INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un cycle de Brayton entraîné en sens inverse est appelé cycle de Brayton inversé. Son but est de déplacer la chaleur d’un corps plus froid vers un corps plus chaud, plutôt que de produire du travail. Conformément au deuxième principe de la thermodynamique, la chaleur ne peut pas circuler spontanément du système froid au système chaud sans qu’un travail externe soit effectué sur le système. La chaleur peut circuler d’un corps plus froid vers un corps plus chaud, mais uniquement lorsqu’elle est forcée par un travail extérieur. C’est exactement ce que les réfrigérateurs et les pompes à chaleur accomplissent. Ceux-ci sont entraînés par des moteurs électriques nécessitant un travail de leur environnement pour fonctionner. Ainsi, l’un des cycles possibles est un cycle de Brayton inversé, qui est similaire au cycle Brayton ordinaire mais celui-ci est entraîné en sens inverse, via une entrée de travail nette. Ce cycle est également connu sous le nom de cycle de réfrigération au gaz, cycle à air ou cycle de Bell Coleman. Ce type de cycle est largement utilisé dans les avions de ligne ou les trains pour les systèmes de climatisation utilisant l’air des compresseurs du moteur. Il est également largement utilisé dans l’industrie du GNL (Gaz Naturel Liquéfié) où le plus grand cycle inversé de Brayton est pour le sous-refroidissement du GNL en utilisant 86 MW de puissance provenant d’un compresseur entraîné par turbine à gaz et d’un réfrigérant à l’azote (source de ces connaissances usuelles : « thermal-engineering.org »).
Par « haute température », il est compris dans le contexte de la présente invention une gamme de températures comprise entre + 60 et + 100°C, préférentiellement entre + 70 et + 95°C. Ce type de pompe à chaleur peut être trouvé dans des pompes à chaleur commerciales, y compris dites « grand-public ». Leur rendement est d’autant plus faible que la différence de température entre la source froide et la source à réchauffer est importante.
Les températures données dans le contexte de la présente invention, sauf indication contraire, sont en référence à la température de 0°C, soit la température de solidification de l’eau à une atmosphère au niveau de la mer (c’est-à-dire 101325 Pa correspondant à une pression absolue d’1 bar).
Par « très haute température », il est compris dans le contexte de la présente invention une gamme de températures supérieure à + 100°C, par exemple supérieure ou égale à + 150°C, supérieure ou égale à + 200°C, supérieure ou égale à + 300°C, supérieure ou égale à + 400°C. Ainsi, une très haute température dans le contexte de la présente invention peut comprendre des températures comprises entre + 150 et + 500°C, préférentiellement entre + 150 et + 400°C, ou encore entre + 250 et + 350°C.
L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant un nouveau système de conditionnement de carburant permettant un chauffage qui soit efficace et fiable tout en limitant l’encombrement du système de conditionnement pour faciliter son intégration dans un aéronef.
PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un système de conditionnement de carburant configuré pour alimenter une turbomachine d’aéronef à partir de carburant issu d’un réservoir cryogénique, le système de conditionnement comprenant : un circuit de carburant relié en entrée au réservoir cryogénique et en sortie à la turbomachine, un flux de carburant circulant d’amont en aval dans le circuit de carburant, au moins un échangeur de chaleur à recirculation, monté dans le circuit de carburant et configuré pour transmettre des calories au flux de carburant, l’échangeur de chaleur à recirculation étant remarquable en ce qu’il comprend une enceinte comprenant : au moins un premier conduit de circulation du flux de carburant, monté dans l’enceinte, le premier conduit étant configuré pour chauffer le flux de carburant à une température au moins égale à une température primaire prédéterminée, au moins un deuxième conduit de recirculation du flux de carburant, monté dans l’enceinte, le deuxième conduit étant configuré pour chauffer le flux de carburant à une température au moins égale à une température secondaire prédéterminée, la température secondaire étant supérieure à la température primaire, et au moins un troisième conduit de circulation d’un fluide chaud monté dans l’enceinte, le deuxième conduit de circulation étant monté entre le premier conduit et le troisième conduit.
Grâce au système de conditionnement selon l’invention, le troisième conduit transfère des calories d’un fluide chaud au flux de carburant circulant dans le deuxième conduit qui transfère lui-même des calories au flux de carburant circulant dans le premier conduit.
Le système de conditionnement selon l’invention permet dans une unique enceinte de réchauffer le flux de carburant provenant d’un réservoir cryogénique au moyen d’un fluide chaud, sans que ce dernier ne risque de givrer. Grâce à l’invention, l’échangeur de chaleur présente une durée de vie plus importante parce qu’il présente moins de risque d’être endommagé. Le rendement de l’échangeur de chaleur n’est en outre pas affecté, ce qui permet de s’assurer que le carburant qui est injecté dans la turbomachine en sortie de l’échangeur de chaleur est à une température suffisamment élevée pour éviter tout risque de givrage des injecteurs dans la turbomachine.
De préférence, le fluide chaud est un fluide caloporteur ou un fluide provenant d’une source chaude disponible à bord de l’aéronef, comme des gaz chauds en sortie d’une turbine basse pression de la turbomachine, des huiles chaudes, de l’air chaud, etc…
De manière préférée, le système de conditionnement de carburant comprend un unique échangeur de chaleur à recirculation. L’encombrement du système de conditionnement est ainsi fortement réduit par rapport à l’art antérieur. Il est avantageusement plus facile de l’intégrer dans la turbomachine d’un aéronef. Le système de conditionnement présente également une masse réduite, ce qui est avantageux compte tenu des contraintes de masse inhérentes au domaine aéronautique.
Dans une forme de réalisation préférée, le premier conduit et le deuxième conduit de l’échangeur de chaleur à recirculation sont reliés fluidiquement, permettant la circulation du flux de carburant entre le premier conduit de circulation et le deuxième conduit de recirculation. Autrement dit, le flux de carburant circulant dans le premier conduit peut directement circuler dans le deuxième conduit.
De préférence, le troisième conduit de circulation n’est relié fluidiquement ni au premier conduit de circulation, ni au deuxième conduit de circulation, de manière à s’affranchir de tout risque que le fluide chaud se mélange au flux de carburant.
De manière préférée, le flux de carburant circulant dans le premier conduit selon un premier sens de circulation, le flux de carburant circulant dans le deuxième conduit circule selon un deuxième sens de circulation, opposé au premier sens de circulation.
Dans une forme de réalisation, le premier conduit et le deuxième conduit étant coaxiaux, le premier conduit est monté dans le deuxième conduit, de manière à former un deuxième conduit périphérique autour du premier conduit. Le deuxième conduit périphérique peut ainsi chauffer le flux de carburant circulant dans le premier conduit de manière efficace. Une telle forme de réalisation permet avantageusement de s’assurer que tout le flux de carburant circulant dans le premier conduit soit chauffé de manière uniforme afin de s’assurer que le flux de carburant en sortie du premier conduit soit entièrement dans un état gazeux. Un flux de carburant entièrement à l’état gazeux ne présente ainsi pas de risque de givrer le fluide chaud en entrant dans le deuxième conduit.
Dans une forme de réalisation alternative, le premier conduit, le deuxième conduit et le troisième conduit se présentent sous la forme de plaques parallélépipédiques, le deuxième conduit étant adjacent au premier conduit et au troisième conduit. Une telle forme de réalisation permet une surface d’échanges thermiques importante entre les conduits permettant de manière rapide à la fois au fluide chaud de réchauffer le flux de carburant circulant dans le deuxième conduit et à ce dernier de réchauffer le flux de carburant circulant dans le premier conduit.
Dans une forme de réalisation, l’échangeur de chaleur à recirculation comprend : une pluralité de premiers conduits configurés pour chauffer le flux de carburant jusqu’à une température au moins égale à la température primaire, une pluralité de deuxièmes conduits configurés pour chauffer le flux de carburant jusqu’à une température au moins égale à la température secondaire, et au moins un troisième conduit, chaque deuxième conduit étant monté respectivement entre l’un de la pluralité de premiers conduits et le troisième conduit.
Une telle forme de réalisation permet de chauffer le flux de carburant de manière efficace et rapide en introduisant le flux de carburant provenant du réservoir cryogénique dans une pluralité de premiers conduits qui présentent de fait chacun un volume limité. Il est ainsi plus simple de réchauffer le flux de carburant pour le faire passer dans l’état gazeux, puisqu’une surface plus importante de premiers conduits est en contact avec les deuxièmes conduits dans lesquels circule un flux de carburant chaud.
Dans une forme de réalisation alternative, l’échangeur de chaleur à recirculation comprend : une pluralité de premiers conduits configurés pour chauffer le flux de carburant jusqu’à une température au moins égale à la température primaire, une pluralité de deuxièmes conduits configurés pour chauffer le flux de carburant jusqu’à une température au moins égale à la température secondaire, chaque premier conduit étant monté à l’intérieur de l’un des deuxièmes conduits, et un unique troisième conduit, la pluralité de premiers conduits et la pluralité de deuxièmes conduits étant montés dans le troisième conduit, de manière à faire circuler le fluide chaud dans un unique conduit tout en étant en contact de tous les deuxièmes conduits.
Dans une telle forme de réalisation, le flux de carburant circulant dans les premiers conduits est réchauffé de manière efficace grâce au volume limité de chaque premier conduit. En effet, le flux de carburant froid à l’état liquide dans chaque premier conduit est réchauffé par contact en périphérie avec l’un des deuxièmes conduits dans lequel circule un flux de carburant plus chaud. La périphérie du premier conduit chauffant ainsi avant son centre, un conduit présentant un volume plus faible permet plus facilement de chauffer l’ensemble du volume. Un unique troisième conduit permet un échangeur de chaleur simple dans lequel le flux de circulation du fluide chaud est direct tout en permettant de chauffer l’ensemble des deuxièmes conduits.
Dans une forme de réalisation, l’échangeur de chaleur est un échangeur à plaques, comprenant une alternance de premières plaques de circulation du flux de carburant, de deuxièmes plaques de recirculation du flux de carburant, et de troisièmes plaques de circulation du fluide chaud, chaque deuxième plaque de recirculation du flux de carburant étant adjacente à une première plaque de circulation du flux de carburant et à une troisième plaque du fluide chaud. Une telle forme de réalisation sous forme de plaques permet avantageusement de maximiser la surface d’échange entre chaque première plaque de circulation du flux de carburant et chaque deuxième plaque de recirculation du flux de carburant, et entre chaque deuxième plaque de recirculation du flux de carburant et chaque troisième plaque de circulation du fluide chaud, permettant un chauffage efficace à la fois du flux de carburant dans les premiers conduits (ici les premières plaques) et dans les deuxième conduits (ici les deuxièmes plaques).
Selon un autre mode de réalisation, le ou chaque réservoir comporte deux cols faisant saillie depuis l’une et l’autre des deux extrémités du réservoir, le réservoir étant fixé au châssis au moyen de deux supports de montages qui sont respectivement fixés autour de l’un et l’autre des deux cols.
Selon une variante de réalisation avantageuse, une extrémité du réservoir est maintenue fixe par rapport au châssis au moyen d’un des deux supports de montage tandis que l’autre extrémité est montée coulissante par rapport à l’autre support de montage. Ceci autorise les dilatations ou contractions du réservoir.
La figure 7 représente un signal de détection, avant que le signal de détection ne soit transformé d’analogique en numérique dans l’analyseur de gaz à laser suivant le présent mode de réalisation, la figure 7(A) représentant un signal de détection dans le cas où il n’y a pas d’absorption par le gaz, le signal de détection ayant été soumis au traitement de soustraction et la figure 7(B) représentant un signal de détection dans le cas où il y a une absorption par le gaz, le signal de détection ayant été soumis au traitement de soustraction ;
La représente un signal de détection synchrone obtenu par détection synchrone du signal de détection qui a été soumis au traitement de soustraction représenté à la figure 7 (B) ;
La est un organigramme représentant le cours du traitement du signal effectué par l’analyseur de gaz à laser suivant le premier mode de réalisation ;
La est un diagramme du bloc de traitement du signal d’un analyseur de gaz à laser suivant un deuxième mode de réalisation ; et
La est un diagramme représentant le cours du traitement du signal effectué par l’analyseur de gaz à laser suivant le deuxième mode de réalisation.
On décrira dans ce qui suit, en détail en se reportant aux dessins annexés, un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation de la présente invention. La présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation suivants et peut être effectuée par des modifications appropriées sans sortir de la portée de la présente invention.
Schéma d’une configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser.
La est un schéma de la configuration d’ensemble d’un analyseur de gaz à laser suivant un mode de réalisation de la présente invention.
Comme représenté à la , un analyseur 1 de gaz à laser comprend une unité 10 d’émission de la lumière et une unité 20 de réception de la lumière et une ligne 40 de communication.
L’analyseur 1 de gaz à laser analyse un gaz à mesurer qui est présent dans un espace à mesurer. Dans l’analyseur 1 de gaz à laser, le gaz à mesurer, qui passe dans un espace à l’intérieur de parois 50a, 50b (un espace à mesurer), est exposé à une lumière 30 laser émise par l’unité 10 d’émission de la lumière, les parois 50a, 50b formant un passage pour du gaz. La lumière 30 laser, qui passe dans le gaz à mesurer, est incidente sur l’unité 20 de réception de la lumière, de sorte qu’il est possible d’obtenir la concentration d’un gaz précis sur la base de la quantité de lumière détectée. En outre, lorsque la concentration du gaz est nulle ou égale ou inférieure à une valeur déterminée à l’avance, il est possible de détecter que le gaz n’est pas présent. Il est donc également possible de détecter la présence ou l’absence du gaz.
L’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont fixées de manière amovible aux parois 50a, 50b formant le conduit pour du gaz. Les parois 50a, 50b sont les parois de conduits de fumée ou analogues, dans lesquels un gaz précis est présent et chacune des parois 50a, 50b a un trou. Des brides 51a, 51b sont fixées à ces trous par soudage ou analogue. Des brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique, prévues sur l’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont fixées de manière amovible mécaniquement à ces brides 51a, 51b. L’unité 10 d’émission de la lumière et l’unité 20 de réception de la lumière sont disposées en des positions qui se font face avec interposition entre elles des parois 50a, 50b. Toutefois, les positions de l’unité 10 d’émission de la lumière et de l’unité 20 de réception de la lumière peuvent être réglées par les brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique.
La bride 52a de réglage de l’axe optique peut régler l’angle d’émission de la lumière 30 laser. La bride 52b de réglage de l’axe optique peut régler l’angle d’incidence de la lumière 30 laser. En raison des brides 52a, 52b de réglage de l’axe optique, une quantité maximum de la lumière 30 laser émise par l’unité 10 d’émission de la lumière est reçue par l’unité 20 de réception de la lumière.
Unité 10 d’émission de la lumière.
On décrira l’unité 10 d’émission de la lumière. Comme représentée à la , l’unité 10 d’émission de la lumière est configurée pour comprendre une unité 11 de production de lumière modulée, un élément 12 laser, une lentille 13 de collimation, une plaque 14 de fenêtre de l’unité d’émission de la lumière, un boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière et la bride 52a de réglage de l’axe optique. Comme représentée à la , l’unité 11 de production de lumière modulée, l’élément 12 laser et la lentille 13 de collimation sont disposés dans le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière. Le boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière isole les composants respectifs incorporés dans un boîtier 15 de l’unité d’émission de la lumière de l’air extérieur, en protégeant ainsi les composants respectifs du vent et de la pluie, de la poussière et de la saleté, de la pollution ou analogue.
L’unité 11 de production de lumière modulée produit un courant de commande, qui est produit de manière à ce que la longueur d’onde du courant de commande soit balayée de manière répétitive et modulée dans une bande de longueur d’onde qui comprend la longueur d’onde d’absorption de la lumière du spectre de raie d’absorption du gaz à mesurer. L’unité 11 de production de lumière modulée fournit à l’élément 12 laser le courant de commande pour émettre de la lumière laser modulée. Par une configuration de ce genre, pour analyser la concentration de gaz, il est possible d’effectuer une exposition à de la lumière modulée en longueur d’onde correspondant à une caractéristique d’absorption de la lumière du gaz à mesurer.
La composition de liant hydraulique (CLH) de l’invention, comprend au moins un activateur alcalin ou sulfate des composés alumino-siliceux, notamment des laitiers de hauts-fourneaux. Ces activateurs sont connus et notamment décrits dans Alkaline activation of different aluminosilicates as an alternative to Portland cement: alkali activated cements or geopolymers. Revista Ingeniería de ConstrucciónRICVol 32 Nº22017. De préférence l’activateur est un activateur calcique ou sulfate, de préférence sulfo-calcique, ou un sel alcalin, de préférence carbonate, hydroxyde, silicate, de sodium ou de potassium, ou leurs mélanges ou un activateur sulfate de calcium. Cet activateur est utilisé de préférence dans des proportions de 0,1 à 20% en poids sec par rapport au poids de liant hydraulique, de préférence de 1% à 20% en poids sec par rapport au poids de liant hydraulique.
Ainsi, la composition de liant hydraulique peut également comprendre du sulfate de calcium, notamment dans une proportion de 5 à 20% en poids. De telles compositions de liant hydrauliques sont également appelées ciment sur-sulfaté (CSS) et sont notamment tels que définis dans la norme NF EN 15743+A1.
De préférence, le liant hydraulique comprend, de préférence, consiste en un laitier de haut-fourneaux, un activateur et de 0 à 10% en poids de clinker.
De préférence, le liant hydraulique consiste en un laitier de haut-fourneaux et un activateur tel que décrit ci-dessus.
De préférence, les sels d’acide nitrique sont des sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux. De préférence les sels d’acide nitrique sont des sels de calcium ou de sodium, de préférence sels de calcium.
Il est connu d’ajouter du nitrate de calcium dans les compositions de ciment Portland pour accélérer la prise de la composition hydraulique. Les inventeurs ont découvert de façon surprenante que l’ajout d’acide nitrique ou sels dans des systèmes à base de laitiers de hauts fourneaux et faible en clinker (notamment moins de 10% en poids de clinker) permettait de les fluidifier.
La quantité d’acide nitrique ou l’un de ses sels dans la composition de liant hydraulique (CLH) est comprise entre 0,1 et 5% en poids sec, de préférence entre 1,0 et 2,5% en poids sec, par rapport au poids total de liant hydraulique.
La composition de liant hydraulique peut également comprendre un polymère (P) comprenant des unités de formules (I) et (II) suivantes :
- R 1 et R 2 représentent indépendamment un hydrogène ou un méthyle,
- R 3 représente un hydrogène ou un groupe de formule –COO(M) 1/m
- R 4 représente un groupe de formule –(CH 2 ) p -(OAlk) q -R 5 dans lequel :
- p représente 1 ou 2,
- q représente un nombre entier de 3 à 300,
- le Alk de chaque unité OAlk du groupe -(OAlk) q - représente indépendamment un alkylène linéaire ou ramifié comprenant de 2 à 4 atomes de carbone,
- R 5 représente -OH ou un alkoxyle linéaire ou ramifié comprenant de 1 à 4 atomes de carbone,
Au cours d’une étape suivante 202, la tache sélectionnable de plus petite ordonnée de chaque colonne paire est sélectionnée. Il est vérifié pour cette tache que son ordonnée y est bien comprise entre y 0 + i.d.tan(α) - Δy et y 0 + i.d.tan(α) + Δy. Si c’est le cas, la tache considérée est classée dans la (i+1)-ième ligne impaire et supprimée de la liste des taches sélectionnables. Si ce n’est pas le cas, elle n’est pas classée dans la (i+1)-ième ligne impaire mais reste dans la liste des taches sélectionnables.
Au cours d’une étape suivante 204, l’indice i est incrémenté d’une unité.
Au cours d’une étape de test suivante 206, tant que l’indice i MAX = N/2 de la dernière ligne impaire n’a pas été atteint, on retourne à l’étape 202. Sinon on passe à une étape 208.
L’étape 208 est similaire à l’étape 200, mais seules les colonnes impaires de taches détectées à la sous-étape 102-4 sont sélectionnées pour tenir compte de la disposition en quinconce des sorties optiques 38 et détecter ainsi les lignes paires de taches. De nouveau, une connaissance a priori de la disposition des lignes paires est exploitée pour y regrouper les taches détectées, telle que : la distance d entre deux lignes paires successives des sorties optiques ; l’ordonnée attendue y 0 de la première tache de chaque colonne impaire, c’est-à-dire l’ordonnée attendue de chaque tache de la première ligne paire. Par ailleurs, une tolérance Δy autour d’une ordonnée cible de tache dans chaque colonne impaire est prédéfinie, un indice i de ligne paire est initialisé à 0 et toutes les taches de l’image binarisée IMb sont sélectionnables.
Au cours d’une étape suivante 210 similaire à l’étape 202, la tache sélectionnable de plus petite ordonnée de chaque colonne impaire est sélectionnée. Il est vérifié pour cette tache que son ordonnée y est bien comprise entre y 0 + i.d.tan(α) - Δy et y 0 + i.d.tan(α) + Δy. Si c’est le cas, la tache considérée est classée dans la (i+1)-ième ligne paire et supprimée de la liste des taches sélectionnables. Si ce n’est pas le cas, elle n’est pas classée dans la (i+1)-ième ligne paire mais reste dans la liste des taches sélectionnables.
Au cours d’une étape suivante 212 identique à l’étape 204, l’indice i est incrémenté d’une unité.
Au cours d’une étape de test suivante 214 similaire à l’étape 206, tant que l’indice i MAX = N/2 de la dernière ligne paire n’a pas été atteint, on retourne à l’étape 210. Sinon la sous-étape 108-4 de regroupement automatique est considérée comme terminée (étape finale 216).
Un procédé de fabrication de capteur à puce photonique va maintenant être détaillé en référence à la , selon un mode de réalisation possible de la présente invention.
Au cours d’une première étape 300, le capteur à puce photonique 28, 30 est assemblé notamment par disposition de la caméra CCD 42 face aux sorties optiques 38 organisées matriciellement en M colonnes et N lignes sur la face supérieure 32B de la puce photonique 32.
Au cours d’une étape suivante 302, une image de taches est acquise, telle que l’image IM de la .
Au cours d’une étape suivante 304, les étapes 102 à 112 du procédé de caractérisation d’un alignement de la caméra CCD 42 de la sont exécutées pour l’obtention des déviations angulaires α et β.