INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La montre un exemple d’un dispositif de coupure 40 de l’art antérieur avec une branche parallèle (branche de précharge 42) à l’élément 44 de coupure principal Kp / Kn disposé entre la source de puissance électrique et les lignes haute et basse tensions HV+ et HV- alimentant la charge. Ce couple Kp / Kn est de type contacteurs électromécaniques et assure une isolation galvanique à l’état ouvert et une impédance très faible (centaine de mV sous courant nominal) à l’état fermé. Ces contacteurs électromécaniques sont classiquement commandés depuis un module de commande 46 selon des informations de tension et/ou courant relevés en amont et en aval de ces contacteurs.
Les éléments de la branche parallèle 42 de précharge, un contacteur K1 et une résistance de limitation R1 présentent une impédance définie pour avoir un courant I2 déterminé par la tension de source / R1 correspondant au courant de précharge de la charge (typiquement de quelques dizaines d’Ampères). Le contacteur K1 est aussi de type électromécanique pour assurer une isolation galvanique à l’état ouvert et commandé également par le module de commande 46.
La illustre la séquence fonctionnelle de mise sous tension de la charge par le dispositif de coupure et consiste à fermer d’abord le contacteur K1 et le contacteur Kn qui autorise le passage du courant I2 vers la charge puis au bout d’un temps déterminé (ou lorsque la tension est environ égale à la tension source - ou dans certains cas d’un courant donné) de fermer le contacteur Kp. Une fois ce circuit de puissance reliant la source à la charge sous faible impédance fermé, tout le courant passe dans cette branche (I3>>I2) le contacteur K1 est alors ouvert.
Durant la phase où le contacteur K1 est fermé, la puissance dissipée dans la résistance de limitation R1 est significative et égale au rapport (tension source)²/R1. Cette puissance dissipée ne dure toutefois que pendant la phase de précharge et est généralement inférieure à la seconde.
La présente invention a donc pour but principal de maitriser le transitoire de transfert d’énergie lors d’une mise sous tension d’une charge fortement capacitive. Un autre but de l’invention est de réaliser un contrôle du courant vers la charge avec un fonctionnement non linéaire.
Ces buts sont atteints par un dispositif de coupure haute tension monté entre une source de puissance électrique et les deux lignes d’alimentation d’une charge de type capacitif et comportant des premier et second éléments de coupure en parallèle desquels un circuit de précharge est monté, caractérisé en ce que le circuit de précharge est formé d’un convertisseur de puissance à découpage dont une première borne d’entrée est connectée en amont du premier élément de coupure et une seconde borne d’entrée est connectée en aval du second élément de coupure, afin que, lorsque les premier et second éléments de coupure sont en position ouverte, le convertisseur est flottant sur une des deux lignes d’alimentation et non polarisé.
Le remplacement de la résistance de limitation de courant par un convertisseur de puissance à découpage permet de contrôler le courant d’appel d’une charge de nature capacitive. Le convertisseur permet d’avoir un rendement supérieur à 95% ce qui représente des pertes par effet Joule très inférieures à celles de résistances. Et le couplage du convertisseur de part et d’autre des éléments de coupure principaux permet d’isoler le convertisseur de la source lorsqu’ils sont ouverts.
De préférence, deux éléments de commutation sont montés entre deux bornes de sortie du convertisseur de puissance et les deux lignes d’alimentation de la charge, pour une isolation galvanique de la charge.
est une seconde vue schématique partielle perspective du distributeur de la .
Il est maintenant fait référence aux figures 3 et 4 qui représentent, en partie, un étage amont d’une turbine basse-pression 14 de turbomachine d’axe longitudinal X. L’étage amont comprend un distributeur 40 et une rangée annulaire d’aubes mobiles 50 agencées en aval du distributeur 40.
Le distributeur 40, visible également aux figures 5 et 6, comprend une plateforme annulaire interne 41 et une plateforme annulaire externe 42 entre lesquelles s’étend radialement une rangée annulaire de pales fixes 43. La plateforme annulaire interne 41 et la plateforme annulaire externe 42 délimitent radialement une veine d’écoulement des gaz dans la turbine. Le distributeur 40 est porté radialement à l’extérieur par une pièce annulaire 30 de support. A cet effet, le distributeur 40 comprend une paroi annulaire radiale 44 qui s’étend radialement vers l’extérieur depuis la plateforme annulaire externe 42, notamment depuis une portion aval de la plateforme annulaire externe 42. Le distributeur 40 comprend en outre une patte annulaire d’accrochage 45 sur la pièce annulaire 30. La patte annulaire d’accrochage 45 s’étend longitudinalement vers l’amont depuis la paroi annulaire radiale 44. La patte annulaire d’accrochage 45 peut être une patte annulaire d’accrochage 45 dite « aval ». Le distributeur 40 peut comprendre une patte annulaire d’accrochage amont (non représentée) s’étendant radialement depuis une portion amont de la plateforme annulaire externe 42 et coopérant avec la pièce annulaire 30.
La pièce annulaire 30 comprend une première paroi 31 qui entoure, ici en partie, le distributeur 40. La première paroi s’étend ici selon une direction comprenant une composante radiale et une composante longitudinale. En particulier, la première paroi est tronconique à section augmentant vers l’aval. La pièce annulaire 30 comprend une bride annulaire radiale 32 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité aval de la première paroi 31 et par laquelle la pièce annulaire 30 est fixée à un carter externe 20 qui entoure la rangée annulaire d’aubes mobiles 50. La pièce annulaire 30 comprend en outre une paroi cylindrique externe 33 et une paroi cylindrique intermédiaire 34 s’étendant chacune longitudinalement vers l’aval depuis la première paroi 31. La paroi cylindrique externe 33 et la paroi cylindrique intermédiaire 34 sont ici de révolution autour de l’axe longitudinal X. La paroi cylindrique externe 33 de la pièce annulaire 30 entoure, ici en partie, la paroi cylindrique intermédiaire 34. La pièce comprend aussi une paroi cylindrique interne 35. La paroi cylindrique interne 35 est ici révolution autour de l’axe longitudinal X. La paroi cylindrique interne 35 est, ici en partie, entourée par la paroi cylindrique intermédiaire 34 de la pièce annulaire 30. Selon le mode de réalisation des figures 3 et 4, la pièce annulaire 30 comprend une paroi annulaire radiale s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la première paroi 31, depuis laquelle la paroi cylindrique interne 35 s’étend longitudinalement vers l’aval. Une portion d’extrémité amont de la patte annulaire d’accrochage 45 du distributeur 40 est serrée radialement entre la paroi cylindrique intermédiaire 34 et la paroi cylindrique interne 35 de la pièce annulaire 30. Un déplacement du distributeur 40 par rapport à la pièce annulaire 30 est ainsi limité dans la direction radiale.
Comme plus particulièrement visible à la , la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 comprend une pluralité d’encoches 46 réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X. Chaque encoche 46 débouche radialement vers l’extérieur au niveau d’une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44. La paroi cylindrique externe 33 comprend en outre des parties en saillie 36, longitudinalement vers l’aval, qui sont chacune engagées dans une encoche 46 respective de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. Un déplacement du distributeur 40 par rapport à la pièce annulaire 30 est ainsi limité dans la direction circonférentielle. Par ailleurs, entre deux encoches 46 circonférentiellement consécutives, la paroi cylindrique externe 33 est en appui dans la direction longitudinale sur une face amont de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
Le carter externe 20 est disposé en aval de la pièce annulaire 30. Le carter externe 20 est de forme annulaire. Le carter externe 20 entoure la rangée annulaire d’aubes mobiles 50. Le carter externe 20 comprend une bride annulaire radiale 21 à laquelle est fixée la pièce annulaire 30. En particulier, la bride annulaire radiale 21 du carter externe 20 et la bride annulaire radiale 32 de la pièce annulaire 30 sont fixées l’une à l’autre. Le carter externe 20 et la pièce annulaire 30 sont ici fixés par boulonnage.
La rangée annulaire d’aubes mobiles 50 est entourée par un anneau 51 porté par le carter externe 20. L’anneau 51 porte, sur sa face radialement interne, un matériau abradable 53 destiné à coopérer à étanchéité avec des léchettes s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité radialement externe chacune des aubes mobiles. L’anneau 51 est fixé, à l’amont, au carter externe 20 au moyen d’une patte annulaire 52 en appui radial contre un rail cylindrique 22 du carter, la patte annulaire 52 et le rail cylindrique 22 étant retenus ensembles par un organe d’accrochage annulaire 23. L’organe d’accrochage annulaire 23 présente ici une section en forme de C. L’organe d’accrochage forme donc une gorge annulaire dans laquelle sont serrés radialement la patte annulaire 52 et le rail cylindrique 22. De manière remarquable, l’organe d’accrochage annulaire 23 est ici longitudinalement en appui sur une portion annulaire intermédiaire de la face aval de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
Il est prévu en outre un circuit de refroidissement. Le circuit de refroidissement comprend d’abord des conduits adaptés pour amener de l’air de refroidissement, appelé aussi « air froid », prélevé en amont, par exemple au niveau d’un compresseur de la turbomachine, jusqu’à des cavités internes des pales du distributeur 40. Les pales du distributeur 40 sont ainsi refroidies.
Le circuit de refroidissement comprend une chambre annulaire interne 61 délimitée radialement par la plateforme annulaire externe 42 à l’intérieur et la pièce annulaire 30 à l’extérieur et en aval par la paroi annulaire radiale 44. En particulier, la chambre annulaire interne est délimitée radialement vers l’extérieur en partie par la première paroi 31 de la pièce annulaire 30. La chambre annulaire interne 61 peut être délimitée longitudinalement à l’amont par une patte d’accrochage amont du distributeur 40. La chambre annulaire interne 61 est alimentée en air froid. Pour ce faire, le circuit de refroidissement peut comprendre des moyens de communication fluidique des cavités internes des pales du distributeur 40 avec la chambre annulaire interne 61 pour amener de l’air froid dans la chambre annulaire interne 61. Les moyens de communication fluidique des cavités internes des pales du distributeur 40 avec la chambre annulaire interne 61 peuvent comprendre une pluralité de trous à travers la plateforme annulaire externe 42, chacun débouchant radialement vers l’intérieur dans une cavité interne de l’une des pales et radialement à l’extérieur dans la chambre annulaire interne 61.
Le circuit de refroidissement comprend une chambre annulaire intermédiaire 62. La chambre annulaire intermédiaire 62 est délimitée radialement entre la paroi cylindrique intermédiaire 34 de la pièce annulaire 30 à l’intérieur et la paroi cylindrique externe 33 de la pièce annulaire 30 à l’extérieur. La chambre annulaire intermédiaire 62 est délimitée longitudinalement entre la première paroi 31 de la pièce annulaire 30 à l’amont et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 à l’aval. La chambre annulaire intermédiaire 62 est donc formée radialement à l’extérieur de la patte annulaire d’accrochage 45. La chambre annulaire intermédiaire 62 est aussi formée longitudinalement en amont de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. La chambre annulaire intermédiaire 62 est aussi alimentée en air froid. Pour ce faire, le circuit de refroidissement comprend des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 qui sont formés dans la patte annulaire d’accrochage 45 du distributeur 40. De l’air froid peut ainsi circuler dans le circuit de refroidissement depuis la chambre annulaire interne 61 vers la chambre annulaire intermédiaire 62.
Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 comprennent une pluralité de trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45. Chacun des trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage s’étend selon une direction contenue dans un plan radial respectif. Cela permet une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire interne 61 et la chambre annulaire intermédiaire 62 par l’intermédiaire du trajet le plus court. Comme visible à la , les trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45 sont régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal. Cela permet une répartition régulière du flux d’air froid circulant entre la chambre annulaire interne 61 et la chambre annulaire intermédiaire 62.
Par ailleurs, chaque trou 65 débouche, radialement à l’intérieur, dans un premier espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique interne 35 de la pièce annulaire 30 et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. De même, chaque trou 65 débouche, radialement à l’extérieur, dans un second espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique intermédiaire 34 de la pièce annulaire 30 et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. Le premier espace annulaire et le second espace annulaire communiquent fluidiquement respectivement avec la chambre annulaire interne 61 et la chambre annulaire intermédiaire 62. De ce fait, chaque trou 65 est formée au travers d’une portion de la patte d’accrochage 45 qui se situe longitudinalement au voisinage de la paroi annulaire radiale 44. Ainsi, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 sont dépourvus de trous 65 à travers la paroi cylindrique intermédiaire 34 et la paroi cylindrique interne 35 de la pièce annulaire 30. Autrement dit, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 tels que décrits ne nécessitent pas une modification structure de la pièce annulaire 30. Aussi, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 tels que décrits ne modifient pas l’agencement pour solidariser le distributeur 40 et la pièce annulaire 30.
Le circuit de refroidissement comprend une chambre annulaire aval 63. La chambre annulaire aval 63 est délimitée radialement entre l’anneau 51 à l’intérieur et l’organe d’accrochage annulaire 23 à l’extérieur. La chambre annulaire aval 63 est délimitée longitudinalement entre la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 à l’amont et la patte annulaire 52 de l’anneau 51 à l’aval. La chambre annulaire aval 63 est également alimentée en air froid. Pour ce faire, le circuit de refroidissement comprend des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63. L’air froid peut ainsi être amené dans la chambre annulaire aval 63 depuis la chambre annulaire intermédiaire 62, permettant un refroidissement de la patte annulaire 52 de l’anneau 51, du rail cylindrique 22 du carter externe 20 et de l’organe d’accrochage annulaire 23.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 3 à 6, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 comprennent des moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 et des moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63.
Les moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 permettent à ce que l’air froid soit directement amené dans la chambre annulaire aval 63 depuis la chambre annulaire intermédiaire 62, améliorant ainsi le refroidissement de la patte annulaire 52 de l’anneau 51, du rail cylindrique 22 du carter externe 20 et de l’organe d’accrochage annulaire 23.
Le circuit de refroidissement comprend également une chambre annulaire externe 64. La chambre annulaire externe 64 est délimitée radialement entre la paroi cylindrique externe 33 de la pièce annulaire 30 à l’intérieur et le carter externe 20 à l’extérieur. La chambre annulaire externe 64 est délimitée longitudinalement entre la première paroi 31 de la pièce annulaire 30 à l’amont et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 à l’aval. En particulier, la chambre annulaire externe 64 est délimitée radialement à l’extérieur, ici en partie, par une extrémité radialement interne de la bride annulaire radiale 21 du carter externe 20.
Avantageusement selon l'invention, suivant les gaz à pomper, le diazote peut continuer à être utilisé en combinaison avec un autre fluide, c'est-à-dire un composé comportant de l’oxygène et/ou un composé comportant du fluor et/ou un combustible. Typiquement, une injection conjointe de diazote et d’air, de diazote et d’eau ou de diazote et de méthane peut être envisagée, chaque fluide de dilution pouvant être injecté selon des flux indépendants ou non et à des endroits identiques ou non sans sortir du cadre de l’invention.
La pompe à vide primaire peut comporter au moins un support d’extrémité couplé avec des éléments de stator pour former au moins un étage de pompage monté entre une entrée d’aspiration et une sortie de refoulement, et deux arbres munis de rotors configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans chaque étage de pompage pour entrainer les gaz pompés dans un sens de circulation allant depuis l’entrée d’aspiration vers la sortie de refoulement.
Avantageusement selon l'invention, le dispositif de dilution peut être configuré pour injecter l’autre fluide de dilution que le diazote dans le support d’extrémité et/ou dans au moins un étage de pompage. L’autre fluide de dilution injecté dans le support d’extrémité ou chaque étage de pompage peut ainsi être, de manière préférée, un combustible et/ou un composé comportant du fluor et/ou un composé comportant de l’oxygène.
Selon une variante préférée, l’autre fluide de dilution est injecté dans au moins le premier étage de pompage communiquant avec l’entrée d’aspiration ce qui permet de commencer au plus tôt la dilution des gaz pompés après l’entrée d’aspiration de la pompe à vide primaire.
Selon une variante particulière, le dispositif de dilution peut être configuré pour injecter du diazote et/ou un combustible dans le dernier étage de pompage communiquant avec la sortie de refoulement afin d’être, par exemple, utilisé comme agent de dilution instantané en cas de problème de sécurité détecté (taux d'oxygène dangereux par exemple pour des produits inflammables) ou pour une fiabilité accrue vis-à-vis de risques de condensation.
L’invention se rapporte également à une installation comportant au moins une chambre de procédé raccordée à une ligne de vide tel que présentée plus haut dans laquelle le dispositif de dilution comporte une unité de contrôle, caractérisée en ce que l’unité de contrôle du dispositif de dilution est reliée à une unité de commande de la chambre de procédé afin de déterminer le type de gaz utilisé dans la chambre de procédé pour adapter le flux et la nature de fluide de dilution aux gaz pompés. Typiquement, l’unité de contrôle peut être configurée pour arrêter le dispositif de dilution quand aucun gaz n’est utilisé dans la chambre de procédé.
On comprend donc que, par l’unité de contrôle selon l'invention, il devient possible d’apporter un pilotage plus efficace de la dilution. Ainsi, il est possible de gérer finement si une dilution est nécessaire en fonction des caractéristiques des gaz pompés et quel type de dilution est nécessaire pour interagir efficacement avec les gaz pompés. On comprend que l’invention permet une uniformisation des pompes de remplacement à stocker chez l’exploitant de l’installation (pompes de secours ou « back-up pump ») et une simplification des opérations d’échange et de redémarrage des pompes à vide primaire en réduisant les risques d’erreurs humaines.
Ainsi, selon un exemple de pilotage, l’unité de contrôle peut être configurée pour arrêter le dispositif de dilution après que l’unité de commande ait arrêté l’arrivée de gaz de procédé dans la chambre de procédé.
Selon un autre exemple de pilotage, l’unité de contrôle peut être configurée pour arrêter le dispositif de dilution, au moins dans les étages de pompage, après que l’unité de commande ait initié une phase de nettoyage de la chambre de procédé afin de nettoyer en même temps au moins les étages de pompage.
L’installation telle que présentée plus haut peut également comporter en outre au moins un dispositif de traitement des gaz refoulés par le dispositif de pompage raccordé en aval de la ligne de vide, l’unité de contrôle du dispositif de dilution étant reliée à une unité de commande du dispositif de traitement des gaz afin de déterminer le type de dispositif de traitement de gaz pour adapter le flux et la nature de fluide de dilution aux gaz pompés et au type de dispositif de traitement des gaz.
On comprend donc que, par l’unité de contrôle selon l'invention, outre un pilotage plus efficace de la dilution, il devient également possible de gérer globalement l’installation de manière intelligente, c'est-à-dire aussi bien par rapport au type de gaz présent en amont qu’au type de traitement en aval de la ligne de vide. Ainsi, il est possible de gérer finement si une dilution est nécessaire en fonction des caractéristiques des gaz pompés et du type de dispositif de traitement de gaz et quel type de dilution est nécessaire pour interagir efficacement avec les gaz pompés et le dispositif de traitement de gaz. Il en résulte notamment une optimisation des dépenses énergétiques et, plus généralement, de l’impact environnemental de l’installation. On comprend ici aussi que l’invention permet une uniformisation des pompes de remplacement à stocker chez l’exploitant de l’installation et une simplification des opérations d’échange et de redémarrage des pompes à vide primaire en réduisant les risques d’erreurs humaines.
la est une vue schématique d’un exemple d’installation selon l'invention ;
la est une vus schématique partielle d’un dispositif de pompage selon l'invention ;
la est un diagramme expliquant l’effet de dilution souhaité par l’invention pour éviter les phénomènes de condensation solide de gaz pompés.
Description détaillée Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, éventuellement additionnés d’un indice. La description de leur structure et de leur fonction n’est donc pas systématiquement reprise.
Une deuxième extrémité 55 du premier levier 50 est reliée au deuxième plateau 20 en un premier point de liaison 56, pour décrire une deuxième trajectoire 57 circulaire du premier point de liaison 56 autour du premier axe Oy selon un deuxième diamètre D2. Le levier 50 présente donc un premier bras de levier 58 de première longueur L58 qui sépare le premier point de pivot 53 du premier point d’articulation 51.1. Le levier 50 présente également un premier bras d’actionnement 59 de deuxième longueur L59 qui sépare le premier point de pivot 53 du premier point de liaison 56. L’introduction d’un décalage angulaire entre le premier plateau 10 et le deuxième plateau 20 permet de modifier la position de la première molette 52 de manière à ce que la première molette 52 suive une troisième trajectoire de sertissage, ici une trajectoire d’enroulement 95, le long du joint 93 de la boite 92.
Le procédé selon l’invention va maintenant être décrit en référence aux figures 1 à 5,