration (étape a), via la ligne 14a.
Les caractéristiques de la fraction gazeuse obtenue après séparation (ligne 14) gaz/liquide de l’effluent réactionnel (ligne 12) sont illustrées dans le Tableau 5 ci-après.
Ligne 14 Fraction gazeuse Pression opératoire ballon séparateur (MPa) 1,6 H 2 (% mol) 96,8 Teneur en C5+ (% mol) 2,03
Tableau 5 : Caractéristiques de fraction gazeuse (ligne 14) après séparation gaz/liquide de l’effluent réactionnel 12
Les caractéristiques de la coupe essence obtenue après stabilisation (ligne 18) de la présente invention sont illustrées dans les tableaux 6 et 7.
Ligne 10 Essence lourde hydrodésulfurée Première étape Ligne 18 Essence lourde hydrodésulfurée Deuxième étape Stabilisée Teneur en soufre organique (ppm S) 13 10 Teneur en oléfines (% poids) 16,6 16,3
Tableau 6 : Caractéristiques de l’essence lourde après la première et la deuxième étape d’hydrodésulfuration
Température fond de colonne de stabilisation (°C) 184 Perte en C5+ (% mol) 3,04
Tableau 7 : Perte en composés C5+ entre la première coupe essence lourde (ligne 7) et l’essence obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration et après l’étape de stabilisation (ligne 18)
Le procédé selon l’exemple 2 permet d’obtenir, une essence lourde à basse teneur en soufre (10 ppm poids). La perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde et l’essence lourde stabilisée obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration est de 34,7% massique (en relatif).
Exemple 3 (non conforme) Sauf indication contraire décrite ci-après, la même charge que dans l’exemple 1 est envoyée dans les mêmes conditions opératoires que l’exemple 1 dans les sections d’hydrogénation sélective, d’hydrodésulfuration et d’hydrodésulfuration de finition.
Le débit volumique de la boucle du gaz de recycle est maintenu constant par rapport à l’exemple 2, le rapport entre le débit d’hydrogène et le débit de charge est donc une conséquence et est de 125 normaux m 3 par m 3 de charge dans les conditions standards, la température moyenne du réacteur d’hydrodésulfuration définie comme étant la moyenne entre la température d’entrée et de sortie du réacteur est de 283°C, la pression est de 2,2 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h -1 .
L’effluent du réacteur (ligne 10) est réchauffé dans un four (non représenté sur la figure) puis introduit dans un deuxième réacteur (11) contenant un catalyseur dit de finition. Cette étape de finition est conduite à une température moyenne de 338°C, une pression de 1,9 MPa, et une vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) de 3 h -1 .
L’effluent du réacteur 11 (ligne 12) est envoyé dans un ballon de séparation (13) après condensation à une température de 65°C et une pression de 0,8 MPa, afin de produire une fraction liquide qui contient l’essence désulfurée ainsi qu’une fraction de l’H 2 S dissout (ligne 15) et une fraction gazeuse (ligne 14) contenant essentiellement l’hydrogène et l’H 2 S formé lors de l’étape b), éventuellement avec des hydrocarbures légers C1 à C4 et des hydrocarbures C5+. La fraction gazeuse est envoyée vers une section de séparation de l’H 2 S dans une colonne de lavage aux amines (19) afin d’obtenir un gaz de recycle contenant 10 ppm mol d’H 2 S. Le gaz de recycle est renvoyé via la ligne 14a, en mélange avec de l‘hydrogène frais (ligne 8) vers l’unité d’hydrodésulfuration sélective (9) après compression.
Optionnellement, le tube broyé subit une étape de lavage et/ou nettoyage après broyage.
Optionnellement, le tube monocouche et/ou multicouche qui a été destiné au transport de fluide pour automobile subit une étape de lavage et/ou nettoyage avant broyage puis est broyé et il subit alors optionnellement, avant le recompoundage, une étape de lavage et/ou nettoyage après broyage.
L’étape de nettoyage peut être effectuée par exemple sous vide.
Dans la présente demande, on entend par "l’ensemble des unités monomères de l’élastomère" ou "la totalité des unités monomères de l’élastomère" tous les motifs de répétitions constitutifs de l’élastomère qui résultent de l’insertion des monomères dans la chaîne élastomère par polymérisation. Sauf indication contraire, les teneurs en une unité monomère ou motif de répétition dans l’élastomère diénique fortement saturé sont données en pourcentage molaire calculé sur la base de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère.
Lorsqu’on fait référence à un composé "majoritaire", on entend au sens de la présente invention, que ce composé est majoritaire parmi les composés du même type dans la composition, c’est-à-dire que c’est celui qui représente la plus grande quantité en masse parmi les composés du même type. Ainsi, par exemple, un élastomère majoritaire est l’élastomère représentant la plus grande masse par rapport à la masse totale des élastomères dans la composition. De la même manière, une charge dite majoritaire est celle représentant la plus grande masse parmi les charges de la composition. A titre d’exemple, dans un système comprenant un seul élastomère, celui-ci est majoritaire au sens de la présente invention ; et dans un système comprenant deux élastomères, l’élastomère majoritaire représente plus de la moitié de la masse des élastomères. Au contraire, un composé "minoritaire" est un composé qui ne représente pas la fraction massique la plus grande parmi les composés du même type. De préférence par majoritaire, on entend une proportion massique de plus de 50% ; lorsque le composé représente 100% massique, il est également qualifié de « majoritaire ».
Sauf indication différente, comme c’est le cas dans les exemples présentés plus bas, les valeurs de température de transition vitreuse (Tg) décrite dans la présente sont mesurées de manière connue par DSC (Differential Scanning Calorimetry) selon la norme ASTM D3418 (1999).
Description détaillée de l’invention I-1 Matrice élastomère Par « matrice élastomère », on entend l’ensemble des élastomères de la composition.
Selon l’invention, la matrice élastomère comprend majoritairement au moins un élastomère diénique fortement saturé, à savoir un copolymère contenant des unités éthylène et des unités diéniques (ci-après dénommé « le copolymère »).
L’élastomère diénique fortement saturé, utile aux besoins de l’invention est un copolymère, de préférence statistique, qui comprend des unités éthylène résultant de la polymérisation d’éthylène. De manière connue, l’expression « unité éthylène » fait référence au motif -(CH 2 -CH 2 )- résultant de l’insertion de l’éthylène dans la chaîne élastomère. L’élastomère diénique fortement saturé est riche en unité éthylène, puisque les unités éthylène représentent au moins 50% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère et au plus 95% en mole.
De préférence, l’élastomère diénique fortement saturé comprend au moins 65% molaire d’unité éthylène. Autrement dit, les unités éthylène représentent préférentiellement au moins 65% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé. De manière plus préférentielle, l’élastomère diénique fortement saturé comprend de 65% à 90% molaire d’unité éthylène, pourcentage molaire calculé sur la base de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé.
L’élastomère diénique fortement saturé étant un copolymère d’éthylène et d’au moins un 1,3-diène comprend aussi des unités 1,3-diène résultant de la polymérisation d’au moins un 1,3-diène. De manière connue, l’expression « unité 1,3-diène » fait référence aux unités résultant de l’insertion du 1,3-diène.
Les unités 1,3-diène sont celles par exemple d’un 1,3-diène ayant 4 à 24 atomes de carbone.
A titre de 1,3-diène convient notamment le butadiène, l’isoprène, les 2,3-di(alkyle en C 1 à C 5 )-1,3-butadiène tels que par exemple le 2,3-diméthyl-1,3-butadiène, 2,3-diéthyl-1,3-butadiène, 2-méthyl-3-éthyl-1,3-butadiène ou le 2-méthyl-3-isopropyl-1,3-butadiène, les aryl-1,3-butadiène tels que le phényl-1,3-butadiène, le 1,3-pentadiène. A titre de 1,3-diène convient également un 1,3-diène de formule CH 2 =CR-CH=CH 2 , dans laquelle R représente une chaîne hydrocarbonée ayant 3 à 20 atomes de carbone, tel que par exemple un monoterpène (C 10 H 16 ) linéaire, comme le myrcène, un sesquiterpène (C 15 H 24 ) linéaire, comme le farnésène etc….
L’élastomère diénique fortement saturé est de préférence un copolymère d’éthylène et d'au moins un 1,3-diène parmi 1,3-butadiène, l'isoprène, le myrcène et le farnésène.
De préférence, le au moins un 1,3-diène est le 1,3-butadiène ou l'isoprène, plus préférentiellement le 1,3-butadiène, auquel cas l’élastomère diénique fortement saturé est un copolymère d’éthylène et de 1,3-butadiène, de préférence statistique.
Dans la mise en œuvre représentée sur la , un module de détermination de composition de carburant séparé 210 est fourni pour chaque moteur à turbine à gaz 10. Dans d’autres mises en œuvre, un seul module de détermination de composition de carburant 210 peut être fourni.
Le dispositif de suivi de composition de carburant 202, 210 de l’exemple représenté comprend également un récepteur 202b agencé pour recevoir des données relatives à une composition de carburant et/ou des demandes d’informations de composition de carburant.
Le système de propulsion 2 peut comprendre un régulateur électronique moteur 42 agencé pour émettre des ordres de commande de système de propulsion sur la base des caractéristiques de carburant déterminées, sur la base des données fournies par le dispositif de suivi de composition de carburant 202 et éventuellement d’autres données. Le dispositif de suivi de composition de carburant 202 de l’exemple représenté peut faire partie du régulateur électronique moteur (EEC) 42 ou être en communication avec celui-ci, et l’EEC 42 peut être agencé pour émettre des ordres de commande de système de propulsion sur la base des caractéristiques de carburant. On comprendra qu’un EEC 42 peut être prévu pour chaque moteur à turbine à gaz 10 de l’aéronef 1, et/ou que le rôle joué par l’EEC 42 dans ou pour le dispositif de suivi de composition de carburant 202 peut ne représenter qu’une petite partie de la fonctionnalité de l’EEC. En effet, le dispositif de suivi de composition de carburant 202 peut être fourni par l’EEC 42, ou peut comprendre un module EEC distinct de l’EEC 42 du moteur dans diverses mises en œuvre. Dans des exemples alternatifs, le dispositif de suivi de composition de carburant 202 peut ne comprendre aucune fonctionnalité de commande de moteur, et peut en revanche simplement fournir des données de composition de carburant à la demande, à utiliser de manière appropriée par un autre système. Le dispositif de suivi de composition de carburant 202 peut être prévu en tant qu’unité de commande de système de propulsion séparée intégrée dans le système de propulsion 2, et/ou en tant que logiciel et/ou matériel incorporé(s) dans d’autres systèmes de commande d’aéronef. Les moyens de suivi de composition de carburant peuvent être prévus comme faisant partie de la même unité ou du même ensemble que la fonctionnalité de commande de moteur, ou séparément.
L’EEC 42, qui peut également être considéré comme un dispositif de commande de système de propulsion, peut apporter des changements au système de propulsion 2 directement, ou peut fournir une notification au pilote recommandant le changement, pour approbation, comme discuté ci-dessus. Dans certains exemples, le même dispositif de commande de système de propulsion 42 peut réaliser automatiquement certains changements, et en demander d’autres, en fonction de la nature du changement, comme discuté ci-dessus.
Le dispositif de commande de système de propulsion 42 peut également fournir des recommandations concernant les changements de profil de vol. En variante ou en plus, le système de propulsion 2 peut en outre comprendre un dispositif d’ajustement de profil de vol agencé pour changer un profil de vol planifié sur la base de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant du carburant, et éventuellement d’autres données. Le dispositif d’ajustement de profil de vol peut être prévu en tant qu’unité de commande de système de propulsion séparée intégrée dans le système de propulsion 2, et/ou en tant que logiciel et/ou matériel incorporé(s) dans les systèmes de commande d’aéronef préexistants. Les moyens de suivi de composition de carburant peuvent être prévus comme faisant partie de la même unité ou du même ensemble.
Un procédé 2090 de détermination d’une ou plusieurs caractéristiques de carburant d’un carburant fourni à un moteur à turbine à gaz 10 d’un aéronef 1 peut donc être mis en œuvre, le moteur à turbine à gaz 10 faisant partie d’un système de propulsion 2.
Le procédé 2090 comprend la réalisation 2092 d’un changement de fonctionnement, le changement de fonctionnement étant provoqué par un composant pouvant être commandé du système de propulsion 2 et agencé pour avoir un effet mesurable sur le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10. Le changement de fonctionnement est tout changement approprié du fonctionnement du système de propulsion qui aura un effet sur le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10, et peut être ou comprendre le déplacement d’un composant du système de propulsion 2 (par exemple le déplacement d’une VIGV, le changement de la vitesse de la pompe, la déviation du carburant et/ou l’ouverture d’une soupape de purge), ou peut être ou comprendre le non-déplacement d’un composant du système de propulsion 2 dans une situation où, suivant des procédures de fonctionnement normales, il se déplacerait normalement. Le changement de fonctionnement peut être temporaire et peut être inversé dès qu’un temps suffisant s’est écoulé pour que tout effet sur le fonctionnement du moteur à turbine à gaz 10 soit détecté (en notant qu’un intervalle de temps peut être laissé pour permettre à tout effet transitoire de s’estomper dans certains cas, comme décrit plus en détail ci-dessous).
Le procédé 2090 comprend en outre la détection 2094 d’une réponse au changement de fonctionnement - par exemple un changement d’un(e) ou plusieurs pressions, températures, vitesses d’arbre et/ou rapports tels que le rapport de pression du moteur. En variante ou en plus, le changement peut être un changement de la formation de traînée de condensation, de la cokéfaction ou tout autre paramètre de moteur approprié. La réponse dans le temps peut être évaluée au lieu, ou en plus de l’examen des valeurs à des moments définis avant et après le changement.
Le procédé 2090 comprend en outre la détermination 2096 de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant du carburant brûlé par le moteur à turbine à gaz 10 sur la base de la réponse au changement de fonctionnement.