INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L'invention a notamment pour but de fournir une ligne de vide qui puisse réguler en temps réel les phénomènes localisés d’augmentation de température dans au moins un étage de pompage d’au moins une pompe à vide primaire, c'est-à-dire sans avoir à augmenter le jeu entre les rotors et le stator et sans avoir à diminuer la vitesse de rotation des arbres des rotors, afin de maintenir l’efficacité et la fiabilité de la ligne de vide.
À cet effet, l’invention se rapporte à une ligne de vide comportant un dispositif de pompage comprenant au moins une pompe à vide primaire, caractérisée en ce que la ligne de vide comporte un système d’injection d’éléments en suspension dans la ligne de vide afin de former un aérosol dans la ligne de vide pour utiliser au moins une partie des éléments en suspension dans l’aérosol pour absorber, par changement d’état, au moins une partie de la chaleur induite par compression ayant lieu dans la pompe à vide primaire.
Avantageusement selon l'invention, l’aérosol est utilisé pour offrir une très grande surface spécifique d’échange des éléments en suspension. En effet, les tailles des particules d’éléments en suspension, telles que les gouttes ou les cristaux, et le débit d’injection permettent une réactivité de changement d’état compatible avec le temps de résidence (typiquement inférieur à cent millisecondes) dans chaque étage de pompage de la pompe à vide primaire. En outre, des éléments en suspension sont faciles à se mélanger dans les gaz pompés notamment de la chambre de procédé ce qui permet une homogénéité d’éléments en suspension dans les volumes internes du stator de la pompe à vide.
L’invention permet d’utiliser avantageusement l’enthalpie de vaporisation, également appelée chaleur latente de vaporisation (passage de l’état liquide vers l’état gazeux), et, éventuellement, également celle de fusion (en cas de cristaux, passage de l’état solide vers l’état liquide puis de l’état liquide vers l’état gazeux) ou, alternativement, de sublimation (en cas de cristaux, passage de l’état solide directement vers l’état gazeux) des éléments en suspension afin d’absorber à température constante (dépendante de la pression dans l’étage de pompage concerné), par changement d’état, au moins une partie de la chaleur, voire, préférentiellement, toute chaleur induite par compression ayant lieu dans la pompe à vide primaire.
En effet, de manière connue, un changement d'état s'effectue à pression et à température constantes. De fait, suivant la pression de l’étage de pompage de la pompe à vide primaire, la température de vaporisation (ou de fusion ou de sublimation) est connue en fonction du type des éléments en suspension dans l’aérosol (par exemple cent degrés Celsius pour l’eau à une atmosphère). Ainsi, les températures de vaporisation (ou de fusion ou de sublimation) étant inférieures aux températures observées dans une pompe à vide primaire habituellement, le gaz qui sera produit à partir des éléments en suspension ne sera pas une source de chaleur préjudiciable aux parties fonctionnelles de la pompe à vide primaire en comparaison de la chaleur très importante induite par la compression des gaz dans les étages 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f de pompage.
On comprend également que, tant que des éléments en suspension de l’aérosol qui n’ont pas changé d’état sont présents dans les étages de pompage, l’absorption d’énergie a lieu immédiatement à l’endroit où se produit une compression des gaz. L’absorption d’énergie est donc avantageusement automatique et localisée ce qui rend très facile la mise en œuvre de l’invention. De manière empirique, il a été observé que des compressions de gaz pouvaient se produire dans chaque étage de pompage. Les compressions des gaz sont fonction de l’architecture des pompes à vide, du flux de gaz pompé et des cycles de pression imposés par le fonctionnement de l’installation.
Avantageusement selon l'invention, chaque pompe à vide primaire de la ligne de vide est donc davantage fiabilisée vis-à-vis des risques de grippage notamment lors des régimes transitoires (très hauts flux, flux très bas voire lors de flux nul) ce qui rend la ligne de vide plus robuste. Il est également immédiat que la compensation thermique en temps réel et localisée évitent d’avoir à adapter les architecture et paramétrage de chaque pompe à vide primaire en fonction de l’installation à laquelle elles appartiennent et/ou le type de fabrication ayant lieu dans la chambre de procédé. On en déduit une possibilité de réduire le nombre de références différentes du même type de pompe à vide primaire, c'est-à-dire une standardisation de production, permettant des coûts de production moins élevés.
Le système d’injection peut comporter un dispositif de génération d’éléments en suspension. Un aérosol peut être formé par le dispositif de génération en mélangeant les éléments en suspension produits dans un gaz porteur tel que de l’air, un combustible ou un gaz inerte puis injecté dans la ligne de vide, ou les éléments en suspension produits par le dispositif de génération sont injectés dans la ligne de vide et se mélangent dans le gaz ou le mélange de gaz aspiré dans la ligne de vide en formant l’aérosol. Un tel dispositif de génération peut ainsi être un nébuliseur du type pneumatique, du type ultrasonore, du type à tamis ou encore du type à pulvérisation.
Les éléments en suspension peuvent comporter de l’eau (H2O) et/ou un alcool et/ou du dioxyde de carbone (CO2) et/ou tout autre composé capable de changer d’état aux conditions thermodynamiques de la pompe à vide primaire. Dans le cas de l’eau, il est préféré une eau déminéralisée, également appelée désionisée, ou une eau distillée afin d’éviter que des particules présentes dans l’eau ne bouchent le conduit d’injection vers la ligne de vide. Il est préféré d’utiliser les eaux pures déjà présentes dans les installations pour semi-conducteurs comportant typiquement une résistivité comprise entre quatorze et dix-huit mégaohms-centimètre (MΩ∙cm) à vingt-cinq degrés Celsius (certaines eaux très pures sont vendues à une résistivité de 18,2 MΩ∙cm). L’eau est préférée car son enthalpie de vaporisation est très élevée (autour de deux mille cinq cents kilojoules par kilogramme (kJ∙kg -1 ) ce qui permet d’absorber beaucoup d’énergie à chaque changement d’état. Dans le cas du dioxyde de carbone (CO2), il est préféré d’utiliser la forme liquide ou solide (neige carbonique). La neige carbonique peut par exemple être obtenue par détente à pression atmosphérique à une température inférieure à -78,5 C.
Les éléments en suspension peuvent comporter en outre un tensioactif et/ou des nanoparticules et/ou des microparticules afin de calibrer la taille des éléments en suspension. En effet, un tensioactif va permettre aux gouttes de l’aérosol de pouvoir se diviser selon des tailles plus petites (notamment pour l’eau qui possède une tension superficielle très élevée de soixante-douze millinewtons par mètre (mN∙m -1 ) à vingt degrés Celsius) alors que les nanoparticules (de dimension la plus grande comprise entre au moins un nanomètre et moins de mille nanomètres) et/ou les microparticules (de dimension la plus grande comprise entre au moins un micromètre et moins de mille micromètres) vont permettre de former une multiplicité de substrats de base à l’agglomération d’éléments sous forme liquide et/ou solide dans l’aérosol propre à éviter que trop d’éléments entre eux s’agglomèrent à partir d’une même base (effet boule de neige).
la est un graphique représentant le courant en fonction de la tension aux bornes d’une diode Zener pour une gamme de valeurs de tension différente de celle de la .
la est un schéma d’un mode de réalisation du dispositif selon l’invention.
Description détaillée Les figures 1 à 4 ont été décrites en détail en préambule et ne seront pas commentées ci-après.
On a illustré à la un dispositif 10 d’équilibrage de tension selon l’invention. Le dispositif 10 comporte une pluralité d’étages 11 mis en série, chaque étage 11 comportant un supercondensateur 12 mis en parallèle avec une première branche de circuit 20 et avec une deuxième branche de circuit 30.
Les étages 11 sont de préférence identiques.
La première branche de circuit 20 comporte une résistance électrique 21 en série avec trois diodes 22 agencées dans le sens passant, l’anode de la mise en série des diodes étant reliée au pôle positif du supercondensateur et la cathode étant reliée au pôle négatif du supercondensateur.
La résistance 21 est de préférence dimensionnée de sorte que sa valeur soit sensiblement égale à celle d’une résistance de la solution résistive de l’état de l’art illustré à la . Cette valeur peut être comprise entre le cinquième et le cinquantième, de préférence entre le dixième et le vingtième, de la tension de service du supercondensateur divisé par le courant de fuite maximum spécifié du supercondensateur.
A titre d’exemple, la valeur de la résistance 21 peut être comprise entre 15 et 50 ohms et peut valoir 27 ohms.
Lorsque la valeur de tension aux bornes du supercondensateur 12 est supérieure au seuil de tension des trois diodes 22 en série, les diodes 22 en sens passant deviennent conductrices. La première branche de circuit 20 est alors parcourue par un courant et réalise un équilibrage de tension grâce à la résistance 21.
La deuxième branche de circuit 30, optionnelle, comporte une résistance 31.
La résistance 31 est de préférence dimensionnée de sorte à avoir une valeur au moins cinq fois plus élevée que celle d’une résistance dans la solution résistive selon l’état de l’art.
A titre d’exemple, la résistance 31 peut avoir une valeur comprise entre 125 ohms et 600 ohms, par exemple 470 ohms.
De manière avantageuse, la résistance 31 de la deuxième branche de circuit permet d’améliorer l’équilibrage de tension pour les très faibles niveaux de courant de fuite.
Les diodes 22 sont de préférence des diodes à jonction. Avantageusement, il s’agit de diodes silicium à jonction ayant une tension de seuil, c’est-à-dire une tension au-delà de laquelle une diode devient passante, de l’ordre de 0,7 V.
Le seuil de tension d’une mise en série de trois diodes 22 dans la première branche 20 est alors de 2,1 V, ce qui est adapté en particulier pour une tension de 2,7 V aux bornes du supercondensateur 1.
Les diodes dans le sens direct ne sont pas une solution connue pour réaliser des écrêteurs de tension, car la tension à leur borne dépend directement du courant. Par exemple, les inventeurs ont mesuré la tension aux bornes d’une diode silicium PN de redressement, disponible sous la référence 1N4004, en fonction du courant.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé selon l’invention comprend l’étape d’application sur les cheveux d’une composition issue du mélange, au moment de l’emploi, d’au moins deux compositions : a) une composition colorante comprenant: - au moins une base d’oxydation choisie parmi la 2-β-hydroxyéthyl-para-phénylènediamine de formule (I) , l’un de ses sels d’addition, ses solvates et/ou les solvates de ses sels : (I) - au moins une silicone aminée (poly)oxyalkylénée, - au moins un polyol, - au moins un corps gras, - au moins un tensioactif, de préférence anionique, et - au moins un agent alcalin; et, b) une composition oxydante comprenant un ou plusieurs agents oxydants chimiques, de préférence du peroxyde d’hydrogène.
L’invention concerne également une composition comprenant : - au moins une base d’oxydation choisie parmi la 2-β-hydroxyéthyl-para-phénylènediamine de formule (I) , l’un de ses sels d’addition, ses solvates et/ou les solvates de ses sels : (I) - au moins une silicone aminée (poly)oxyalkylénée, - au moins un polyol, et - un ou plusieurs agents oxydants chimiques, de préférence du peroxyde d’hydrogène, cette composition étant une composition prête à l’emploi.
Compositions colorantes Les compositions A1 selon la présente invention et C1 comparative ont été préparées à partir des ingrédients dont les teneurs sont indiquées dans le tableau ci-dessous :
A1 (Invention) C1 (comparatif) HYDROXYETHYL-p-PHENYLENEDIAMINE SULFATE 1,59 1,59 N,N-BIS(2-HYDROXYETHYL)-p-PHENYLENEDIAMINE SULFATE 0,2 0,2 HYDROXYBENZOMORPHOLINE 0,3 0,3 m-AMINOPHENOL 0,31 0,31 2,4-DIAMINOPHENOXYETHANOL HCL 0,043 0,043 HYDROXYETHYL-3,4-METHYLENEDIOXYANILINE HCL 0,43 0,43 PEG-40/PPG-8 METHYLAMINOPROPYL/HYDROXYPROPYL DIMETHICONE COPOLYMER 0,33 - AMODIMETHICONE - 0,33 ISOPROPYL MYRISTATE 0,6 0,6 MYRISTIC ACID 0,12 0,12 PALMITIC ACID 1,76 1,76 STEARIC ACID 2,12 2,12 CETEARYL ALCOHOL 13,5 13,5 CETRIMONIUM CHLORIDE 0,145 0,145 COCAMIDE MEA 2,5 2,5 CETEARETH-25 4 4 SODIUM LAURYL SULFATE 0,275 0,275 POLYQUATERNIUM-6 0,4 0,4 DIPROPYLENE GLYCOL 0,121 0,121 GLYCERIN 0,374 0,374 PROPYLENE GLYCOL 1 1 TETRASODIUM EDTA 0,051 0,051 AMMONIUM HYDROXIDE 2,06 2,06 ASCORBIC ACID 0,4 0,4 SODIUM HYDROXIDE 0,3 0,3 SODIUM SULFITE 0,8 0,8 eau Qs 100 Qs 100
Protocole de coloration Les compositions colorantes A1 et C1 sont chacune mélangées respectivement avec la composition oxydante B1 selon le ratio pondéral 1+1,5.
-l’installation comprend un circuit fermé de chauffage à l’intérieur duquel circule ledit fluide à chauffer, ce circuit fermé de chauffage comprenant une canalisation qui raccorde la sortie de ladite au moins une chaudière à l’entrée de celle-ci en traversant au moins un élément chauffant, monté sur ledit circuit fermé de chauffage ;
-l’installation comprend au moins un capteur de mesure de la température, disposé sur la canalisation du circuit fermé de chauffage, choisi parmi un capteur de mesure de la température du fluide entrant dans ladite chaudière ou dans lesdites chaudières, dit «capteur amont », disposé en amont de l’entrée de la chaudière ou des chaudières et un capteur de mesure de la température du fluide sortant de ladite chaudière ou desdites chaudières, dit «capteur aval», disposé en aval de la sortie de la chaudière ou des chaudières ;
-l’installation comprend au moins un capteur de mesure de la température des fumées, qui est disposé dans la cheminée de ladite au moins une chaudière à combustible, en amont de l’évaporateur et qui permet de mesurer la température des fumées en sortie de ladite chaudière ;
-l’installation comprend un capteur de mesure de la température du fluide caloporteur, disposé sur le circuit fermé de circulation du fluide caloporteur, en aval du ou des évaporateurs et en amont du compresseur ;
-l’installation comprend au moins un capteur de mesure de la température de l’eau chaude sanitaire, disposé sur la canalisation du circuit fermé d’eau chaude sanitaire, choisi parmi un capteur de mesure de la température de l’eau chaude sanitaire, disposé à l’intérieur dudit ballon de stockage et un capteur, dit « aval », de mesure de la température de l’eau chaude sanitaire, disposé en aval du condenseur et en amont de l’entrée dudit ballon de stockage de l’eau chaude sanitaire, de façon à mesurer la température de l’eau chaude sanitaire en sortie du condenseur ;
-l’installation comprend une unité centrale de pilotage et cette unité pilote le fonctionnement de la pompe de mise en circulation de l’eau chaude sanitaire, du compresseur, du détendeur principal et éventuellement de l’au moins un détendeur secondaire s’il est présent, en fonction des valeurs de température mesurées par au moins l’un des capteurs de mesure choisi parmi ledit au moins un capteur de mesure de la température des fumées, le capteur amont de mesure de la température du fluide, le capteur aval de mesure de la température du fluide, le capteur de mesure de la température du fluide caloporteur, le capteur de mesure de la température de l’eau chaude sanitaire stockée dans le ballon et le capteur de mesure aval de la température de l’eau chaude sanitaire.
-l’unité centrale de pilotage pilote le fonctionnement de ladite au moins une chaudière à combustible.
On notera que dans le cas où l’installation de production d’eau chaude sanitaire comprend également un circuit fermé de chauffage, le rendement global de l’installation de production de chauffage et d’eau chaude est augmenté par rapport aux installations de l’art antérieur utilisant une chaudière pour le chauffage et une chaudière pour chauffer directement l’eau chaude sanitaire.
est un schéma représentant un mode de réalisation de l’installation de production d’eau chaude sanitaire conforme à l’invention.
L’installation de production d’eau chaude sanitaire 2 conforme à l’invention va maintenant être décrite en liaison avec la .
Sur cette figure, on peut voir que l’installation 2 comprend au moins une chaudière. La chaudière est par exemple une chaudière classique 1 ou une chaudière à condensation 1’, telles que celles décrites précédemment et qui ne seront donc pas décrites de nouveau en détail.
En effet, l’amplitude instantanée en sortie du filtre 31a reste supérieure au seuil du générateur d’impulsions 33a pour une durée plus importante.
A contrario, plus le retard τ est important, moins l’amplitude maximale M est importante devant le seuil de déclenchement du générateur d’impulsions à seuil 33a. Dans ce cas, le nombre d’impulsions en sortie du générateur d’impulsions à seuil 33a est moins important car l’amplitude instantanée en sortie du filtre 31a reste supérieure au seuil pour une durée moins importante.
La montre évolution du nombre d’impulsions mesurées en fonction de la valeur du retard τ ou ITD. Comme cela est visible, le nombre d’impulsions mesurés évolue linéairement avec la valeur τ du retard ITD. Aussi, le coût de calcul de l’extraction de la valeur d’ITD à partir du nombre d’impulsions mesurées peut être davantage réduit.
Signal d’entrée A en retard par rapport au signal d’entrée B
La montre le cas où les signaux d’entrée A et B sont de même intensité et de même fréquence et où le signal d’entrée A est en retard τ sur le signal d’entrée B.
Dans ce cas, le produit de la multiplication MA de l’impulsion B1 et de la réponse impulsionnelle FA1 est nul. Le générateur A2 ne se déclenche pas. En revanche, le produit MB de l’impulsion A1 et de la réponse impulsionnelle FB1du deuxième filtre 23b est égal à MB=h(τ). δ(t-τ).
Ainsi, en fonction de l’avance ou du retard d’un signal d’entrée sur l’autre, une seule sortie A ou B du détecteur de coïncidence est avantageusement activée et quantifie la valeur de l’ITD en fréquence d’impulsions.
Etant donné une valeur de l’ITD, les lieux possibles de la position de la source correspondent avantageusement à une hyperbole en 2D, comme cela est visible à la ou à un hyperboloïde en 3D. Le signe de l’ITD permet de partager en deux hémisphères l’espace scruté par les collecteurs de signaux connectés aux entrées du détecteur de coïncidences 10. Dans l’exemple illustré, le signal d’entrée B est en avance sur le signal d’entrée A.
Dans la présente invention, le nombre d’impulsions dénombré N désigne directement l’hyperbole en 2D représentant l’ensemble des lieux possibles de la position de la source, comme illustré à la . Il est à noter que dans l’exemple illustré, un nombre d’impulsions maximal de faible valeur, Nmax=8, est considéré pour assurer la lisibilité de la figure. Le nombre maximal d’impulsions observables dans la fenêtre temporelle de coïncidence correspond directement au nombre d’hyperboles cartographiant chaque hémisphère. La fenêtre de coïncidence peut être ajustée à l’aide des capacités impliquées dans les filtres mais également par les courants mis en jeu qui peuvent être ajustés dynamiquement.
En implémentant l’architecture de la , la fenêtre de coïncidence mesurée est de 1,5ms, ce qui correspond à l’ordre de grandeur des paramètres physiologiques chez l’humain, 700 à 800 μs. Le nombre d’impulsions maximal avoisine 80, ce qui confère une résolution temporelle de l’ITD similaire à la résolution physiologique, comprise entre 10 et 20 μs. Un exemple de mesure est présenté à la .
Détermination ILD On va maintenant décrire en référence aux figures 6 et 7 des exemples de détermination de rapport d’amplitude d’un premier et d’un deuxième signal, désignée ci-après par ILD à l’aide du détecteur de coïncidence représenté aux figures 1 à 3.
Dans ce qui suit, k désigne le rapport d’amplitude des signaux d’entrée A et B, t1, désigne l’instant auquel l’amplitude instantanée du signal d’entrée A atteint le seuil de déclenchement du générateur 21a, t2 désigne l’instant auquel l’amplitude instantanée du signal d’entrée B atteint le seuil de déclenchement du générateur 22b. ΔT= t1 –t2.
On peut distinguer les deux situations suivantes :
A mplitude du signal A est supérieure à celle du signal B
La montre le cas où les signaux d’entrée A et B sont synchrones et de même fréquence et où l’amplitude du signal A est supérieure à celle du signal.
Dans ce cas, le seuil du générateur d’impulsions à seuil 21a est atteint en premier. Ce dernier génère une impulsion A1=δ(t), avant le générateur d’impulsions à seuil 21b.
Pour la première configuration élévateur E1, entre les instants temporels t 5 et T (ou t 0 ), selon l’exemple de réalisation du circuit d’aide à la commutation 50, l’inductance 70 ou bien l’élément piézoélectrique additionnel 76 voit son courant I CALC diminuer, ceci sous la tension V p b égale à -V out . En l’instant temporel T (ou t 0 ), le courant I CALC est négatif.
En l’instant temporel t 0 , tous les interrupteurs qui étaient fermés s’ouvrent. Le courant I CALC charge alors partiellement les capacités parasites des interrupteurs K 2 , K 3 , pendant qu’il décharge partiellement les capacités parasites des interrupteurs K 1 , K 4 . De même, au travers des ensembles piézoélectriques 12 dont la tension évolue lentement, le courant I CALC charge les capacités parasites des interrupteurs K 6 , K 7 , pendant qu’il décharge les capacités parasites des interrupteurs K 5 , K 8 . La tension V p a évolue ainsi de V in à -V in , tandis que la tension V p b évolue sensiblement de -V out à -V out +2V in plus l’évolution de la tension piézoélectrique totale V p depuis l’instant temporel t 0 . La tension V pb ne peut pas être inversée complètement car comme la tension V in est inférieure à la tension V out , la tension V pa atteint -V in avant que la tension V pb atteigne +V out .
Une fois l’inversion complète de la tension V p a atteinte (passage de V in à -V in ), alors les interrupteurs K 5 et K 8 sont fermés de sorte à figer la tension V p a tandis que la tension V p b continue sa progression jusqu’à V out sous l’effet de l’augmentation naturelle de la tension piézoélectrique totale V p .
En complément, si les interrupteurs K 1 et K 4 comportent une diode inverse intrinsèque ou une diode additionnelle placée en parallèle, leur mise en conduction peut se faire naturellement au regard du signe du courant interne I L après l’instant temporel t 0 , ou au regard du courant I CALC résiduel avant l’instant temporel t 0 .
Le reste du cycle de conversion du convertisseur 10 selon l’invention reste sensiblement inchangé par rapport au cycle de conversion du convertisseur de l’état de la technique. En pratique, l’énergie qui reste dans l’inductance 70 est restituée après l’instant temporel t 1 , sous la tension V out jusqu’à ce que le courant dans l’inductance 70 s’annule et que la diode 72 se bloque.
L’excursion en tension de la tension piézoélectrique totale V p est ainsi limitée, celle-ci allant de V in -V out à V in +V out , au lieu d’aller de -V in -V out à +V in +V out avec le convertisseur de l’état de la technique, soit une excursion de 2V out au lieu de 2V in +2V out , tout en assurant des commutations des interrupteurs 36, 46 à zéro de tension.
Pour la deuxième configuration élévateur E2, le fonctionnement du convertisseur 10 avec le circuit d’aide à la commutation 50 en forme de l’inductance 70 et de la diode 72 est similaire à celui décrit en regard de la pour la deuxième configuration élévateur E2, avec toutefois la diode 72 orientée dans l’autre sens.
En variante, les interrupteurs K 1 , K 2 , K 3 et K 4 sont de simple diodes, et les interrupteurs K 5 , K 6 , K 7 et K 8 sont des interrupteurs monodirectionnels en tension.