INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans certains modes de réalisation, le déflecteur est configuré pour dévier le fluide arrivant par l’entrée de fluide davantage dans une direction radiale. En d’autres termes, le déflecteur est configuré pour augmenter, en proportion, la composante radiale de la vitesse du fluide, notamment par rapport à la composante axiale. L’impact du fluide de ventilation avec la face arrière du rouet se fait donc de manière moins frontale et plus tangente, ce qui limite les échanges thermiques entre le fluide de ventilation et la face arrière du rouet. L’augmentation relative de la composante radiale de la vitesse par le déflecteur peut être progressive afin de limiter les pertes de charge.
Dans certains modes de réalisation, le déflecteur s’étend depuis une première extrémité, sur une paroi de la cavité de ventilation, jusqu’à une deuxième extrémité, à distance des parois de la cavité de ventilation, la première extrémité et la deuxième extrémité étant situées de part et d’autre de l’entrée de fluide, dans la cavité de ventilation. La deuxième extrémité peut n’être rattachée aux parois de la cavité de ventilation que par le déflecteur lui-même, tandis que la première extrémité forme le point de rattachement du déflecteur aux parois de la cavité de ventilation.
Dans certains modes de réalisation, le compresseur comprend une partie statorique, l’entrée de fluide étant formée à l’interface entre la partie statorique et un rotor solidaire en rotation du rouet. Par exemple, l’entrée de fluide peut être formée au niveau d’un joint d’étanchéité dynamique entre la partie statorique et le rotor, tel qu’un joint labyrinthe. Le rotor solidaire en rotation du rouet peut être une partie du rouet lui-même, un arbre sur lequel le rouet est monté, un organe solidaire en rotation dudit arbre, etc. Plus généralement, le rotor solidaire en rotation peut être la même pièce que le rouet ou une pièce distincte, mais assemblée au rouet de manière à tourner conjointement avec le rouet autour de l’axe de rotation.
Dans certains modes de réalisation, le déflecteur est solidaire en rotation du rouet. Dans les cas où le fluide de ventilation doit être rejeté radialement à l’extérieur, l’agencement du déflecteur est facilité lorsque le déflecteur se trouve radialement à l’intérieur de la cavité. Or, le déflecteur est alors proche du rouet ou de l’arbre sur lequel le rouet est monté. Un déflecteur solidaire en rotation du rouet simplifie donc la construction du déflecteur dans ces situations.
Dans certains modes de réalisation, le déflecteur présente une partie proximale, relativement proche de l’entrée de fluide, ayant une section transversale relativement petite, et une partie distale, relativement éloignée de l’entrée de fluide, ayant une section transversale relativement grande. Ainsi, le déflecteur a une forme qui s’évase à partir de l’entrée de fluide. Par exemple, le déflecteur peut avoir une forme générale conique ou en pavillon de trompette, autour de l’axe. Une telle forme permet de mieux guider le fluide de ventilation vers la sortie tout en ménageant, sur l’envers de la forme évasée, l’espace destiné à accueillir la couche de fluide précitée.
Dans certains modes de réalisation, l’entrée de fluide est située à l’arrière de la cavité de ventilation, la partie proximale est une partie arrière du déflecteur et la partie distale est une partie avant du déflecteur. Ainsi, l’espace précité est ménagé entre l’arrière du corps et l’avant du déflecteur. La face arrière du corps est donc efficacement protégée.
Dans certains modes de réalisation, le déflecteur comprend des moyens de mise en rotation du fluide arrivant par l’entrée de fluide, tels que des stries ou des ailettes. Les moyens de mise en rotation peuvent être situés du côté du déflecteur qui fait face à l’entrée de fluide. En mettant en rotation le fluide, de préférence dans le même sens que le sens de rotation du rouet, les moyens de mise en rotation diminuent la vitesse relative entre le fluide de ventilation et la face arrière du corps. Ce faisant, le transfert thermique entre le fluide de ventilation et la face arrière est réduit, ce qui réduit la température du corps et augmente encore davantage la durée de vie du rouet.
Dans certains modes de réalisation, la face arrière du corps présente, en section longitudinale, un évidement dont le rayon de courbure varie, et dans lequel le déflecteur s’étend de part et d’autre d’un point critique où la dérivée du rayon de courbure est maximale. L’évidement peut être une portion concave de la face arrière. Le point critique, où la dérivée du rayon de courbure est maximale, est un point où se concentrent les contraintes qui apparaissent dans le rouet sous l’effet de la concentration de la contrainte mécanique. Le fait que le déflecteur s’étende de part et d’autre du point critique permet de diminuer ce gradient, et donc d’augmenter la durée de vie du rouet, grâce au fait que la couche de fluide protectrice soit présente au moins jusqu’au point critique.
Dans certains modes de réalisation, le diamètre d’une partie distale du déflecteur, relativement éloignée de l’entrée de fluide, est supérieur au diamètre du point critique d’au moins 50% de la distance entre ladite extrémité et la face arrière du corps. La partie distale peut être située à distance des parois de la cavité (c’est-à-dire de toutes les parois de la cavité, y compris la face arrière du rouet), et peut comprendre la deuxième extrémité mentionnée précédemment. Par extension, le diamètre d’un point signifie le double du rayon auquel ce point est situé, c’est-à-dire le double de la distance entre le point considéré et l’axe de rotation du compresseur. Grâce à un tel diamètre, le déflecteur est suffisamment long pour assurer une protection optimale à la face arrière du corps.
Le présent exposé concerne également une turbomachine d’aéronef ou un aéronef comprenant un compresseur tel que décrit précédemment.
La est en vue en demi-coupe axiale partielle d’un compresseur selon un mode de réalisation.
La illustre un détail d’une première variante du compresseur de la .
La illustre un détail d’une deuxième variante du compresseur de la .
Description détaillée Un compresseur 10 pour aéronef selon un mode de réalisation est décrit en référence à la , qui en illustre une demi-coupe axiale partielle. Un tel compresseur peut être utilisé pour un hélicoptère. Le compresseur 10 peut être un compresseur de générateur de gaz d’une turbomachine, ou un compresseur d’un système auxiliaire visant à fournir un fluide comprimé.
Le compresseur 10 comprend un rouet 20 rotatif autour d’un axe de rotation X. L’axe de rotation X s’étend d’avant en arrière, l’avant étant ici représenté à droite de la et l’arrière à gauche de la . Le rouet comprend un corps 22 délimité, à l’avant dans la direction axiale, par une face avant 24, et à l’arrière dans la direction axiale, par une face arrière 26. Le corps 22 a une section transversale avant relativement petite et s’élargit radialement au fur et à mesure qu’on le parcourt vers l’arrière, de sorte qu’il présente une section transversale arrière plus grande que la section avant.
Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques de masse molaire moyenne en poids (Mw) et de température de transition vitreuse (Tg) du plastifiant biosourcé conforme à l’invention en comparaison de l’huile non biosourcée (Huile MES).
[Table 1]: Composants Nature Tg (°C) Mw (g.mol) Huile MES (8) Parafinique -60 711 Huile n°1 (9) Estolide d’acide ricinoléique -68 2062
Compositions La composition dite de référence T est présentée dans le tableau 2 ci-dessous et elle comprend une huile MES qui est d’origine fossile.
A noter que la composition C1, conforme à la présente invention, est formulée de sorte à être à même dilution volumique en huile (%v) que la composition témoin T.
Les compositions sont les suivantes (en pce).
Composants T C1 NR (1) 35 35 BR (2) 65 65 Noir (3) 48 48 6PPD (4) 1.5 1.5 IPPD (5) 1.5 1.5 TMQ (6) 1 1 Cire (7) 1 1 Huile MES (8) 18 Huile n°1 (9) 18 ZnO (10) 2.4 2.4 Ac. Stéarique (11) 1 1 Acc (12) 1.4 1.4 Soufre 1.4 1.4
Caoutchouc naturel dont la Tg égale à -70°C Poly butadiène dont la Tg égale à -108°C Noir ASTM « N550 » de la société CABOT « Santoflex 6PPD » de la société SOLUTIA « Santoflex IPPD » de la société SOLUTIA Antioxidant « DQ » de la société Akrochem Cire anti-ozone « Varazon 6500 » de la société Sasol Huile MES « Flexion 683 » de la société Exxon-Mobil Huile n°1 : Estolide d‘acide ricinoléique de Mw=2062 g/mol et de Tg=-68°C Oxyde de zinc de grade industriel - société Umicore Stéarine « Pristerene 4931 » de la société Uniqema Cylohexyl-benzothiazyle sulfénamide CBS de la société AKROCHEM
Préparation des compositions Les compositions de caoutchouc dont le détail de la formulation figure dans le tableau 2, ont été préparées de la manière suivante :
On introduit la matrice élastomère dans un mélangeur interne (taux de remplissage final : environ 70% en volume et vitesse des palettes 50 tr/min), dont la température initiale de cuve est d'environ 90°C. Lorsque la température atteint 100°C, on introduit le noir de carbone et le plastifiant. On conduit alors un travail thermomécanique (phase non-productive) en une étape, qui dure au total environ 3 à 4 min, jusqu'à atteindre une température maximale de « tombée » de 160°C. On récupère le mélange ainsi obtenu, on le refroidit puis on incorpore le soufre et les accélérateurs de vulcanisation sur un mélangeur (homo-finisseur) à 30 °C, en mélangeant le tout (phase productive) pendant un temps approprié (par exemple une dizaine de minutes).
Les compositions ainsi obtenues sont ensuite calandrées soit sous la forme de plaques (épaisseur 2 à 3mm) ou de feuilles fines de caoutchouc et vulcanisées à leur optimum à une température de 160°C pour les mesures de leur propriétés physiques et mécaniques qui sont exposées dans le tableau 3.
Résultats Propriétés Descripteurs T C1 Dynamiques: en Déformation G*10% retour à 60°C (MPa) 1.2 1.2 Mécaniques: Traction uniaxiale Allongement Rupt (%) 100 111 Contrainte Rupt (MPa) 100 103
Le critère de rigidité G*10% en déformation est inchangé. Les propriétés mécaniques de la composition de caoutchouc comprenant un plastifiant biosourcé selon l'invention sont maintenues à faible déformation par rapport aux propriétés mécaniques d'une composition de caoutchouc standard comprenant un plastifiant conventionnel d'origine fossile.
Par ailleurs et de manière surprenante, la composition conforme à l’invention comprenant un plastifiant biosourcé permet d’améliorer la résistance à la rupture par une amélioration de la rigidité à forte déformation, car l’allongement et la contrainte à rupture sont significativement améliorés par rapport à la composition de caoutchouc standard comprenant un plastifiant conventionnel d'origine fossile.
Composition de caoutchouc comprenant un ester d'acide gras comme plastifiant La présente invention concerne des compositions de caoutchouc destinées notamment à la fabrication d’articles en caoutchouc tels que les pneumatiques ou les produits semi-finis pour pneumatiques. En particulier, l’invention s’intéresse à de telles compositions de caoutchouc, comprenant un ester d'acide gras comme plastifiant, pouvant être entièrement ou partiellement biosourcé.
La est un diagramme présentant les principales étapes de réparation chemisage et électro-soudage selon un mode de réalisation.
La est une représentation schématique d’un enroulement de fils d’électro-soudure selon une variante.
La est une représentation schématique d’un enroulement de fils d’électro-soudure selon une autre variante.
La est une représentation schématique d’un conduit après réparation par chemisage.
En référence à la , un kit de réparation ou de renforcement, par chemisage d’un corps 3 creux ou plein, par exemple un conduit cylindrique, présentant une zone défectueuse 30, se compose d’au moins d’un ou de plusieurs tronçons de fils à électro-souder 1 et d’une chemise 2 préformée.
Chaque fil à électro-souder 1 est formé d’au moins d’un fil électrique 10 enrobé dans une gaine 11 en matériau thermoplastique similaire à celui du conduit à chemiser. Le fil 3 d’électro-soudage peut notamment être sous la forme d’une tige thermoplastique flexible, par exemple d’environ 5 mm de diamètre, intégrant plusieurs fils électriques enroulés à l’intérieur d’une gaine en matériau thermoplastique de composition similaire à celui du corps 3 ou du moins de la zone défectueuse 30 .
La chemise 2 préformée présente une section de forme similaire à celui du conduit et est de longueur L égale à celle de la portion à chemiser. La chemise 2 préformée présente une ouverture 20 longitudinale s’étendant sur toute la longueur L de la chemise 2 , et est en matériau thermoplastique de composition similaire à celui du conduit.
En référence à la , un procédé de réparation ou de renforcement par chemisage du conduit 3 selon un mode de réalisation, comprend : - la délimitation 40 sur la surface extérieure du conduit 3 d’une portion à chemiser 31 incluant la zone défectueuse 30 ; - réalisation 41 d’un enroulement avec au moins un fil à électro-souder 1 autour du conduit sur la portion à chemiser 31 ; - positionnement 42 de la chemise 2 préformée autour de la portion à chemiser 31 ; - réalisation 43 de l’électro-soudage de la chemise 2 au conduit 3 par application d’un courant électrique à l’enroulement pendant une durée prédéfinie, et un serrage progressif de la chemise 2 sur le conduit 3 pendant l’électro-soudure.
Différents exemples de motifs d’enroulements des fils d’électro-soudure sont illustrés aux figures 3A à 5B.
Sur la , un fil d’électro-soudure est enroulé autour de la zone à chemiser 31 L’enroulement est notamment formé de deux spirales 14a, 14b reliées par une portion sensiblement droite 13c s’étendant longitudinalement suivant un axe longitudinale X de la portion à chemiser 31. Chacune des spirales 13a, 13b est positionnée à une zone d’extrémité 31a, 31b de la portion à chemiser 31 et est formée d’une ou de plusieurs spires 130. La portion droite 13c est positionnée pour être de préférence localisée au niveau de l’ouverture 30 longitudinale de la chemise 3. Ainsi, il est possible de réaliser simultanément des soudures transversale et longitudinale. Dans cette variante, la connexion électrique est réalisée aux deux extrémités 131a et 131b. Sur la , l’enroulement peut également comprendre une spirale intermédiaire 13d entre les deux spirales 13a et 13b et reliés par des portion sensiblement droites 13c et 13d.
Sur la , un fil d’électro-soudure est enroulé autour de la zone à chemiser 31 pour former une unique spirale 14, et l’électro-soudage est réalisé par connexion des extrémités 141, 142 de la spirale 14 à une alimentation électrique.
Sur la , l’enroulement est formé d’une première spirale 15a et d’une deuxième spirale 15b indépendante de la première spirale 15a. La première spirale 15a est positionnée au niveau d’une première zone d’extrémité 31a de la portion à chemiser 31, et la deuxième spirale 15b est positionnée au niveau d’une deuxième zone d’extrémité 31b de la portion à chemiser 31. Les première et deuxième spirales 15a, 15b sont formées chacune d’une ou de plusieurs spires. Dans cette variante, la connexion électrique est réalisée aux extrémités 151a, 152a, 151b et 151b de chacune des première et deuxième spirales 15a, 15b. Par ailleurs, comme illustré à la , en fonction de la longueur du chemisage, il est également possible de prévoir une ou plusieurs spirales intermédiaires 15c.
Sur la , la chemise est positionnée pour recouvrir l’enroulement et la zone à chemiser et un électro-soudage de la chemise 2 au corps 3 est réalisé par application d’un courant électrique à l’enroulement pendant une durée prédéfinie, accompagné d’un serrage progressif de la chemise 2 sur le corps 3, de manière à fusionner le fil d’électro-soudure à la chemise et au corps pour assurer une adhésion des différentes pièces entre elles et une étanchéité de l’ensemble.
Bien que décrite en référence à une application privilégiée de gazéification d’une charge de matière carbonée sous eau supercritique, un séparateur de sels selon l’invention peut être mis en œuvre dans de nombreuses applications, et tout particulièrement dans les domaines industriels de l'agroalimentaire, de la chimie, de l'énergie, dont le secteur pétrolier et le secteur des transports, …pour lesquelles une séparation de sels d’un mélange fluide aqueux est requis.
De manière générale, un séparateur de sels selon l’invention convient à la séparation de sels initialement présents dans des solutions aqueuses avec ou sans matière organique.
Plus spécifiquement, un séparateur de sels selon l’invention est avantageusement mis en œuvre dans une installation de conversion thermochimique de ressources carbonées humides, telle que la gazéification en eau supercritique.
Bon nombre de procédés existants permettent de convertir par voie thermochimique une charge carbonée en combustibles liquides (biocarburants, biochar), solides (granulés), et gazeux (biogaz, méthane, syngas, hydrogène).
Parmi ceux-ci, la gazéification de la biomasse et du charbon est connue depuis longtemps. De manière générale, on peut la définir comme une transformation thermochimique de la biomasse ou du charbon par l’action de la chaleur en présence d’agents gazéifiant. On cherche à générer, à l’issue de la gazéification, un mélange de gaz.
Ainsi, les procédés de gazéification de la biomasse ligno-cellulosique permettent de générer un gaz riche en méthane ou hydrogène.
Plus spécifiquement, la gazéification hydrothermale aussi appelée gazéification en eau supercritique est un procédé thermochimique permettant de produire du gaz renouvelable à partir d’une matière organique humide, comportant un taux de matière sèche typiquement compris entre 5 et 20% en masse, par exemple les déchets d’industrie agro-alimentaire, les effluents industriels comme la liqueur noire, les digestats de méthanisation non-épandables et les boues de stations d’épuration. En opérant à température et pression élevées, le procédé génère un gaz de synthèse à haut contenu énergétique, composé d’un mélange riche en méthane, hydrogène, dioxyde de carbone (syngaz) et autres hydrocarbures légers.
En exploitant les propriétés de l’eau en conditions supercritiques, soit à une température supérieure à 374°C et à une pression supérieure à 221 bar, le milieu devient très réactif, ce qui permet à la gazéification hydrothermale d’atteindre d’excellent taux de conversion du carbone de la biomasse en gaz, autour de 70-90%, tout en séparant les éléments inorganiques (sels), permettant potentiellement leur valorisation en nutriments, en particulier les éléments azote, phosphore, et potassium.
De manière générale, la séparation et la récupération des constituants inorganiques présents dans le flux d'alimentation des réacteurs qui mettent en œuvre des procédés thermochimiques sont cruciales, car ces constituants peuvent conduire au blocage de l'installation, à l'encrassement et à l'empoisonnement du catalyseur de gazéification. De plus, la récupération des sels offre la possibilité de produire un engrais en tant que sous-produit précieux (nutriments), comme explicité ci-avant.
Cette problématique de séparation des sels est encore plus prégnante dans le cas d’une gazéification en eau supercritique : l’évolution de la constante diélectrique et du produit ionique de l’eau à l’état supercritique conduisent à la précipitation des sels contenus dans la ressource. En effet, au voisinage du point critique, les propriétés de l’eau changent avec une baisse importante de la masse volumique et de la constante diélectrique de l’eau, entre autres. Dans ces conditions, les atomes des composants inorganiques qui pouvaient être dissous/transportés dans l’eau, en dessous du point critique ne le sont plus. Certains de ces sels peuvent modifier les propriétés physiques de l’eau et former une phase dense qui s’écoule en bas du réacteur, mais la plupart précipitent puis s’agglomèrent sur les surfaces chaudes et provoquent des bouchages des réacteurs et induire des arrêts intermittents de l’installation afférente. La gestion de la précipitation et du lieu de cette précipitation est un élément clef pour le développement de la gazéification hydrothermale.
De nombreux articles dans la littérature montrent que la séparation des sels dans un procédé de conversion thermochimique est d'une importance majeure pour l'efficacité réel du procédé global et pour la durée de vie de l’installation afférente. Néanmoins, l'inconvénient des séparateurs de sel connus jusqu'à présent est que la séparation du sel n'est toujours pas satisfaisante ou, bien que satisfaisante, nécessite des apports d’énergie thermique ou mécanique trop élevées ou que les sels soient associés à une part importante de matière organique. De plus, le colmatage et les dépôts sont un problème majeur dans de tels séparateurs de sel.
Plus particulièrement, divers articles scientifiques s’intéressent à la dynamique de la précipitation des sels en conditions d’hydrogénations supercritiques, qui permet de séparer des sels présents initialement d’une solution aqueuse contenant une matière organique.
La reproduit un séparateur de sels tel que divulgué dans la publication [1], tel qu’il a été envisagé pour la gazéification de biomasse à l'eau supercritique. Ce séparateur 1 comprend en tant que dispositif d’injection de la biomasse, un tube cylindrique 10 avec un orifice d’injection 11 à travers lequel la biomasse est injectée, et un orifice de sortie 12 à travers lequel la biomasse est évacuée dans une chambre intérieure C délimitée par une enceinte 2 à double-paroi 20, 21 dont celle extérieure 21, isolante thermiquement, intègre des éléments de chauffe 22 qui chauffe ainsi la chambre C et le tube d’injection 10.
Lorsque la biomasse humide est introduite dans le tube 10, elle est portée progressivement à une température d’environ 450°C : la précipitation s’opère quasi-instantanément dès que la température atteinte entraine une diminution de la solubilité des sels, entrainant la séparation de la biomasse humide en diverses phases, notamment solides dans une zone de séparation S au sein de la chambre C.
Dans la configuration installée à la verticale du séparateur, le mélange biomasse/eau/sels et autres solides, cette zone de séparation S génère une séparation gravitaire en une saumure très chargée en sels et une solution appauvrie en sels. Une zone de resolubilisation R, immédiatement en-dessous de la zone de séparation S permet la resolubilisation des sels qui sont donc évacués par gravité sous forme de saumure par l’orifice de sortie 23 percé dans le fond 24 du séparateur, et ce sans mélange avec la partie des effluents qui remonte dans la chambre C pour être évacuée par l’orifice de sortie 25 vers un réacteur de gazéification, non représenté.
De tels séparateurs gravitaires sont aussi décrits dans les publications [2] et [3] : ils sont mis en œuvre pour des fluides inorganiques et des dépôts de sels pour la gazéification hydrothermale. Pour une même application, il existe également des séparateurs cycloniques.
De manière préférée, le ou les éléments chauffants 26 du générateur de vapeur secondaire 25 sont au contact thermique de la face de traitement 20. Ainsi, la face de traitement 20, de préférence plus précisément la plaque de chauffe 200, peut être chauffée par le ou les éléments chauffants 26 du générateur de vapeur secondaire 25, ce qui permet un défroissage plus efficace lorsque la face de traitement 20 est disposée en regard d’une pièce textile.
Selon un certain mode de réalisation, le boîtier portatif 10 comprend une pièce de réception 29 comprenant une paroi interne définissant une enceinte dans laquelle est disposé le moteur 23. Cette pièce de réception 29 est donc de préférence comprise dans la tête de défroissage 2. La pièce de réception 29 comprend des pales s’étendant à partir de la paroi interne pour former, d’une part qui au moins un canal de circulation d’air d’aspiration entre un orifice d’aspiration d’air 22 et un orifice de sortie d’air d’aspiration et, d’autre part, au moins un conduit de refroidissement pour permettre une circulation jusque dans l’enceinte d’air de refroidissement entré par au moins un orifice d’entrée d’air de refroidissement.