INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les garnissages structurés en feuilles ondulées-croisées constituent dans la plupart des cas la solution technique la plus efficace pour les opérations de transfert de masse gaz-liquide. Comparativement aux autres familles de contacteurs que sont les garnissages vracs et les plateaux de distillation, ils conduisent à de plus faibles pertes de charge pour une même séparation, tout en ayant une capacité et une efficacité élevées. Leurs faibles pertes de charges conduisent à un gain énergétique et donc à une réduction du coût opératoire. La capacité de gaz et l’efficacité se reflètent dans la compacité en section et en hauteur de l’équipement. Réduire les dimensions de la colonne correspond à une réduction d’investissement initial.
Ces gains relatifs imputables aux garnissages structurés sont particulièrement importants dans le cas de procédés impliquant de faibles reflux liquides. C’est le cas notamment des colonnes de distillation à pression atmosphérique et plus encore pour les colonnes opérant sous vide.
Pour profiter au mieux de l’efficacité des garnissages ondulés-croisés, on peut chercher à augmenter la surface spécifique des garnissages, notamment en réduisant la hauteur des ondulations. On a alors une surface développée plus importante dans un volume donné, permettant plus d’échange et donc une hauteur de section réduite.
On parle parfois de garnissage de haute densité lorsque la surface spécifique excède 400 m 2 /m 3 .
Les garnissages structurés les plus denses atteignent jusqu’à 2100 m 2 /m 3 en laboratoire. Il y a cependant peu de références industrielles au-delà de 1000 m 2 /m 3 .
La surface spécifique a p peut se calculer à l’aide de la formule suivante :
où a p est en m 2 /m 3 , s est la longueur développée du côté d’une onde, b est la longueur de la base d’une onde (pas de l’onde), h la hauteur et τ et le taux de perforations de l’onde. Les longueurs s, b et h sont représentées sur la .
Les colonnes à garnissages structurés ondulé-croisé connues dans l’art antérieur comprennent des éléments fixés autour des cylindres des garnissages, ces éléments occupant l’espace annulaire entre la virole de la colonne et les cylindre des garnissages. Ces éléments, appelés « balayettes » ou en anglais « wall wipers » ou « wiper bands » sont prévus pour empêcher du liquide de circuler sur la virole, en le dirigeant vers l’intérieur du garnissage, via un pied de l’élément qui rentre dans le cylindre de garnissage. De tels éléments sont connus de FR2827527, GB2338194, US8807541 et WO9640428A& ou « Structured Packings in Air Separation Plants » de Hug, Proceedings Energy Week Conference, 1997.
L’usage de tels éléments accroît le coût de construction de la colonne et surtout réduit l’espace disponible dans la colonne dans lequel l’échange de chaleur et de masse peut avoir lieu.
Un but de l’invention est d’augmenter la section de la colonne disponible pour l’échange de chaleur et de masse efficace.
La illustre de façon schématique un système d’alimentation électrique d’un système de propulsion électrique d’un aéronef, conforme à un autre mode de réalisation de l’invention.
Le système d’alimentation électrique 10 représenté sur la est prévu pour alimenter un système de propulsion électrique 4 d’un aéronef tel que l’aéronef 1 représenté sur la . Il est par exemple installé dans une baie avionique 2 de l’aéronef. Le système de propulsion électrique 4 comprend au moins un moteur électrique entraînant une hélice de propulsion. Le système d’alimentation électrique 10 comprend au moins deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible prévus pour alimenter électriquement l’au moins un moteur électrique. Il comprend également un premier compresseur C1 prévu pour fournir de l’air comprimé aux deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible. Le premier compresseur C1 est couplé mécaniquement à un premier moteur électrique M1. L’ensemble formé par le premier moteur électrique M1 et le premier compresseur C1 est aussi appelé moto-compresseur. Le premier moteur électrique M1 comprend deux enroulements électriques W1a et W1b, chaque enroulement électrique étant alimenté électriquement à partir d’un ensemble de piles à combustible distinct parmi les aux moins deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible. Ainsi, l’enroulement électrique W1a est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC11, par l’intermédiaire d’un contrôleur C1a et l’enroulement électrique W1b est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC12, par l’intermédiaire d’un contrôleur C1b. De façon non limitative de l’invention, d’autres charges électriques Z11a … Z11j sont alimentées électriquement par l’ensemble de piles à combustible FC11, par exemple par l’intermédiaire d’un jeu de barres de distribution électrique B11, et d’autres charges électriques Z12a … Z12k sont alimentées électriquement par l’ensemble de piles à combustible FC12, par exemple par l’intermédiaire d’un jeu de barres de distribution électrique B12.
En fonctionnement normal, lorsque les ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible produisent de l’électricité, les deux enroulements électriques W1a et W1b du premier moteur électrique M1 sont alimentés électriquement, respectivement par l’intermédiaire des contrôleurs C1a et C1b. Cela permet au premier moteur électrique M1 de fonctionner à sa puissance nominale et d’entraîner le premier compresseur C1 qui peut ainsi fonctionner à sa puissance nominale.
En cas de panne de l’un des deux ensembles de piles à combustible, par exemple FC11, seul l’enroulement électrique W1b du moteur électrique M1 est alimenté, par l’autre ensemble FC12 de piles à combustible. Par conséquent, le moteur électrique M1 ne peut fonctionner qu’à la moitié de sa puissance nominale. Le compresseur C1, entraîné par le moteur électrique M1, ne peut alors lui aussi fonctionner qu’à la moitié de sa puissance nominale. Le fait que le compresseur C1 ne fonctionne qu’à la moitié de sa puissance nominale ne pose pas de problème dans de telles circonstances, puisque seul l’ensemble FC12 de piles à combustible a besoin d’air comprimé pour fonctionner, l’ensemble FC11 de piles à combustible étant en panne. L’au moins un moteur de propulsion est ainsi alimenté électriquement par l’ensemble FC12 de piles à combustible, ce qui permet à ce moteur de propulsion de continuer à fonctionner, bien qu’à puissance réduite de moitié par rapport à sa puissance nominale.
En cas de panne de l’un des contrôleurs C1a ou C1b ou en cas de panne de l’un des enroulements électriques W1a ou W1b du premier moteur électrique, le premier moteur électrique M1 est alimenté électriquement par un seul des deux enroulements. Comme dans le cas de panne précédent, il ne peut fonctionner qu’à la moitié de sa puissance nominale, de même que le premier compresseur C1. Par conséquent, les deux ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible reçoivent alors un flux d’air correspondant sensiblement à la moitié du flux d’air nécessaire pour leur fonctionnement nominal. Ces deux ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible peuvent ainsi délivrer sensiblement la moitié de leur puissance nominale, ce qui permet au moteur de propulsion de continuer à fonctionner, bien qu’à puissance réduite sensiblement de moitié par rapport à sa puissance nominale.
Dans le mode de réalisation représenté sur la , le système d’alimentation électrique 10 comprend en outre un troisième premier ensemble FC13 de piles à combustible et le moteur électrique M1 comprend un troisième enroulement électrique W1c alimenté électriquement par l’ensemble FC13 de piles à combustible par l’intermédiaire d’un contrôleur C1c. De façon non limitative de l’invention, d’autres charges électriques Z13a … Z13n sont alimentées électriquement par l’ensemble de piles à combustible FC13, par exemple par l’intermédiaire d’un jeu de barres de distribution électrique B13.
En cas de panne de l’un des trois premiers ensembles de piles à combustible FC11, FC12, FC13, deux des trois enroulements électriques W1a, W1b, W1c du moteur électrique M1 restent alimentés électriquement. Par conséquent, le moteur électrique M1 ne peut fonctionner qu’aux deux tiers de sa puissance nominale. Le compresseur C1, entraîné par le moteur électrique M1, ne peut alors lui aussi fonctionner qu’aux deux tiers de sa puissance nominale. Le fait que le compresseur C1 ne fonctionne qu’aux deux tiers de sa puissance nominale ne pose pas de problème dans de telles circonstances, puisque seuls deux des trois premiers ensembles FC11, FC12, FC13 de piles à combustible ont alors besoin d’air comprimé pour fonctionner, l’un desdits ensembles de piles à combustible étant en panne. L’au moins un moteur de propulsion est ainsi alimenté électriquement par deux des trois premiers ensembles de piles à combustible, ce qui permet à ce moteur de propulsion de continuer à fonctionner, bien qu’à puissance réduite d’un tiers par rapport à sa puissance nominale. Il en est de même en cas de panne de l’un des contrôleurs C1a, C1b ou C1c ou en cas de panne de l’un des enroulements électriques W1a, W1b ou W1c.
Dans le mode de réalisation représenté sur la , le système d’alimentation électrique 10 comprend une première partie similaire au système d’alimentation électrique correspondant au mode de réalisation représenté sur la . Cette première partie comprend les deux premiers ensembles FC11, FC12 de piles à combustible et le premier moteur électrique M1 couplé mécaniquement au premier compresseur C1. Les deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible sont prévus pour alimenter électriquement l’au moins un moteur électrique entraînant l’hélice de propulsion. Le premier moteur électrique M1 comprend deux enroulements électriques W1a et W1b, chaque enroulement électrique étant alimenté électriquement à partir d’un ensemble de piles à combustible distinct parmi les aux moins deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible. Ainsi, l’enroulement électrique W1a est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC11, par l’intermédiaire d’un contrôleur C1a et l’enroulement électrique W1b est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC12, par l’intermédiaire d’un contrôleur C1b. Le système d’alimentation électrique 10 comprend en outre une deuxième partie qui comprend deux deuxièmes ensembles FC21, FC22 de piles à combustible et un deuxième moteur électrique M2 couplé mécaniquement à un deuxième compresseur C2. Comme les deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible, les deux deuxièmes ensembles FC21 et FC22 de piles à combustible sont également prévus pour alimenter électriquement l’au moins un moteur électrique entraînant l’hélice de propulsion du système de propulsion électrique 4. Le deuxième moteur électrique M2 comprend deux enroulements électriques W2a et W2b, chaque enroulement électrique étant alimenté électriquement à partir d’un ensemble de piles à combustible distinct parmi les aux moins deux deuxième ensembles FC21 et FC22 de piles à combustible. Ainsi, l’enroulement électrique W2a est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC21, par l’intermédiaire d’un contrôleur C2a et l’enroulement électrique W2b est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC22, par l’intermédiaire d’un contrôleur C2b.
En fonctionnement normal, les ensembles FC11, FC12, FC21 et FC22 de piles à combustible produisent de l’électricité. Par conséquent, les deux enroulements électriques W1a et W1b du premier moteur électrique M1 sont alimentés électriquement, respectivement par l’intermédiaire des contrôleurs C1a et C1b. Cela permet au premier moteur électrique M1 de fonctionner à sa puissance nominale et d’entraîner le premier compresseur C1 qui peut ainsi fonctionner à sa puissance nominale. De même, les deux enroulements électriques W2a et W2b du deuxième moteur électrique M2 sont alimentés électriquement, respectivement par l’intermédiaire des contrôleurs C2a et C2b. Cela permet au deuxième moteur électrique M2 de fonctionner à sa puissance nominale et d’entraîner le deuxième compresseur C2 qui peut ainsi fonctionner à sa puissance nominale.
En cas de panne de l’un des quatre ensembles FC11, FC12, FC21 et FC22 de piles à combustible, celui des deux compresseurs C1 et C2 qui est normalement alimenté en partie par l’ensemble de piles à combustible qui est en panne, ne peut fonctionner qu’à la moitié de sa puissance nominale, comme déjà décrit dans le cas du mode de réalisation illustré sur la . Cela permet un fonctionnement normal de l’autre ensemble de piles à combustible alimenté en air par ce compresseur. Par conséquent, hormis l’ensemble de piles à combustible qui est en panne, les trois autres ensembles de piles à combustible fonctionnent de façon nominale. L’au moins un moteur de propulsion est ainsi alimenté électriquement par ces trois ensembles de piles à combustible, ce qui permet à ce moteur de propulsion de continuer à fonctionner, bien qu’à puissance réduite d’un quart par rapport à sa puissance nominale.
En cas de panne de l’un des quatre contrôleurs C1a, C1b, C2a ou C2b ou en cas de panne de l’un des quatre enroulements électriques W1a, W1b, W2a ou W2b, comme déjà décrit dans le cas du mode de réalisation illustré sur la , les deux ensembles de piles à combustible alimentés en air par le compresseur impacté par la panne continuent à fonctionner avec une puissance réduite sensiblement de moitié par rapport à leur puissance nominale. Les deux autres ensembles de piles à combustible fonctionnent à leur puissance nominale. Par conséquent, le moteur de propulsion continue à fonctionner, bien qu’à puissance réduite sensiblement d’un quart par rapport à sa puissance nominale.
Le système d’alimentation électrique 10 représenté sur la est similaire à celui représenté sur la . Il comprend en outre un premier ventilateur V1 faisant partie d’un système de rafraîchissement des deux premiers ensembles de piles à combustible FC11 et FC12. Ce ventilateur est par exemple intégré dans un échangeur de chaleur prévu pour rafraichir un fluide caloporteur d’un circuit de rafraîchissement des deux premiers ensembles de piles à combustible, par échange thermique avec de l’air issu de l’extérieur de l’aéronef. Comme le premier moteur électrique M1, le premier ventilateur V1 comprend deux enroulements électriques, chaque enroulement électrique étant alimenté électriquement à partir d’un ensemble de piles à combustible distinct parmi les aux moins deux premiers ensembles FC11 et FC12 de piles à combustible. Ainsi, l’un des enroulements électriques est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC11, par l’intermédiaire d’un contrôleur E1a et l’autre enroulement électrique est alimenté par l’ensemble de piles à combustible FC12, par l’intermédiaire d’un contrôleur E1b.
Le fait d’utiliser un ventilateur V1 commun pour le rafraîchissement de l’ensemble FC11 de piles à combustible et de l’ensemble FC12 de piles à combustible présente l’avantage de réduire la masse et l’encombrement du système de rafraîchissement par rapport à une solution classique dans laquelle un ventilateur indépendant serait utilisé pour le rafraîchissement de chacun desdits ensembles de piles à combustible.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de fermeture comporte une ouverture de remplissage et un volet mobile entre une position ouverte dans laquelle le volet libère au moins partiellement l’ouverture de remplissage et autorise une introduction de lait dans le réservoir de lait et une position fermée dans laquelle le volet obture au moins partiellement l’ouverture de remplissage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de maintien est configuré pour fixer de manière amovible, c’est-à-dire de manière temporaire et réversible, la partie de mélange et la partie de fermeture au réservoir de lait.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de verrouillage est annulaire et est mobile en rotation par rapport à la partie de fermeture autour d’un axe de rotation et entre la position de libération et la position de verrouillage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de verrouillage comporte au moins un organe de fixation, tel qu’une rampe de fixation, configuré pour coopérer avec au moins un élément de fixation, tel qu’un ergot de fixation, configuré pour être solidaire en rotation de la partie de mélange, et par exemple prévu sur la partie de mélange ou sur le réservoir de lait, l’au moins un organe de fixation étant configuré pour coopérer avec l’au moins un élément de fixation lors d’une rotation de la partie de verrouillage de la position de libération vers la position de verrouillage de manière à déplacer la partie de verrouillage en direction de la partie de mélange, la partie de verrouillage étant configurée pour déplacer la partie de fermeture vers la partie de mélange lors d’une rotation de la partie de verrouillage de la position de libération vers la position de verrouillage.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de verrouillage et la partie de fermeture forment un sous ensemble.
De manière connue, une bougie d’allumage comporte un nez comprenant une électrode extérieure, une électrode intérieure, un corps semi-conducteur agencé entre l’électrode intérieure et l’électrode extérieure et disposé en retrait par rapport à une extrémité libre de l’électrode extérieure et à une extrémité libre de l’électrode intérieure, de façon à définir une cavité de formation d’arc électrique, permettant la formation d’une étincelle à l’extérieur de la bougie, et un corps isolant agencé entre le corps semi-conducteur, l’électrode intérieure et l’électrode extérieure. La bougie d’allumage est montée sur un carter externe et traverse une ouverture de la virole externe, pour initier la combustion de l’air issu du compresseur de la turbomachine, mélangé à du carburant.
Cependant, il a été observé que le fonctionnement de la turbomachine peut entrainer un endommagement sur la bougie d’allumage, par exemple par fissure. Ceci est dû notamment aux vibrations et efforts générées par le fonctionnement de la turbomachine. Ces différents efforts sont en effet transmis à la bougie d’allumage via la peau externe du carter et se diffusent au niveau du dispositif de fixation et de son interface avec la bougie d’allumage, ce qui sollicite la bougie par des efforts latéraux, et en particulier de cisaillement.
Il a en particulier été observé que la bougie pouvait présenter une fissure interne, entre l’électrode externe et l’électrode interne, à la jonction entre le corps isolant et le corps semi-conducteur. Cette fissure atteste de la présence d’un canal de décharge, c’est-à-dire la formation de plusieurs arcs électriques, à l’intérieur de la bougie, et donc d’un court-circuit qui empêche le bon fonctionnement de la bougie. Il a en outre été observé que cette fissure interne prend naissance sur l’électrode extérieure, à l’interface avec le dispositif de fixation. Les efforts latéraux sont ainsi néfastes au bon fonctionnement de la bougie d’allumage.
La présente divulgation a notamment pour but d’apporter une solution au problème d’endommagement pouvant être rencontré par la bougie d’allumage, et ainsi apporter une solution de préservation et d’augmentation de la durée de vie d’une bougie d’allumage pour chambre de combustion.
Résumé A cet effet, il est proposé une bougie d’allumage d’axe longitudinal pour turbomachine d’aéronef, comportant un nez comprenant une électrode extérieure, une électrode intérieure, un corps semi-conducteur agencé radialement entre l’électrode intérieure et l’électrode extérieure et disposé longitudinalement en retrait par rapport à une extrémité libre de l’électrode extérieure et à une extrémité libre de l’électrode intérieure de façon à définir une cavité annulaire de formation d’arc électrique, et un corps isolant agencé radialement entre l’électrode intérieure et l’électrode extérieure, et en regard longitudinalement du corps semi-conducteur, le corps isolant et le corps semi-conducteur étant scellés entre eux par une épaisseur intercalaire de verre fondu. Selon l’axe longitudinal, l’épaisseur de verre fondu peut être définie selon un ratio par rapport à l’épaisseur de l’électrode extérieure, compris entre 0,9 et 1,5, de préférence 1,25.
De manière connue, le corps isolant et le corps semi-conducteur sont agencés au contact l’un de l’autre dans une zone de collage, dans laquelle plusieurs points de colle sont posés entre les deux surfaces, cette zone de collage étant elle-même agencée en regard de la zone de contact de l’électrode extérieure de la bougie avec le guide bougie que la bougie traverse axialement. Cette zone de contact est soumise à des efforts latéraux, en particulier de cisaillement, dû au fonctionnement de la turbomachine, ce qui peut entrainer une rupture du contact entre le corps isolant et le corps semi-conducteur et favoriser la création d’un canal de décharge depuis l’électrode extérieure jusqu’à l’électrode intérieure, entre le corps isolant et le corps semi-conducteur, et donc un court-circuit. L’élément de scellement permet ainsi de solidariser fortement le corps isolant au semi-conducteur, de sorte à augmenter la tenue de la bougie aux efforts latéraux induits par la chambre de combustion et ainsi éviter l’apparition d’un canal de décharge. Plus généralement, le scellement permet d’augmenter la durabilité de la bougie d’allumage. Le verre répond parfaitement à cette attente, étant donné sa forte résistance mécanique, et permet également d’éviter la création d’arc électrique, grâce à son fort pouvoir isolant électriquement. En outre, le verre présente l’avantage d’être malléable à l’état fondu, par obtention de la viscosité nécessaire permettant une durée de scellement comprise entre 2 et 3 minutes et un bon fluage pour une bonne répartition du matériau dans la zone de collage pour une adhérence homogène entre le corps isolant et le corps semi-conducteur.
Alternativement, l’épaisseur de verre fondu présente, entre le corps isolant et le corps semi-conducteur, une dimension longitudinale comprise entre 4 et 8 mm.
Dans la zone de collage, le corps isolant et le corps semi-conducteur sont ainsi espacés l’un de l’autre par un interstice, l’élément de scellement remplissant l’interstice. L’interstice est dimensionné de sorte à prévoir suffisamment de place entre les éléments composant la bougie pour y laisser pénétrer le verre à l’état fondu et permettre une bonne répartition du verre dans la zone de collage.
La présente description porte également sur une chambre de combustion d'une turbomachine, comprenant au moins une bougie d'allumage telle que décrite précédemment, portée par un carter externe et s'étendant dans des moyens de guidage portés par une paroi de révolution de la chambre et comprenant un guide tubulaire traversé axialement par la bougie et monté sur une cheminée fixée sur la paroi de révolution de la chambre et débouchant dans celle-ci.
La présente description vise également un procédé de fabrication d’une bougie d’allumage telle que décrite précédemment, le procédé comprenant : - placer une perle de verre entre le corps isolant et le corps semi-conducteur, - faire fondre la perle de verre pour sceller ensemble le corps isolant et le semi-conducteur.
En outre la perle de verre peut être fondue par un dispositif d’induction. Le dispositif d’induction peut être un anneau d’induction, agencé radialement autour de l’électrode extérieure, au niveau d’un espace interstitiel séparant longitudinalement le corps isolant du corps semi-conducteur.
Fig. 1 La est une vue schématique en coupe d’une chambre de combustion comportant un dispositif tubulaire de fixation et une bougie d’allumage selon la technique connue ;
Fig. 2 La est une vue schématique en coupe d’une partie de la bougie d’allumage selon la présente description.