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L’eau pompée a une température initiale en général de quelques degrés ou de quelques dizaine de degrés. L’eau pompée passant dans un panneau solaire thermique peut être surchauffée d’une trentaine de degrés ou très nettement plus. Si la température finale est supérieure à cent degrés, il n’y a aucune difficulté à obtenir de la vapeur. Si la température finale est de l’ordre de 50 degrés, il n’y aura qu’un changement de phase partiel.
La est un schéma représentant le schéma de base de la centrale sujet de cette invention.
L’eau est pompée à l’aide d’une pompe (3) par un tuyau d’aspiration (1). L’eau sera rejetée par un tuyau de refoulement (2). L’eau pompée est surchauffée par un système thermique solaire (4) exposée au soleil pour être transformée en partie ou complètement en vapeur. La cuve (5) permet de récupérer en partie basse de l’eau liquide épurée et en partie haute de la vapeur. La vapeur permets d’entraîner une turbine (6). La vapeur redevient par refroidissement à l’aide d’un échangeur (7) de l’eau liquide. La pompe de circulation de l’eau pour le refroidissement n’est pas représentée sur le schéma. L’aspiration et le refoulement de l’eau de circulation pour le refroidissement sont repérés (8) et (9).
Au lieu d’utiliser de l’eau, il est possible d’utiliser un autre liquide comme par exemple l’ammoniac qui se vaporise intégralement à des températures plus faible que 100 degrés Celsius à la pression atmosphérique. L’eau est une source abondante et qui est peu être rejetée dans la nature sans problème particulier. Ce qui n’est pas le cas pour les autres fluides. Pour résoudre le non rejet, le fluide circule en circuit fermé et des échangeurs de chaleur permettent de faire le transfert.
La est un schéma représentant le schéma de la variante de la centrale sujet de cette invention avec un fluide autre que de l’eau.
La pompe (18) permet de faire circuler le fluide en circuit fermé. L’échangeur de chaleur (12) permet de transfert de la chaleur du fluide à pomper au fluide en circulation fermé et permettre au fluide en circulation fermée d’être à la température du fluide à pomper. Le fluide en circulation fermé est réchauffé par le système solaire thermique (13). Ce dernier système (13) permet d’effectuer le changement de phase du liquide en circulation fermée. Le liquide étant maintenant sous forme de gaz, il peut entraîner la turbine (14) pour produire de l’électricité avec un générateur électrique. Le gaz doit être refroidi pour qu’il se retrouve sa forme initiale liquide. C’est l’échangeur de chaleur (15) qui permet d’effectuer le refroidissement.
Il existe plusieurs type de panneau solaire thermique. Il est proposé une solution avec un cylindre creux en verre qui est décrit dans les paragraphes suivants.
La est un schéma représentant plusieurs versions de système solaire thermique avec un cylindre creux en verre (20). Un tube métallique (22) dans lequel circule le fluide à réchauffer est positionner en partie centrale du cylindre en verre (20). Le volume compris entre la surface interne du cylindre en verre (20) et la surface externe du tube métallique (22) est rendu en chaque extrémité, étanche. Le volume étant étanche, il est possible de faire du vide par exemple avec une pompe à vide. Le vide est un excellent isolant thermique. Un miroir (21) de forme demi cylindrique est positionné à l’intérieur du cylindre en verre (20). Ce miroir (21) permets de faire réfléchir les rayons du soleil vers le tube métallique (22). Lorsque le fluide à l’intérieur du tube métallique (22) commence à se transformer en vapeur. Le liquide à l’état gaz a une masse volumique nettement supérieure, comme le débit reste constant, la vitesse du fluide augmente considérablement et de ce fait la pression chute. La dépression créée favorise l’accélération de la vaporisation. Dans le cas de vaporisation très rapide, il peut être nécessaire de prévoir un tube métallique (23) de forme conique. Dans le cas des périodes de faible ensoleillement, il est possible de prévoir un tube métallique (24) qui ne soit pas cylindrique. La section non cylindrique du tube métallique (24) permets d’emprisonner des volumes de liquide qui peuvent se vaporiser beaucoup plus lentement. Cette section du tube métallique (24) favorise l’écoulement dans un seul sens.
Il existe plusieurs types de turbine à vapeur (6). La turbine de Laval est de conception simple. Une turbine proposée est un mixte entre la turbine de Laval et la turbine de Pelton avec un refroidissement spécifique afin d’optimiser les performances de la turbine.
La est un schéma représentant un injecteur (25) et des aubes (26) d’une turbine Pelton.
La est un schéma représentant la détente de la vapeur. La vapeur est introduit dans l’injecteur (25) en (27). La vapeur ressort de l’injecteur (25) en (28). la vapeur détendue à gagner de la vitesse et permets d’exercer une force sur les aubes (26).
La est un schéma représentant la position des injecteurs (25) et des aubes (26) sur la turbine (6). Les aubes (26) sont positionnées en périphérie d’un grand disque. Les injecteurs (25) sont positionnés de telle manière que la vapeur détendue (28) arrive tangentiellement au grand disque de la turbine (6) au niveau des aubes (26). Les injecteurs (25) sont isolés thermiquement, le disque avec les aubes (26) ainsi que le corps de turbine (6) ou (14) sont refroidis par l’intermédiaire de l’échangeur (7). La différence de température étant maximale, la détente de la vapeur (28) est optimale et permets d’améliorer les performances de la turbine vapeur (6).
En fonction de l’ensoleillement, la pression obtenue dans la cuve (5) est différente. Pour la turbine vapeur (6), il n’est pas nécessaire de mettre en œuvre tous les injecteurs (25) lorsque la pression est faible. Il est possible de gérer les nombre d’injecteurs (25) en fonction de la pression par l’intermédiaire d’un automate, de capteurs et de vannes pilotées. Il est possible de gérer le nombre d’injecteur (25) de façon mécanique.
La est un schéma représentant un système très simple pour gérer le passage de la vapeur en fonction de la pression. Ce système est similaire au système des autocuiseurs utilisées en cuisine. La vapeur en partie basse exerce sur la masse (29) une force de soulèvement. En fonction de la masse (29), celle-ci se soulève ou pas, ce système est une soupape lestée (29) .
La est un schéma représentant le schéma de base de la centrale sujet de cette invention dans une conception de technologie simple. La pompe (3) aspire l’eau à une température initiale en (1) et est rejetée en fin de processus en (2). L’eau pompée est surchauffée par le système thermique solaire (4), en passant dans le tube métallique (22) ou (23) ou (24), l’eau liquide se transforme partiellement ou totalement en vapeur. Dans la cuve (5), il est récupéré de l’eau liquide épurée. Une soupape (29) limite la pression dans cette cuve (5). La vapeur est injectée dans la turbine vapeur (6). Chaque injecteur (25) de la turbine vapeur (6) est muni de soupape (29) permettant leur mise en œuvre en fonction de la pression. A la sortie de chaque injecteur (25), la vapeur se détend et exerce une force sur les aubes (26) permettant la mise en rotation de la roue de la turbine et crée un couple moteur permettant d’entraîner une génératrice électrique. Pour que la détente soit maximale, le corps de la turbine (6) et la roue de la turbine (6) sont refroidis par l’eau à pomper par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur (7). La circulation de l’eau de refroidissement se fait avec une pompe (30) dont les points d’aspiration et de refoulement sont en (8) et (9).
La est un schéma représentant une variante du schéma précédent. Dans le cas ou l’eau à pomper est une rivière, les pompes (3) et (30) peuvent être remplacées par des venturi (31)
Le véhicule comporte au total six pions 10 répartis de la manière suivante : - un pion 10’’’ est inséré dans chacune des pièces support avant 7 et 8, et - deux pions 10’ et 10’’ sont insérés dans chacune des pièces support arrières 5 et 6, l’un (10’) en position avant et l’autre (10’’) en position arrière. Pour chaque pièce support arrière 5 et 6, le pion 10’ qui est en position avant est utilisé lorsque les barres sont en position transversale et le pion 10’’, qui est en position arrière, est utilisé lorsque les barres sont en position longitudinale.
Comme illustré sur les figures 3a, 3b, 3c et 3d, le système de fixation 20 comporte deux éléments qui coopèrent entre eux. Ces deux éléments sont, d’une part, un élément de positionnement 50 destiné à venir au contact avec le pion 10 et, d’autre part, un élément de serrage 30 monté en rotation autour de l’élément de positionnement 50. Sur les figures 3a et 3b, les deux éléments 30 et 50 du système de fixation 20 sont représentés indépendamment.
Lors de la fixation de la barre 3 (ou de la même manière pour la barre 2) sur une des pièces support 8, le pion 10 est inséré dans un orifice 9 de la barre 3. La barre 3 vient alors se positionner au contact de la pièce support 8 et le pion 10 émerge d’une surface inférieure 9’ de la barre. L’élément de positionnement 50 vient alors au contact du pion 10, l’élément de serrage 30 étant dans une position initiale dans laquelle il n’est pas au contact du pion 10 et dans laquelle le pion 10 peut se dissocier de l’élément de positionnement 50 par une simple pression exercée sur l’élément de positionnement afin de l’éloigner du pion 10. Lorsque l’utilisateur exerce une pression sur l’élément de serrage 30, ce dernier se place dans une position de fixation dans laquelle il bloque le pion au contact de l’élément de positionnement 50.
De façon plus détaillée, l’élément de positionnement 50 comporte un corps principal 52 comprenant une première encoche 54 qui comporte une extrémité ouverte 56 permettant l’insertion du pion 10 dans la première encoche et un fond 58 contre lequel le pion peut venir en butée. L’encoche 54 s’étend selon un axe E1 qui passe par l’extrémité ouverte 56 et le centre du fond 58 et qui s’étend dans un plan XY formé par les axes X et Y du véhicule précédemment définis.
En vue de dessus, le corps principal 52 possède une forme sensiblement rectangulaire qui s’étend selon un axe longitudinal A. Un premier ergot 62 et un deuxième ergot 64 émergent du corps principal 52 en s’étendant selon l’axe A et dans deux directions opposées. Par ailleurs, le corps principal 52 est prolongé par une languette 60 qui s’étend selon un axe B perpendiculaire à l’axe A. La languette 60 a un rôle de « contre-poids » afin d’assurer un positionnement parallèle du corps 52 par rapport au plan dans lequel s’étend la tête élargie 19 lors de la mise en contact de l’élément de positionnement avec le pion. Les axes A et B s’étendent, comme l’axe E1, dans le plan XY. L’axe E1 n’est pas aligné avec l’axe longitudinal B de la pièce et forme, avec l’axe B, un angle de 25° ± 15° en fonction du diamètre du pion. La première encoche 54 est donc positionnée de biais par rapport à l’axe longitudinal B de l’élément de positionnement 50.
En coupe longitudinale, le corps principal 52 possède une forme sensiblement hémicylindrique qui se prolonge par la languette 60 ayant une épaisseur réduite par rapport au corps principal 52. Le premier et le deuxième ergots 62 et 64 possèdent également une forme hémicylindrique.
Toujours en référence aux figures 3a, 3b, 3c et 3d, l’élément de serrage 30 possède un corps allongé 32 qui, en vue de dessus, possède une forme globalement rectangulaire dont l’axe longitudinal E2 se superpose à l’axe B de l’élément de positionnement 50.
Le corps allongé 32 possède une portion principale 31 destinée à se coupler à l’élément de positionnement 50 et qui se prolonge par une surface d’appui 35. La portion principale 31 comporte une deuxième encoche 34 qui possède une extrémité ouverte 36 permettant l’insertion du pion 10 et un fond 38 contre lequel le pion 10 peut venir en butée. La deuxième encoche 34 s’étend selon l’axe E2 qui passe par l’extrémité ouverte 36 et le centre du fond 38.
Un logement 37 est formé dans une partie supérieure de la portion principale 31 de manière à pouvoir accueillir l’élément de positionnement 50 lorsque ce dernier est couplé à l’élément de serrage 30. Le logement 37 est un creux de forme hémicylindrique qui épouse la partie hémicylindrique du corps principal 52. L’élément de positionnement 50 peut ainsi être emboité dans le logement 37 de l’élément de serrage 30.
Par ailleurs, deux encoches secondaires 39 et 39’ émergent des bords latéraux de l’élément de serrage 30. Ces deux encoches secondaires 39 et 39’ sont destinées à accueillir les ergots 62 et 64 de l’élément de positionnement 50. Lorsque l’élément de positionnement 50 est emboité dans l’élément de serrage 30, l’ensemble ergots/encoches secondaires permet une rotation de l’élément de serrage 30 autour de l’axe A. De plus, les formes complémentaires du logement 37 et du corps principal 52 permettent à l’élément de serrage 30 de coulisser autour de l’élément de positionnement 50 tout en restant en contact étroit avec le corps principal 52.
Comme illustré sur la , en coupe longitudinale, la portion principale 31 de l’élément de serrage 30 est en forme de came ce qui permet, lors du passage de l’élément de serrage 30 de la position initiale à la position de fixation, de bloquer le pion 10 dans une position haute. En effet, lorsque l’élément de serrage 30 est en position initiale, une épaisseur e1 faible de l’élément de serrage 30 est positionnée sous l’élément de positionnement, alors que, dans la position de fixation, une épaisseur e2 supérieure à e1 est positionnée sous l’élément de positionnement 50 qui maintient donc le pion 10 dans une position plus haute. En effet, le pion 10 émerge de la pièce de support 8 et, en passant dans la position de fixation, l’élément de serrage 30 se positionne entre la pièce support 8 et l’extrémité libre 16 du pion en soulevant le pion 10.
En référence aux figures 4a, 4b et 4c, l’attache du système de fixation 20 au pion 10 va être décrite. Comme illustré sur la , l’attache se fait lorsque le pion 10 a été préalablement placé en position levée par un utilisateur et que l’élément de serrage 30 est en position initiale dans laquelle la surface d’appui 35 s’étend en position sensiblement verticale. Le pion 10 est alors positionné en regard de l’extrémité ouverte 56 de la première encoche 54. Le système de fixation 20 peut alors être poussé par l’utilisateur de façon à effectuer une translation vers le pion 10 qui s’insère ainsi dans la première encoche 54 pour venir se positionner contre le fond 58 de la première encoche 54, comme illustré sur la . A cette étape, l’extrémité ouverte 56 n’est pas bloquée et le pion 10 peut être dissocié du système de fixation 20 simplement en éloignant ce dernier du pion 10.
Une fois le pion 10 positionné au contact du fond 58, et pour finaliser l’attache du système de fixation 20 au pion 10 et donc la fixation de la barre 3 à la pièce support 8, l’utilisateur exerce une pression sur la surface d’appui 35 de manière à positionner l’élément de serrage 30 dans une position sensiblement horizontale représentée sur la .
Lorsque l’élément de serrage 30 est dans la position initiale et que le pion 10 est positionné au fond de la première encoche, l’extrémité ouverte 36 de la deuxième encoche 34 est positionnée en regard du pion 10. Lorsque l’élément de serrage passe en position de fixation par une rotation autour de l’élément de positionnement selon l’axe A, la deuxième encoche 34, et notamment des parois latérales de la deuxième encoche 34, coulissent contre le pion 10 de manière que le pion 10 se positionne contre le fond 38 de la deuxième encoche 34.
Le coulissement de la deuxième encoche 34 s’effectue selon un axe E2 qui n’est pas aligné avec l’axe E1 et qui forme un angle de 25° ± 15° avec l’axe E1. Ainsi, lorsque l’élément de serrage 30 est en position de fixation, les extrémités ouvertes 36 et 56 de la première et de la deuxième encoches 34 et 54 sont décalées comme illustré en vue de dessus sur la . Le pion 10 est alors bloqué au fond de la première et de la deuxième encoches 34 et 54 par la première encoche 54, et notamment par des parois latérales de cette dernière.
Dans cette position de fixation, l’axe E2 s’étend dans un plan XY’ qui est parallèle et placé au-dessus d’un plan XY dans lequel s’étend l’axe E1 La première encoche 54 et la deuxième encoche 34 sont ainsi positionnées l’une au-dessus de l’autre selon un axe vertical. La première et la deuxième encoches 34 et 54 forment ainsi un logement pour le pion 10. En particulier, le corps cylindrique du pion 10 est au contact des parois de la première et de la deuxième encoches 34 et 54 et il est ainsi maintenu simultanément par les deux encoches.
Quel que soit le mode de réalisation, la canalisation 20 comprend au moins une bande de rigidification 24 plaquée contre le conduit 22, sur au moins une partie de la longueur du conduit 22, s’étendant selon une direction longitudinale sensiblement parallèle à l’axe A22 du conduit 22 et présentant, au moins dans un état, une raideur importante selon la direction longitudinale. Ainsi, lorsqu’elle est plaquée contre le conduit 22, la bande de rigidification 24 confère au conduit 22 une raideur importante selon la direction longitudinale limitant les risques d’affaissement du conduit 22 qui reste rectiligne.
Selon une configuration, la bande de rigidification 24 présente, dans des plans perpendiculaires à la direction longitudinale, une courbure sensiblement égale à la courbure de la face extérieure F22’ du conduit 22. En raison de cette courbure, la bande de rigidification 24 présente un moment d’inertie important selon la direction longitudinale, lui conférant une raideur importante selon la direction longitudinale et limitant ainsi les risques de flexion.
Selon un mode de réalisation, chaque bande de rigidification 24 présente un pourtour sensiblement rectangulaire, comprenant des premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2 sensiblement parallèles entre eux et agencés parallèlement à l’axe A22 du conduit 22 (ou à la direction longitudinale) ainsi que des premier et deuxième bords transversaux 28.1, 28.2 sensiblement perpendiculaires aux premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2. La bande de rigidification 24 présente une première surface F24 destinée à être plaquée contre le conduit 22 et une deuxième surface F24’ opposée à la première surface F24.
Selon une configuration, la bande de rigidification 24 présente une largeur (distance séparant les premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2) sensiblement égale ou légèrement inférieure à une moitié de la circonférence du conduit 22. Selon un agencement, chaque bande de rigidification 24 est positionnée contre le conduit 22 afin que les premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2 soient positionnés de part et d’autre de la génératrice inférieure G22, de préférence de manière à ce qu’ils soient sensiblement symétriques par rapport à la génératrice inférieure G22.
Pour donner un ordre de grandeur, la bande de rigidification 24 présente une épaisseur (distance séparant les première et deuxième surfaces F24, F24’) de l’ordre du millimètre, comprise entre 0,5 et 1,5 mm, une largeur (distance séparant les premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2) de l’ordre de 1 à 5 cm et une longueur (distance séparant les premier et deuxième bords transversaux 28.1, 28.2) supérieure à 10 cm.
La canalisation 20 comprend au moins une liaison 30 reliant la bande de rigidification 24 et le conduit 22. Selon une configuration, la liaison 30 est une colle ou un film de colle intercalé(e) entre la bande de rigidification 24 et la face extérieure F22’ du conduit 22. Selon une autre configuration, la liaison 30 comprend des colliers de serrage 30.1, 30.2, répartis entre les première et deuxième extrémités 22.1, 22.2, enserrant la bande de rigidification 24 et le conduit 22.
Selon une configuration, la bande de rigidification 24 est métallique et configurée pour se déformer de manière élastique entre un état enroulé lorsque les sections transversales de la bande de rigidification 24 sont rectilignes, comme illustré sur la , et un état allongé et raide lorsque les sections transversales de la bande de rigidification 24 sont courbes, la première surface F24 destinée à être plaquée contre le conduit 22 étant courbe et concave, comme illustré sur la . Cette configuration permet de réduire l’encombrement de la bande de rigidification 24 lorsqu’elle n’est pas utilisée. Ainsi, lorsqu’ils ne sont pas utilisés, le conduit 22 souple et la bande de rigidification 24 peuvent être stockés enroulés.
La bande de rigidification 24 comprend au moins un renfort longitudinal 32, sensiblement parallèle à la direction longitudinale (ou au premier ou deuxième bord latéral 26.1, 26.2), qui s’étend quasiment sur toute la longueur de la bande de rigidification et présente une raideur importante selon la direction longitudinale. Selon un agencement, la bande de rigidification 24 comprend des premier et deuxième renforts longitudinaux 32, 32’ positionnés respectivement au niveau des premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 8 et 9, la bande de rigidification 24 est en matière plastique souple ou semi-rigide et comprend des premier et deuxième renforts longitudinaux 32, 32’ positionnés respectivement au niveau des premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2. Chacun des premier et deuxième renforts longitudinaux 32, 32’ comprend un bourrelet 34 solidaire de la bande de rigidification 24, réalisé d’un seul tenant avec cette dernière, ainsi qu’un tube 36 rigide, fendu sur sa longueur, enfilé sur le bourrelet 34. Le bourrelet 34 présente une section ronde. En complément, le tube 36 présente un diamètre intérieur sensiblement égal ou très légèrement supérieur au diamètre du bourrelet 34.
Selon un autre mode de réalisation visible sur les figures 10 à 12, la bande de rigidification 24 est métallique ou en matière plastique semi-rigide et comprend des premier et deuxième renforts longitudinaux 32, 32’ positionnés respectivement au niveau des premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2. Chacun des premier et deuxième bords latéraux 26.1, 26.2 présente un profil 38 recourbé ou plié formant un renfort longitudinal 32, 32’. Selon un mode de réalisation, le profil 38 présente une section en C ou en U
Selon une configuration, pour réduire sa masse, la bande de rigidification 24 est évidée, comme illustré sur la . A titre d’exemple, la bande de rigidification 24 comprend des découpes 40 réparties de manière homogène sur toute la surface de la bande de rigidification 24.
Selon un autre mode de réalisation, la canalisation 20 comprend au moins une bande de rigidification 24’ qui s’étend sur toute la circonférence du conduit 22, comme illustré sur la .
Ces différents modes de réalisation permettent de réduire la masse de la canalisation et les coûts de production.
Dispositif de détection d’une anomalie d’une vanne La présente invention concerne un dispositif de détection d’une anomalie d’une vanne et un procédé de détection d’une anomalie d’une vanne.
On connaît un procédé de détection d’une anomalie d’une vanne nécessitant le contrôle d’un opérateur ou ayant lieu de manière ponctuelle. On connaît en outre un procédé de détection d’anomalie d’un dispositif mécanique, par la mise en œuvre d’une méthode d’apprentissage automatique, nécessitant de 20 à 100 paramètres différents pour l’entrainement d’un modèle. Ce type de procédé génère un grand nombre de faux positifs et faux négatifs pendant la phase de détection d’anomalie.
La présente invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un dispositif de détection d'une anomalie d'une vanne montée dans une canalisation et agencée pour permettre à un fluide de circuler d’amont en aval, le dispositif comportant :