INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le système de refroidissement selon l’invention comprend un premier volume de refroidissement 201 du liquide de lubrification d’un échangeur 213 thermique et un premier circuit de refroidissement 230 d’un fluide caloporteur diphasique par une boucle fluide diphasique à pompage thermo-capillaire. Le liquide de lubrification circule dans un circuit fermé 120 du liquide de lubrification et perd dans l’échangeur 213 des calories qui sont récupérées par un fluide caloporteur diphasique pour refroidir le liquide de lubrification.
Le fait d’utiliser une boucle de fluide diphasique au lieu d’une boucle de fluide monophasique (où dans cette dernière le fluide reste à l’état liquide) permet d’utiliser des fluides de travail moins denses, ce qui a pour effet de diminuer également la masse du système. En effet, dans une boucle monophasique, on est restreint par certains types de fluides qui ne subissent pas de changement de phase sur toute la gamme pression/température correspondante aux différentes phases de vol. Les fluides qui répondent à ce critère sont généralement denses.
Sur la , on peut voir schématiquement le circuit fermé 120 d’un ensemble propulsif comprenant la turbomachine pour lubrifier cette turbomachine. Le circuit fermé 120 comprend un moteur 1 dans lequel circule le liquide de lubrification de la turbomachine, l’échangeur 213 et une pompe 12. Le circuit fermé 120 du liquide de lubrification comprend donc le premier volume de refroidissement 201 du liquide de lubrification dans l’échangeur 213, un volume du moteur 1 relié à une entrée et sortie du premier volume de refroidissement du liquide de lubrification dans l’échangeur 213 et la pompe 12 qui est montée entre le volume du moteur 1 et le premier volume de refroidissement 201 du liquide de lubrification dans l’échangeur 213, permettant de faire circuler le liquide de lubrification dans le circuit fermé 120. La pompe 12 est ici représentée entre la sortie du volume du moteur 1 et l’entrée du premier volume 201 de l’échangeur 213 car dans cet exemple le premier volume 201 de l’échangeur 213 peut être situé plus haut dans l’ensemble propulsif monté sur l’aéronef que le volume du moteur 1 mais pourrait être aussi monté entre la sortie du premier volume de refroidissement 201 de l’échangeur 213 et l’entrée du volume du moteur 1 dans cas inverse, où c’est le volume du moteur 1 qui est situé plus haut dans l’ensemble propulsif monté sur l’aéronef que le premier volume de refroidissement 201 de l’échangeur 213. Le moteur 1 peut comprendre un réservoir du liquide de lubrification du moteur 1 reliée à la pompe 12 et un ou plusieurs gicleurs ou du liquide de lubrification sur des pièces mécanique du moteur.
Par haut ou bas dans la demande, on fait référence au sens de la gravité pour un ensemble propulsif d’un aéronef tel que le train d’atterrissage déployé est plus bas que l’ensemble propulsif de l’aéronef.
Le premier circuit de refroidissement 230 du fluide caloporteur diphasique comprend un premier condenseur 3 et un premier évaporateur capillaire 2 de l’échangeur 213 comprenant une mèche poreuse capillaire 200.
L’évaporateur capillaire 2 permet de générer la pression motrice responsable de la mise en mouvement du fluide caloporteur diphasique dans l’ensemble de la boucle. La chaleur à dissiper du liquide de lubrification (l’huile moteur par exemple) est transféré vers le fluide caloporteur au sein de cet évaporateur capillaire 2. L’évaporateur capillaire 2 comprend un premier volume 203 comprenant une entrée liquide du fluide caloporteur et un deuxième volume 223 comprenant une sortie vapeur du fluide caloporteur, la mèche poreuse 200 est l’élément qui sépare le deuxième volume 223 (le fluide caloporteur diphasique à l’état vapeur) du premier volume 203 (le fluide caloporteur diphasique à l’état liquide). La mèche poreuse 200 contient des pores qui en fractionnant l’interface vapeur-liquide, produisent un saut de pression capillaire correspondant à l'écart entre les pressions des phases liquide et vapeur. La surpression de la vapeur au-dessus de la surface de vaporisation impose la migration de cette vapeur vers le condenseur, provoquant la mise en mouvement du fluide caloporteur dans la boucle dès lors que le saut de pression capillaire compense la somme des pertes de charge subies par le fluide dans l'ensemble de la boucle. L’échangeur 213 peut être intégré selon un premier mode de réalisation du système de refroidissement directement dans un compartiment central 5 délimité par un carter du moteur 1 de la turbomachine comme expliqué dans les exemples du premier mode de réalisation décrit dans la suite en référence aux figures 3 à 5. L’échangeur 213 selon un deuxième mode de réalisation du système de refroidissement peut être localisé au sein d’une nacelle 4 de l’ensemble propulsif en partie « basse » comme expliqué dans la suite dans les exemples du deuxième mode de réalisation en référence aux figures 6 à 8.
Dans la suite, les caractéristiques identiques sont désignées par les mêmes références et les caractéristiques différentes du deuxième mode de réalisation de celles du premier mode de réalisation sont désignées par le même numéro complété à la fin du même numéro par un guillemet «’».
Dans cette figure, l’évaporateur 2 est représenté selon un schéma de principe en comprenant une mèche poreuse formant une paroi rectiligne séparant les deux volumes formant des chambres mais la mèche poreuse 200 peut par exemple être creuse et séparer le premier volume 203 en entourant le deuxième volume 223. Par exemple, la mèche poreuse 200 peut être un cylindre creux.
Sur les figures 3 à 5 l’évaporateur capillaire 2 selon le premier mode de réalisation permet de réduire la quantité du liquide de lubrification du circuit fermé 120 et augmenter celle du fluide caloporteur. Cela a pour avantage de réduire la masse totale (une partie du fluide caloporteur est sous forme de vapeur).
Le système de refroidissement peut comprendre deux circuits de refroidissement 230 1 , 230 2 , 230 1’ , 230 2’ comme représentés dans les exemples des figures 3 et 7 respectivement du premier et deuxième mode de réalisation comprenant donc chacun un évaporateur capillaire 2’ 1, 2’ 2, 2’ 1’, 2’ 2’ . Les références des caractéristiques du premier circuit de refroidissement, 230 1 , 230 1’ , sont complétées par un indice «1 » et les références des caractéristiques du deuxième circuits de refroidissement 230 2, 230 2’ sont complétées par un indice «2 ».
Le premier circuit de refroidissement 230 peut comprendre deux condenseurs 3 comme dans les différents exemples représentés dans chacune des figures 3 à 8 du premier et deuxième mode de réalisation.
La représente un exemple d’un condenseur 3 dans une nacelle 4. Le condenseur 3 comprend une entrée vapeur du fluide caloporteur à l’état vapeur, c’est-à-dire une entrée par laquelle le fluide caloporteur arrive en phase vapeur dans le condenseur, reliée à un premier conduit vapeur 31, c’est-à-dire un conduit dans lequel le fluide caloporteur circule en phase vapeur. Le condenseur 3 comprend en outre des canaux 32 s’étendant le long d’une première surface externe de la nacelle 4 de la turbomachine pour leur refroidissement. Les canaux sont connectés en parallèles. Les canaux 32 sont superposés dans la nacelle 4 pour former une grille qui suit la courbure de la première surface externe de la nacelle, permettant ainsi de refroidir le fluide à l’état vapeur circulant dans le condenseur 3 et le faire passer ainsi à l’état liquide avant sa sortie du condenseur.
Le condenseur 3 comprend donc une sortie liquide du fluide caloporteur, c’est-à-dire une sortie par laquelle le fluide caloporteur sort en phase liquide du condenseur, reliée à un premier conduit liquide 33, c’est-à-dire un conduit dans lequel le fluide caloporteur circule en phase liquide.
Le premier circuit de refroidissement 230 comprend donc le conduit liquide 33 reliée à la sortie liquide du condenseur 3 et à l’entrée liquide du premier volume 203 de l’évaporateur capillaire 2 pour lui transférer le fluide caloporteur à l’état liquide refroidi dans le condenseur 3. Le conduit vapeur 31 est reliée à la sortie vapeur du deuxième volume 223 de l’évaporateur capillaire 2 et à l’entrée vapeur du condenseur 3 pour lui transférer le fluide caloporteur à l’état vapeur réchauffé dans l’évaporateur capillaire 2.
Il va maintenant être décrit le premier exemple du premier mode de réalisation représenté en .
Capteur piézoélectrique Détermination des caractéristiques du carburant lors du ravitaillement en utilisant un capteur piézoélectrique :
En référence à la , un exemple d’un système de détermination de caractéristiques de carburant 114 est illustré, situé à bord d’aéronef 1. Le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 dans cet exemple est agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant F chargé sur l’aéronef 1, ces caractéristiques étant l’une de celles décrites ou revendiquées ici.
D’autres détails du système de détermination de caractéristiques de carburant 114 sont illustrés sur la . Le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 comprend généralement un capteur 115, qui comprend un cristal piézoélectrique 116. Le cristal piézoélectrique 116 est agencé de sorte qu’il soit exposé au carburant F, qui s’écoule à travers le capteur 115. Dans le présent exemple, le carburant chargé sur l’aéronef 1 passe à travers le capteur 115 de sorte que le cristal piézoélectrique 116 soit exposé au carburant. Le capteur 115 comprend une entrée de carburant 115a et une sortie de carburant 115b, et un conduit de carburant 115c agencé en communication fluidique entre eux. Dans le présent exemple, le capteur 115 est situé à bord de l’aéronef 1 et est agencé pour recevoir le carburant F s’écoulant à travers la conduite de transmission de carburant 63, c’est-à-dire le carburant s’écoulant de l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 vers les réservoirs de carburant 53, 55. Dans le présent exemple, le capteur 115 est agencé de sorte que tout le carburant s’écoulant à travers la conduite de transmission 63 soit introduit dans l’entrée de capteur 115a, s’écoule à travers le conduit de carburant 115c et sorte via la sortie de carburant 115b pour continuer vers les réservoirs de carburant (c’est-à-dire le capteur est relié en série entre l’orifice de raccordement de conduite de carburant 62 et les réservoirs de carburant). Dans d’autres exemples, le capteur 115 peut être relié en parallèle de sorte que seule une partie du carburant soit redirigée depuis la conduite de transmission 63, s’écoule à travers le capteur, puis soit renvoyée vers la conduite de transmission de carburant 63 ou vers les réservoirs de carburant.
Le capteur 115 est agencé pour mesurer un paramètre de vibration du cristal piézoélectrique 116. Le paramètre de vibration peut être un mode vibratoire du cristal piézoélectrique tel qu’une fréquence de résonance à laquelle le cristal oscille. Dans le présent exemple, le capteur comprend un module de mesure de fréquence de résonance 116a agencé pour mesurer une fréquence de résonance du cristal en appliquant une tension à une électrode à proximité ou sur le cristal 116. Cela provoque la distorsion du cristal 116 dans un champ électrique créé par la tension. Une fois le champ supprimé, le cristal piézoélectrique 116 génère un champ électrique lorsqu’il revient à sa forme précédente, générant une tension. Il en résulte que le cristal se comporte comme un circuit RLC, composé d’une inductance, d’un condensateur et d’une résistance avec une fréquence de résonance correspondante comme cela serait connu dans l’art.
Les inventeurs ont déterminé que la fréquence de résonance du cristal 116 varie selon des dépôts formés à sa surface par le carburant auquel il est exposé. En mesurant la fréquence de résonance ou un autre paramètre de vibration (ou son changement dans le temps), la quantité de dépôt de surface sur la surface de cristal peut être déterminée. Dans le présent exemple, le système de détermination de caractéristiques de carburant 114 comprend en outre un module de détermination de caractéristiques de carburant 117 agencé pour déterminer une ou plusieurs caractéristiques de carburant du carburant sur la base du paramètre de vibration. Le module de détermination de caractéristiques de carburant 117 reçoit le paramètre de vibration du capteur 115 de sorte qu’une ou plusieurs caractéristiques de carburant puissent être calculées.
Dans certains exemples, les dépôts de surface peuvent être éliminés entre différentes utilisations du système de détermination de caractéristiques de carburant, par exemple, en exposant le cristal à un type de carburant différent qui élimine tout dépôt de la surface du cristal. Dans d’autres exemples, le capteur peut comprendre des moyens pour nettoyer la surface du cristal piézoélectrique, ou des moyens pour permettre le remplacement du cristal, entre les utilisations (par exemple entre les vols de l’aéronef). Cela peut permettre de déterminer les caractéristiques du carburant pour chaque utilisation de l’aéronef. Dans encore d’autres exemples, les dépôts de surface peuvent ne pas être éliminés entre les utilisations, auquel cas le capteur 115 est agencé pour déterminer un changement maximal du paramètre vibratoire depuis que le cristal piézoélectrique a été nettoyé, réinitialisé ou remplacé pour la dernière fois. Cela peut permettre de déterminer une accumulation de dépôts de surface sur plusieurs utilisations de l’aéronef (par exemple, plusieurs vols).
Par exemple, une caractéristique de carburant déterminée sur la base du paramètre vibratoire peut comprendre une teneur en oxygène du carburant, une stabilité thermique du carburant et/ou un niveau de cokéfaction du carburant. La quantité de dépôt de surface formée et détectée sur le cristal piézoélectrique dépendra de ces caractéristiques/propriétés du carburant permettant de les déterminer sur la base de la mesure du paramètre vibratoire. Dans d’autres exemples, d’autres caractéristiques de carburant peuvent être déterminées ou déduites sur la base des paramètres vibratoires mesurés ou d’autres caractéristiques de carburant déterminées à partir des paramètres vibratoires. Par exemple, la distribution d’hydrocarbures du carburant, le pourcentage de SAF dans le carburant ou la teneur en hydrocarbures aromatiques dans le carburant (par exemple le pourcentage en masse ou en volume) peuvent être déterminés.
Les électrodes à base de DLC activées, obtenues à l’issue du procédé d’activation selon l’invention, éventuellement suivi d’une étape de découpe pour accéder aux dimensions souhaitées, peuvent être avantageusement utilisées dans des dispositifs ou capteurs électrochimiques pour l’analyse physico-chimique de liquides, par exemple pour la détection d’éléments contaminants, notamment pour des applications de suivi de la qualité de l’eau ou d’autres effluents (analyse directement au niveau du cours d’eau, suivi des procédés de dépollution dans les stations d’épuration, etc.).
Elles peuvent encore être utilisées comme électrodes dans des détecteurs en biotechnologie, par exemple pour le suivi d’un procédé de bio-production.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux applications décrites ci-dessus, et d’autres applications des électrodes DLC activées selon l’invention peuvent être envisagées.
Les essais suivants ont été réalisés à l’aide d’une cellule électrochimique équipée des trois électrodes suivantes : - une électrode de travail : électrode DLC de surface de 21 mm 2 , formée d’une couche de DLC de 50 nm d’épaisseur déposée sur un wafer en silicium. Le DLC est préalablement déposé par pulvérisation cathodique magnétron à une température de 25°C et une puissance de 1 kW en présence d’argon comme gaz vecteur, sur un support en silicium désoxydé chimiquement en faces avant et arrière, afin d’améliorer la conductivité électrique transversale. - une électrode de référence : électrode DLC de même nature que l’électrode de travail ; et - une contre-électrode : électrode DLC de même nature que l’électrode de travail.
Les conditions du traitement électrochimique en une ou plusieurs étapes d’excitation électrique sont détaillées pour chacun des essais réalisés dans les exemples qui suivent. Les traitements sont opérés à température ambiante (23°C).
Les pulses sont appliquées sur l’électrode de travail à l’aide de la technique Modulo Bat (MB).
L’excitation électrique sous forme d’impulsions est générée par un potentiostat (référence utilisée : Biologic VPM300).
Evaluation des performances électrochimiques
L’évolution des propriétés électrochimiques (réactivité électrochimique et surface active) des électrodes dans les exemples suivants est évaluée par voltammétrie cyclique (CV), en présence d’un mélange équimolaire de ferri/ferrocyanure de potassium à 1 mM dilué dans 0,1 M de KCl.
La réactivité électrochimique d’une électrode est considérée comme étant d’autant meilleure que la différence entre le potentiel du pic anodique et celui du pic cathodique, ∆E p , est faible. L’influence du traitement électrochimique sur la surface active de l’électrode peut être appréciée par l’évolution de l’intensité du courant anodique et/ou cathodique. Plus l’intensité du courant anodique et/ou cathodique, en valeur absolue, est élevée, plus le nombre de sites actifs au niveau de l’électrode DLC est élevé.
Exemple 1 Activation électrochimique de l’électrode selon un procédé conforme à l’invention
1.1. Activation selon le procédé de l’invention
Les conditions du traitement d’activation électrochimique sont les suivantes :
1 ère étape : traitement électrochimique dans un électrolyte aqueux comprenant 1 mM d’un mélange équimolaire de ferri/ferrocyanure de potassium et 100 mM de KCl ; Pulses alternées en tension suivant l’enchaînement 1 pulse cathodique – 1 pulse anodique : durée d’une pulse cathodique/anodique : 0,1 seconde ; amplitude des pulses : + 0,8 V pour une pulse anodique ; -0,8 V pour une pulse cathodique. Durée totale d’excitation : 60 minutes
2 ème étape : traitement électrochimique dans un électrolyte aqueux comprenant 0,5 M d’acide sulfurique Pulses alternées en tension suivant l’enchaînement 1 pulse cathodique – 1 pulse anodique : durée d’une pulse cathodique/anodique : 0,1 seconde ; amplitude des pulses : + 1,3 V pour une pulse anodique ; -1,3 V pour une pulse cathodique. Durée totale d’excitation : 20 minutes.
Une autre technique connue par exemple du document brevet EP 0 819 207 B1 consiste à générer des séquences d’impulsions de fluide inerte sous haute pression au moyen d’un générateur d’impulsions introduit dans la colonne d’exploitation au niveau de la crépine.
La libération soudaine et répétée du gaz ou du liquide sous pression dans cette colonne d’exploitation génère une bulle de fluide à haute pression qui lorsqu’elle s’effondre sur elle-même (phénomène de cavitation) crée une onde de choc venant décomposer et disperser les éléments solides colmatant les crépines, le massif filtrant et le terrain aquifère.
La décompression du gaz ou du liquide injecté provoque un reflux de l’eau et des particules désagrégées à l’intérieur de la colonne d’exploitation où elles sont aussitôt pompées par une pompe fonctionnant en continu et disposée dans la partie supérieure de cette colonne d’exploitation.
Une telle technique de régénération nécessite toutefois, pour une efficacité de régénération optimale, l’utilisation de générateurs d’ondes acoustiques ou hydrauliques d’une grande puissance et donc d’un coût de revient élevé.
La consommation électrique et en gaz de ce type de générateurs d’ondes acoustiques s’avère en outre particulièrement importante.
Elle propose à cet effet un dispositif de nettoyage et de régénération pour équipement de forage, destiné à être introduit dans la colonne d’exploitation dudit équipement de forage en regard d’une portion de crépine de ladite colonne, ledit dispositif comportant des moyens de pompage ainsi qu’un générateur apte à générer des séquences d’impulsions de fluide sous haute pression provoquant la génération d’ondes de chocs à cisaillement à l’intérieur de ladite colonne d’exploitation ; caractérisé en ce que ledit dispositif comporte également : - au moins une première paire d’obturateurs comprenant chacun une membrane élastiquement déformable apte à gonfler radialement sous l’action d’un fluide injecté via une conduite de gonflage de sorte à venir s’appliquer hermétiquement contre la paroi interne de ladite crépine ; - au moins une première prise d’aspiration pilotable de manière déportée depuis la surface et positionnée entre les obturateurs de ladite première paire en étant reliée fluidiquement auxdits moyens de pompage.
Le dispositif de nettoyage et de régénération selon l’invention permet de concentrer verticalement la propagation des ondes de choc de sorte à optimiser leur déploiement radial au travers du massif filtrant et surtout du terrain aquifère.
La régénération d’un équipement de forage peut ainsi être obtenue en utilisant des générateurs d’ondes acoustiques ou hydrauliques de moindre puissance, présentant un coût de revient et une consommation électrique nettement inférieurs.
Selon un premier mode de réalisation préféré du dispositif, les obturateurs constituant ladite première paire d’obturateurs sont positionnés au-dessus ou en dessous dudit générateur d’impulsions.
Selon un perfectionnement avantageux de ce premier mode de réalisation permettant d’obtenir notamment une meilleure propagation radiale des ondes de chocs, les obturateurs constituant ladite première paire d’obturateurs sont positionnés au-dessus dudit générateur d’impulsions, ledit dispositif comportant en outre : - une seconde paire d’obturateurs positionnés en dessous dudit générateur d’impulsions ; et - une seconde prise d’aspiration positionnée entre les obturateurs de ladite seconde paire et étant reliée fluidiquement auxdits moyens de pompage.
Afin de moduler les vitesses d’aspiration de l’eau et son sens d’écoulement autour de la crépine, lesdites première et seconde prises d’aspiration sont avantageusement pilotables chacune de manière individuelle.
Selon un second perfectionnement avantageux de ce premier mode de réalisation permettant d’obtenir des vitesses d’aspiration optimum dans un premier sens longitudinal, les obturateurs constituant ladite première paire d’obturateurs sont positionnés au-dessus dudit générateur d’impulsions, ledit dispositif comportant en outre un troisième obturateur positionné en dessous dudit générateur d’impulsions.
Selon un troisième perfectionnement avantageux de ce premier mode de réalisation permettant d’obtenir des vitesses d’aspiration optimum dans un second sens longitudinal, les obturateurs constituant ladite première paire d’obturateurs sont positionnés en dessous dudit générateur d’impulsions, ledit dispositif comportant également un troisième obturateur positionné au-dessus dudit générateur d’impulsions.
Afin d’améliorer la force d’aspiration de l’eau dans le sens radial, l’écartement entre deux obturateurs de chaque dite paire d’obturateurs est de préférence inférieur ou égal à 600 millimètres (mm).
Toujours avec le même objectif d’optimiser la force d’aspiration de l’eau dans le sens radial, chaque dite prise d’aspiration est disposée préférentiellement de sorte à se trouver à équidistance longitudinale des deux obturateurs entre lesquels elle est positionnée.