INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
-une poudre comprenant un oxyde de bore ou un précurseur d’oxyde de bore dont la teneur massique en élément Bore (B), exprimée en B 2 O 3, est d’au moins 30% ;
-une poudre métallique d’un élément réducteur R choisi parmi Al, Si, Ti, Zr, Hf, Y, Sc, et les lanthanides, leur mélange ou leur alliage, dont la teneur massique en éléments autres que Al, Si, Ti, Zr, Hf, Y, Sc, et les lanthanides est inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,5%, par exemple une poudre de l’élément aluminium (Al) et/ou de l’élément silicium (Si), et
-une poudre d’oxyde d’élément alcalin A, dont la teneur massique en A 2 O est d’au moins 70%, de préférence au moins 80%, de préférence d’au moins 90%, de préférence au moins 95%, de préférence au moins 98%, de manière plus préférée une poudre d’oxyde de sodium (Na 2 O) de pureté supérieure d’au moins 99%,
Il est réalisé dans les conditions standards pour l’homme de l’art. Cette étape de préparation du mélange à sec permet un contact intime des particules. Selon un mode possible, elle est réalisée dans un mélangeur à boulets en caoutchouc ou dans un mélangeur de type tumbler ou d’autres dispositifs connus de l’homme du métier. Un co-broyage préalable peut être effectué pour ajuster la granulométrie des matières premières de départ si nécessaire.
Si nécessaire les certaines matières premières telles que les borates ou la poudre d’oxyde d’élément alcalin peuvent être séchées voire calcinées afin de réduire leur teneur en H2O ou en hydroxyles OH. Dans le cas de matières de départ telles que le borax naturel de formule Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O (exprimée également sous la forme Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 ·8H₂O), la tincalconite de formule Na 2 B 4 O 7 .5H 2 O (exprimée également sous la forme Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 .3H 2 O) la kernite de formule Na 2 B 4 O 7 .4H 2 O (exprimée également sous la forme Na 2 B 4 O 6 (OH) 2 ·3H 2 O), l’ulexite de formule NaCaB 5 O 9 .8H 2 O (exprimée également sous la forme NaCaB 5 O 6 (OH) 6 ·5 H 2 O), la probertite NaCaB 5 O 9 .5H 2 O (exprimée également sous la forme NaCaB 5 O 7 (OH) 4 .3H 2 O), ce traitement permet de réduire la présence d’hydrogène présent sous forme d’eau H 2 O adsorbée à la surface de la poudre ou d’hydroxyles OH. Il permet d’améliorer le taux de conversion en diborure d’élément M ce qui se traduit également par une poudre brute de MB 2 présentant après synthèse une teneur très faible en métal de réducteur d’élément R.
] sont des vues schématiques en perspective éclatée ( ) et non éclatée ( ) d’un appui-tête selon une deuxième réalisation.
Selon les réalisations représentées, la structure comprend :
Selon les réalisations représentées, la cavité 18 débouche vers l’extérieur, de manière à éviter des variations de pression à l’intérieur de ladite cavité lors de la mise en vibration de la plaque 6 par le transducteur 7 qui lui est associé.
La représente un autre mode de réalisation d'un support 64 de puce électronique.
Le support 64 diffère du support 10 de la en ce que la base 12 comprend des vias 66. Les vias 66 sont situés en regard de la cavité 16. Les vias 66 traversent la base 66. Autrement dit, les vias 66 s'étendent de la face inférieure de la base 12 à la partie centrale de la face supérieure de la base 12. Une extrémité de chaque via affleure la partie centrale de la face supérieure de la base 12, c’est-à-dire le fond de la cavité 16. Une autre extrémité de chaque via 66 affleure la face inférieure de la base 12.
De préférence, une puce, non représentée, est destinée à être placée dans la cavité 16, en contact, par sa face inférieure, avec les vias 66. De préférence, tous les vias 66 sont en contact avec la puce. Les vias 66 sont par exemple utilisés pour dissiper la chaleur de la puce. Les vias sont alors par exemple plus larges que les vias 20 pour permettre une meilleure dissipation de la chaleur.
A titre de variante, au moins certains des vias 66 peuvent être utilisé pour connecter électriquement la puce située dans la cavité 16 à des circuits externes.
La représente un autre mode de réalisation d'un support 66 de puce électronique.
Le support 66 diffère du support 10 de la en ce que la cavité 16 est remplie d'un bloc 68, par exemple un bloc de résine, de préférence une résine différente de la résine formant la base. Par exemple, la résine du bloc 68 est une résine ayant une permittivité plus adaptée à la propagation des ondes radiofréquences que la résine formant la base. La base comprend par exemple une antenne ou un autre circuit d'émission et/ou de réception.
Dans l'exemple de la , le mur 14 a de préférence une hauteur supérieure ou égale à la hauteur de la résine située dans la cavité.
Le support 66 de la peut par exemple servir de support à des puces 70 et 72. La puce 70 est par exemple placée sur la résine 68. La puce 70 est par exemple fixée sur la résine par une couche de fixation. La puce 72 est par exemple située sur, et en contact avec, les pistes 22.
Le procédé de fabrication du support 66 comprend par exemple les étapes décrites en relation avec les figures 4A à 4D ou 5A à 5C. Le procédé comprend, après le retrait des blocs 46 et 50, la formation du bloc 68, c’est-à-dire le dépôt d'une couche de résine suffisamment épaisse pour remplir la cavité. La couche de résine est ensuite amincie de manière à retirer les portions situées en dehors de la cavité. Dans le cas du procédé des figures 5A à 5C, la formation du bloc 68 est de préférence effectué avant le retrait de la plaque 44.
La représente un autre mode de réalisation d'un support 74 de puce électronique.
Le support 74 diffère du support 66 de la en ce que le support 74 comprend un niveau N5. Le niveau N5 est situé sur le niveau N1. Le niveau N5 recouvre de préférence entièrement le niveau N1 et recouvre en particulier le bloc 68. Le bloc 68 est ainsi entièrement enterré dans les niveaux N1 à N5. Le niveau N5 est en la même résine que les niveaux N1 à N4. Le niveau N5 comprend par exemple des pistes 20 et des vias 22, comme les niveaux N1 à N4.
Le support 74 de la peut par exemple servir de support aux puces 70 et 72. La puce 70 est par exemple placée sur le niveau N5, par exemple en regard de la résine 68. La puce 70 est par exemple fixée sur le niveau N5 par une couche de fixation. La puce 72 est par exemple située sur, et en contact avec, les pistes 22.
Un avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent un meilleur contrôle des dimensions de la cavité.
Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent la fabrication de supports ayant une cavité de grandes dimensions.
Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent d'obtenir un support noir, opaque aux longueurs d'onde de fonctionnement.
Un autre avantage des modes de réalisation décrits est qu'ils permettent d'obtenir un support plus solide, ne risquant pas de se délaminer.
Ces métaux et alliages permettent de réaliser des échangeurs hautement efficaces.
De manière avantageuse, l’échangeur de chaleur comprend une pluralité de passages assurant le cheminement à travers l’échangeur d’un premier fluide, intercalés entre une pluralité de passages assurant le cheminement à travers l’échangeur d’un second fluide.
Ce mode de réalisation permet de multiplier les circuits d’échanges thermiques sans pour autant nécessiter une augmentation du volume de l’échangeur. L’échangeur monobloc permet de prévoir un grand nombre de circuits d’échange, difficilement réalisables à l’aide de serpentins classiques.
Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 10, présentées uniquement à des fins d’exemples non limitatifs, et dans lesquelles:
Fig.1 la est une représentation schématique illustrant un exemple de cheminement de passages fluidiques avec deux fluides et un passage par fluide, la figure illustrant des portions creuses dans un corps unitaire solide non montré sur cette représentation schématique;
Fig.2 la est une représentation schématique illustrant un exemple de cheminement de passages fluidiques avec deux fluides et un passage pour le premier fluide entouré par deux passages pour le second fluide ;
Fig.3 la est une représentation schématique illustrant un exemple de cheminement de passages fluidiques avec trois passages pour le premier fluide et trois passages pour le second fluide, agencés en alternance ;
Fig.4 la est une représentation schématique illustrant l’exemple de cheminement de passages fluidiques de la avec une représentation de chambres de connections agencées aux extrémités des passages ;
Fig.5 la illustre un exemple d’échangeur monocorps montré en coupe longitudinale, dans lequel des passages en forme d’hélicoïde sont agencés ;
Fig.6 la illustre une variante de réalisation de l’échangeur de chaleur de la avec double étage d’enroulement ;
Fig.7 la illustre l’échangeur de la en vue de dessus;
Fig.8 la est une représentation schématique illustrant le cheminement des passages fluidiques de l’exemple d’échangeur de chaleur de la ;
Fig.9 la est une représentation schématique d’un exemple d’intégration d’un échangeur de chaleur pour une application avec un moteur thermique ;
Fig.10 la est une représentation schématique d’un exemple d’intégration d’un échangeur de chaleur pour une application avec un moteur à cycle de Stirling.
Par « fluide » on entend une substance (pure ou mélange) permettant de transporter de l’énergie thermique dans une canalisation prévue à cet effet. Un fluide peut être à l’état liquide, ou gazeux. On utilise classiquement des fluides tels que l’eau, l’air, l’hélium, l’azote, l’hydrogène, etc.
Un câble supraconducteur est classiquement constitué d’au moins un cœur de câble supraconducteur entouré par une couche d’isolation électrique, elle-même entourée d’un écran, le tout étant enfermé dans une enveloppe cryogénique. L’enveloppe cryogénique comporte par exemple deux enveloppes concentriques isolées thermiquement entre elles par du vide. Un fluide cryogénique, tel que de l’hélium ou de l’azote, sous forme liquide ou gazeuse, contenu à l’intérieur de l’enveloppe cryogénique, refroidit le fil supraconducteur central jusqu’à atteindre une température inférieure à la température dite critique pour laquelle ce fil passe dans un état de supraconductivité.
Il est connu d’utiliser des circuits câblés composés soit d’un unique câble supraconducteur de grande longueur, soit d’une pluralité de câbles supraconducteurs connectés les uns aux autres en série, de manière à réaliser un transport de courant de forte intensité sur une longue distance. Pour ce type de circuit, si le fluide cryogénique est injecté sous pression et à une température inférieure à la température critique à un point d’injection situé à une extrémité du circuit, il n’est pas garanti d’une part, que la pression reste suffisante pour permettre la circulation du fluide cryogénique sur toute la longueur du circuit, et d’autre part, que le fluide cryogénique ne s’échauffe pas pour atteindre une température supérieure à la température critique au fur et à mesure que l’on s’éloigne dans le circuit du point d’injection du fluide.
La solution technique la plus simple consiste à augmenter la section transversale du flux de fluide cryogénique tout au long du câble, à augmenter considérablement la pression initiale et à réduire la température minimale du fluide cryogénique lorsqu'il est injecté dans le système. Cela a cependant un impact énorme sur les spécifications et donc les coûts associés au système de refroidissement. De plus, il existe une limite technique si le circuit est très long : même avec un système de refroidissement utilisant la pression la plus élevée techniquement réalisable, avec une entrée à la température la plus basse possible avant la congélation du cryogène et avec la section la plus élevée possible de l’enveloppe cryogénique contenant le cryogène, la longueur maximale possible pour une conception de câble donnée sera limitée en raison de la physique.
Une autre solution consiste à diviser le circuit câblé supraconducteur en plusieurs sous-circuits : après une longueur de câble raisonnable donnée pour le système de refroidissement, le câble est arrêté avec une terminaison et un nouveau sous-circuit démarre avec une nouvelle terminaison et un nouveau système de refroidissement. Cette solution implique également une augmentation considérable des coûts sur des longueurs plurikilométriques, car elle nécessite une sorte de sous-station intermédiaire pour chaque "arrêt" du câble supraconducteur (travaux de génie civil supplémentaires, plusieurs terminaisons supplémentaires pour chaque "arrêt" du câble, courte liaison résistive entre chaque sous-système...).
La présente invention a pour but de proposer des solutions pour circuits câblés supraconducteurs particulièrement adaptées pour une meilleure gestion des fluides cryogéniques, même en cas de longueurs importantes des circuits.
Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un circuit électrique câblé supraconducteur comportant : une première portion de longueur de câble supraconducteur et une deuxième portion de longueur de câble supraconducteur, chacune des première et deuxième portions de longueur de câble supraconducteur comprenant un cœur de câble supraconducteur, une couche d’isolation électrique entourant le cœur de câble supraconducteur, un écran entourant la couche d’isolation électrique et une enveloppe cryogénique entourant l’écran pour permettre la circulation d’un fluide cryogénique dans un espace annulaire délimité par l’écran et l’enveloppe cryogénique; et au moins un premier arrangement comprenant un boîtier cryostat de jonction connectant électriquement en série la première portion et la deuxième portion, un canal d’entrée/sortie pour fluide cryogénique, un module de dérivation comprenant au moins une dérivation d’entrée/sortie de l’écoulement d’un fluide cryogénique dans la deuxième portion de longueur de câble supraconducteur; et un dispositif de blocage de passage de fluide cryogénique interposé entre ledit canal d’entrée/de sortie et ladite dérivation d’entrée/sortie, le dispositif de blocage étant disposé autour et en contact de l’écran de la deuxième portion de longueur de câble supraconducteur.
Dans un mode de réalisation possible, ledit boîtier cryostat de jonction comprend : deux ouvertures d’accès au travers de chacune desquelles une extrémité de la première, respectivement de la deuxième, portion de longueur de câble supraconducteur peut s’étendre, chaque ouverture étant configurée pour permettre la fixation étanche d’une extrémité de l’enveloppe cryogénique de la portion correspondante de longueur de câble supraconducteur ; et un connecteur connectant électriquement les extrémités des deux cœurs de câble supraconducteur.
Dans un mode de réalisation possible, le dispositif de blocage dudit arrangement est disposé à l’intérieur du boîtier cryostat de jonction, en regard de l’ouverture d’accès traversée par la deuxième portion de longueur de câble et contre cette ouverture d’accès de manière à l’obturer, ledit boîtier cryostat de jonction portant en outre ledit canal d’entrée /sortie de fluide cryogénique.
En variante, le module de dérivation porte ledit canal d’entrée/sortie dudit arrangement, et le dispositif de blocage est disposé à l’intérieur du module de dérivation, entre ledit canal d’entrée/sortie et ladite dérivation d’entrée/sortie.
Le circuit peut comporter au moins un système de refroidissement relié au canal d’entrée /sortie et/ou à la dérivation d’entrée/sortie, de façon à recevoir un fluide cryogénique circulant à l’intérieur de l’une des portions de câble.
Dans un mode de réalisation possible, l’extrémité de la première, respectivement deuxième, portion de longueur de câble supraconducteur opposée à celle s’étendant dans le boîtier cryostat de jonction du premier arrangement est connectée à une première, respectivement deuxième, terminaison reliée électriquement à un réseau électrique, ledit au moins un système de refroidissement étant relié à la première terminaison via une première ligne de transfert cryogénique et audit premier arrangement via le canal d’entrée /sortie pour former une boucle fermée de circulation d’un premier fluide cryogénique, ledit au moins un système de refroidissement étant configuré pour refroidir et mettre sous pression le premier fluide cryogénique circulant dans la première portion de longueur de câble supraconducteur et reçu via le canal d’entrée/sortie et pour le réinjecter dans la première portion de longueur de câble supraconducteur via la première ligne de transfert cryogénique.
Le circuit peut alors en outre comporter un système de refroidissement additionnel relié à la deuxième terminaison via une deuxième ligne de transfert cryogénique et audit premier arrangement via la dérivation d’entrée /sortie pour former une boucle fermée de circulation d’un deuxième fluide cryogénique, ledit système de refroidissement additionnel étant configuré pour refroidir et mettre sous pression le deuxième fluide cryogénique circulant dans la deuxième portion de longueur de câble supraconducteur et reçu via la dérivation d’entrée/sortie et pour le réinjecter dans la deuxième portion de longueur de câble supraconducteur via la deuxième ligne de transfert cryogénique.
Dans un autre mode de réalisation possible, le système de refroidissement est relié directement au canal d’entrée /sortie et à la dérivation d’entrée/sortie dudit premier arrangement, ledit système de refroidissement étant configuré pour refroidir et mettre sous pression le fluide cryogénique circulant dans la première portion de longueur de câble supraconducteur et reçu via le canal d’entrée/sortie et pour le réinjecter dans la deuxième portion de longueur de câble supraconducteur via la dérivation d’entrée/sortie.
L’extrémité de la première, respectivement deuxième, portion de longueur de câble supraconducteur opposée à celle s’étendant dans le boîtier cryostat de jonction dudit premier arrangement peut en outre être connectée à une première, respectivement deuxième, terminaison reliée électriquement à un réseau électrique.
Le circuit peut alors comporter un système de refroidissement additionnel relié à la première terminaison via une première ligne de transfert cryogénique et à la deuxième terminaison via une deuxième ligne de transfert cryogénique pour former une boucle fermée de circulation du fluide cryogénique, ledit système de refroidissement additionnel étant configuré pour refroidir et mettre sous pression le fluide cryogénique circulant dans la deuxième portion de longueur de câble supraconducteur et reçu via la deuxième ligne de transfert cryogénique et pour le réinjecter dans la première portion de longueur de câble supraconducteur via la première ligne de transfert cryogénique.
Dans un autre mode de réalisation possible, le circuit comprend : une troisième portion de longueur de câble supraconducteur comprenant un cœur de câble supraconducteur, une couche d’isolation électrique entourant le cœur de câble supraconducteur, un écran entourant la couche d’isolation électrique et une enveloppe cryogénique entourant l’écran pour permettre la circulation d’un fluide cryogénique dans un espace annulaire délimité par l’écran et l’enveloppe cryogénique ; et un deuxième arrangement comprenant un boîtier cryostat de jonction connectant électriquement en série la troisième portion et l’extrémité de la première portion opposée à celle s’étendant dans le boîtier cryostat de jonction du premier arrangement, un canal d’entrée/sortie pour fluide cryogénique, un module de dérivation comprenant au moins une dérivation d’entrée/sortie de l’écoulement d’au moins un fluide cryogénique dans la première portion de longueur de câble supraconducteur; et un dispositif de blocage de passage de fluide cryogénique interposé entre ledit canal d’entrée/ sortie du deuxième arrangement et ladite dérivation d’entrée/sortie du deuxième arrangement, le dispositif de blocage étant disposé autour et en contact de l’écran de la première portion de longueur de câble supraconducteur, dans lequel le système de refroidissement est relié directement au canal d’entrée /sortie du premier arrangement et à la dérivation d’entrée/sortie du deuxième arrangement pour former une boucle fermée de circulation d’un premier fluide cryogénique, ledit système de refroidissement étant configuré pour refroidir et mettre sous pression le premier fluide cryogénique circulant dans la première portion de longueur de câble supraconducteur et reçu via le canal d’entrée/sortie du premier arrangement et pour le réinjecter dans la première portion de longueur de câble supraconducteur via la dérivation d’entrée/sortie du deuxième arrangement.
Par ailleurs, la garniture d’isolation n’est pas exposée aux chocs compte tenu de sa disposition radiale entre la deuxième bague du palier et la douille. En outre, si la garniture d’isolation est réalisée en matériau synthétique ou en matériau élastomère, elle permet de rendre le dispositif peu sensible aux variations de températures.
Par ailleurs, compte tenu du surmoulage de la garniture d’isolation, la fixation de celle-ci sur la deuxième bague et sur la douille est réalisée sans élément additionnel ou usinage particulier sur la deuxième bague du palier pour le montage de la garniture d’isolation. Il est donc possible d’utiliser un palier pourvu de première et deuxième bagues standards. Ceci diminue le coût du dispositif.
En outre, la configuration de la ladite surface de la douille accroît encore la solidarisation avec la garniture d’isolation par complémentarité de forme. Le risque de déplacements relatifs entre la garniture d’isolation et la douille dans le sens circonférentiel est particulièrement limité notamment lors de variations de températures.
Selon une première conception, ladite surface de la douille est pourvue d’au moins un évidement à l’intérieur duquel s’étend une protubérance d’accrochage de la garniture d’isolation de forme complémentaire audit évidement.
La ou les protubérances d’accrochage sont formées à l’intérieur du ou des évidements de ladite surface de la douille lors du surmoulage.
Ledit évidement peut se présenter sous la forme d’une encoche.
En variante, ledit évidement peut se présenter sous la forme d’une rainure. Dans ce cas, ladite rainure peut s’étendre axialement. Alternativement, ladite rainure peut s’étendre de façon hélicoïdale.
Ladite rainure ou ladite encoche peut s’étendre à partir d’une des faces frontales de la douille en direction de l’autre face frontale. Ladite rainure ou ladite encoche peut déboucher sur ladite autre face ou rester axialement à distance de celle-ci. Alternativement, ladite rainure ou ladite encoche peut rester à distance des deux faces frontales de la douille. Autrement dit, ladite rainure ou ladite encoche ne débouche pas dans ce cas sur les faces frontales de la douille.
Le ou les évidements de ladite surface de la douille sont formés dans l’épaisseur radiale de la douille. Ce ou ces évidements sont de préférence borgnes. Alternativement, il reste cependant possible de prévoir un ou des évidements traversants.
Selon une deuxième conception, ladite surface de la douille est pourvue d’au moins une protubérance s’étendant en saillie à l’intérieur d’une encoche de la garniture d’isolation de forme complémentaire à ladite protubérance. La deuxième conception peut être prévue en remplacement de la première conception ou en combinaison avec la première conception.
Selon une troisième conception, ladite surface de la douille est de forme cylindrique dont l’axe est décalé radialement par rapport à l’axe de l’autre surface de la douille de forme cylindrique. La troisième conception peut être prévue en remplacement de la première ou de la deuxième conception, ou en combinaison avec la première conception et/ou avec la deuxième conception.
Dans un mode de réalisation, ladite garniture d’isolation recouvre la totalité de ladite surface de la douille. Dans ce cas, ladite garniture d’isolation recouvre entièrement ladite surface de la douille dans le sens axial et dans le sens circonférentiel.
La deuxième bague du palier comprend deux faces frontales opposées délimitant axialement les surfaces extérieure et intérieure. Dans un mode de réalisation, ladite garniture d’isolation peut être surmoulée au moins en partie sur une desdites faces frontales.