INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
montre l’ ensemble raccordé de marquage (M) dans une position de libre comprenant l’ensemble tubulaire selon le premier exemple du premier mode de réalisation.
montre une représentation de l’ensemble raccordé de la dans une position de butée.
montre une représentation de différente chaine de côte sur une coupe axiale du premier exemple de l’ensemble tubulaire selon le premier mode de réalisation dans la position de butée.
montre une coupe axiale d’un exemple d’une partie d’un ensemble raccordé comprenant un ensemble tubulaire selon un troisième mode de réalisation dans une position de butée.
montre un agrandissement de la coupe de la .
Depuis de nombreuses années, des améliorations sont apportées aux turbomachines et des technologies nouvelles voient le jour dans le but, d’une part, de réduire la consommation en carburant des turbomachines et, d’autre part, de diminuer leur empreinte environnementale et, en particulier, les émissions de gaz à effet de serre, les oxydes d’azote (Nox) et le bruit.
L’une des nouvelles technologies implantées consiste, par exemple, en l’utilisation de nouveaux matériaux, comme les composites à tissage 3D pour les Aubes de soufflante (ou aubes Fan) ou les composites à Matrice Céramique (CMC) pour les anneaux. L’utilisation de ces nouveaux matériaux permet notamment de réaliser un moteur tenant mieux les températures extrêmes.
Une autre de ces nouvelles technologies consiste à implanter de nombreux échangeurs thermiques dans le but de refroidir l’huile du moteur et réchauffer le kérosène pour évaporer les particules de givre avant envoi dans la chambre de combustion.
Il résulte des toutes ces améliorations et nouvelles technologies qu’il existe, sur les moteurs, de plus en plus de zones soumises à de hautes températures, appelées zones chaudes, qui permettent un échange thermique. Or, jusqu’à présent ces échanges thermiques représentent une perte d’énergie.
Il existe donc un réel besoin d’une technique permettant d’utiliser l’énergie engendrée lors des échanges thermiques afin que cette énergie ne soit pas perdue.
Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus d’énergie perdue lors des échanges thermiques, le demandeur propose d’installer un ou plusieurs modules thermoélectriques dans les zones d’échanges thermiques afin de récupérer, sous la forme d’une énergie électrique, l’énergie générée par ces échanges thermiques.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé génération d’une énergie électrique au sein d’une turbomachine d’aéronef, comportant : une opération d’installation d’au moins un module thermoélectrique dans une zone de la turbomachine où ont lieu des échanges thermiques, le module thermoélectrique produisant une énergie électrique par effet Seebeck entre deux faces dudit module thermoélectrique soumises à des températures différentes ; et une opération de récupération de l’énergie électrique produite par le module thermoélectrique.
Ce procédé permet de transformer l’énergie générée par l’échange thermique en une énergie électrique utilisable, directement ou ultérieurement, par l’aéronef. Il permet ainsi de valoriser les énergies perdues, de réduire les coûts de fonctionnement de l’aéronef en réduisant les dépenses liées à la production d’électricité, d’améliorer le rendement de l’ensemble propulsif en récupérant l’énergie dissipée par les moteurs et de réduire l’empreinte carbone.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de génération d’une énergie électrique selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : l’énergie électrique récupérée est stockée dans un dispositif de stockage électrique. l’énergie électrique récupérée est conduite vers un dispositif électrique de l’aéronef.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un système de génération d’une énergie électrique au sein d’une turbomachine d’aéronef, mettant en œuvre le procédé tel que défini ci-dessus, ledit système comportant au moins un module thermoélectrique comprenant au moins : une première plaque thermoélectrique positionnée dans une zone chaude, une deuxième plaque thermoélectrique positionnée en regard de la première plaque, dans une zone froide, et un bloc semi-conducteur installé entre la première et la deuxième plaques thermoélectriques.
Ce système, qui se présente sous la forme d’un élément peu épais, offre l’avantage d’être facile à positionner sur une pièce ou une paroi de l’aéronef, à proximité de la zone où a lieu l’échange thermique. Il offre également tous les avantages énergétiques, financiers et écologiques cités précédemment pour le procédé de l’invention.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le système selon le deuxième aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : le bloc semi-conducteur est relié par un câblage électrique à un dispositif de stockage électrique et/ou un dispositif électrique de l’aéronef. le module thermoélectrique est positionné au voisinage d’un échangeur air-huile surfacique, dans un compartiment inter-veines de la turbomachine. le module thermoélectrique est positionné dans une paroi d’une zone d’échanges thermiques de la turbomachine et constitue au moins en partie une portion de cette paroi. la paroi est un carénage ou un carter de soufflante, de compresseur, de turbine ou de tuyère de la turbomachine. le module thermoélectrique est positionné au voisinage d’une vanne de contrôle du flux d’air primaire vers le flux d’air secondaire. il comporte plusieurs modules thermoélectriques positionnés les uns à côté des autres et formant un panneau thermoélectrique
Un troisième aspect de l’invention concerne une turbomachine d’aéronef, caractérisé en ce qu’elle comporte un système de génération d’une énergie électrique selon l’invention.
La , déjà décrite, représente une vue schématique d’une turbomachine à double flux avec ses différents étages ;
La représente une vue en perspective, en coupe partielle, d’un exemple de module thermoélectrique utilisé dans le procédé et le système de l’invention ;
Selon certains autres modes de réalisation, le reste du système de solvant est de l’eau (à savoir, le système de solvant est sensiblement exempt ou exempt de solvants autres que de l’eau et du monoalcool en C2-C5.
Selon certains modes de réalisation, la concentration en poids d’eau dans la composition va d’environ 10 %, 20 %, 30 % à environ 40 %, 50 % ou 60 %.
En outre, selon certains modes de réalisation, la composition est telle que : le composé Y a un HLB inférieur à six, de l’eau est présente dans une concentration en poids dans la composition de 5 % à environ 70 %, le composé X et le composé Y sont chacun indépendamment présents dans une concentration en poids d’environ 0,5 % à environ 25 %, et l’émulsion satisfait à une ou plusieurs des propriétés suivantes : a un module de cisaillement G’ à une contrainte de 0,1 % d’au moins environ 150 Pa ou a une limite d'élasticité d'au moins 7 Pa. Tels qu'utilisés ici, le module de cisaillement, G’ à une contrainte de 0,1 %, et la limite d'élasticité sont mesurés grâce aux procédés décrits dans le présent mémoire descriptif, ci-après.
Agents de coloration
Des modes de réalisation préférés de la présente invention proposent des compositions comprenant en outre optionnellement au moins un agent de coloration.
Selon ces modes de réalisation, l'au moins un agent de coloration est de préférence choisi parmi des pigments, des colorants, tels que des colorants liposolubles, des pigments nacrés et des agents nacrants. Selon certains modes de réalisation préférés, la composition inclut au moins un pigment.
Les colorants liposolubles représentatifs qui peuvent être utilisés selon la présente invention incluent rouge Soudan, rouge DC 17, vert DC 6, ß-carotène, huile de soja, marron Soudan, jaune DC 11, violet DC 2, orange DC 5, annatto et jaune de quinoléine. Les colorants liposolubles, le cas échéant, ont généralement une concentration allant jusqu’à 20 % en poids du poids total de la composition, telle que de 0,0001 % à 6 %, y compris toutes les plages et sous-plages entre elles.
Les pigments, qui peuvent être utilisés selon la présente invention, peuvent être choisis parmi des pigments blancs, colorés, inorganiques, organiques, polymères, non polymères, revêtus et non revêtus. Des exemples représentatifs de pigments minéraux incluent le dioxyde de titane, éventuellement traité en surface, l'oxyde de zirconium, l'oxyde de zinc, l'oxyde de cérium, les oxydes de fer, les oxydes de chrome, le violet de manganèse, le bleu outremer, l'hydrate de chrome et le bleu de Prusse. Des exemples représentatifs de pigments organiques incluent le noir de carbone, les pigments de type D & C, et les laques à base de carmin de cochenille, baryum, strontium, calcium et aluminium. Des pigments nacrés tels que du mica revêtu de titane ou d'oxychlorure de bismuth, des pigments nacrés colorés tels que du mica de titane avec des oxydes de fer, du mica de titane avec du bleu de Prusse ou de l'oxyde de chrome, du mica de titane avec un pigment organique choisi parmi ceux susmentionnés, et des pigments nacrés à base d''oxychlorure de bismuth peuvent également être utilisés.
Les pigments peuvent être présents dans une quantité efficace pour coloration. Par « quantité efficace pour coloration », on entend que les pigments peuvent être présents dans une quantité suffisante pour fournir une couleur visuelle, de telle sorte que lorsque les compositions sont appliquées sur le visage et observées dans des conditions normales d’éclairage (par exemple, ASTM D1729-2016) sur une peau de phototype III de Fitzpatrick . Les pigments peuvent être présents dans la composition dans une concentration allant de 30 % en poids du poids total de la composition, telle que de 2,5 % à 20 %, et en outre telle que de 5 % à 15 %, y compris toutes les plages et sous-plages entre elles.
Toutefois, il est possible que les compositions de la présente invention soient exemptes, sensiblement exemptes ou dépourvues d'agents de coloration tels que définis ci-dessus.
Des modes de réalisation préférés de la présente invention proposent des compositions comprenant en outre optionnellement au moins un agent gélifiant. Les agents gélifiants appropriés incluent les polymères amphiphiles.
Les polymères amphiphiles peuvent comprendre au moins un monomère éthyléniquement insaturé, contenant un groupe sulfonique, sous forme libre ou sous forme partiellement ou totalement neutralisée.
Au niveau de l’extrémité libre de la prise de charge 1 comportant le système de connexion 3, la gaine de protection 2 est poursuivie par un manchon 21 s’étendant depuis l’extrémité libre jusqu’à une butée 22. Cette butée 22 est destinée à venir en contact avec un élément de la prise de réception du véhicule automobile lorsque la prise de charge 1 est connectée au véhicule automobile. Le manchon 21 délimite un volume interne 23, ouvert au niveau de l’extrémité libre de la prise de charge 1 et destiné à recevoir une forme complémentaire prévue au niveau de la prise de réception du véhicule automobile, de sorte à connecter la prise de charge 1 au véhicule automobile.
Dans le mode de réalisation représenté, la prise de charge 1 est apte à distribuer une énergie électrique triphasée + neutre + terre. Il convient de noter que la description relative à la prise de charge 1 distribuant l’énergie électrique triphasée qui suivra s’applique mutatis mutandis à une distribution de l’énergie électrique monophasée.
Le système de connexion 3 comprend trois connecteurs de phase 31, 32 et 33 correspondant aux phases électriques, un connecteur neutre 34 et un connecteur de masse 35 relié à la terre. Le système de connexion 3 comprend également un connecteur de contact pilote 36 et un connecteur de contact de proximité 37 permettant d’assurer les fonctions de communication entre la prise de charge 1 et le véhicule automobile. Chacun de ces connecteurs 31, 32, 33, 34, 35, 36 et 37 s’étend dans le volume interne 23 selon une direction d’allongement principal longitudinale, c'est-à-dire parallèlement à l’axe L. On comprend que les connecteurs 31, 32, 33, 34, 35, 36 et 37 s’étendent parallèlement les uns par rapport aux autres.
Chacun des connecteurs 31, 32, 33, 34, 35, 36 et 37 comprend un tube 38, ou fût, formé d’un matériau destiné à isoler électriquement les éléments de connexion électrique du système de connexion 3.
La illustre le système de connexion 3 de la prise de charge 1 selon un premier mode de réalisation transposable au sein de la prise de charge représentée par la .
Selon l’invention, le système de connexion 3 comprend un corps 41 et au moins un organe de liaison électrique. Cet organe de liaison électrique est configuré pour être connecté avec un terminal électrique du véhicule automobile, le terminal électrique étant ménagé dans la prise de réception du véhicule automobile. Le corps 41 forme une structure rigide supportant le système de connexion 3.
Dans le mode de réalisation représenté, le système de connexion 3 comprend une pluralité d’organes de liaison électrique 42, un desdits organes de liaison électrique 42 étant associé à l’un des connecteurs 31, 32, 33, 34 et 35. Plus spécifiquement, les organes de liaison électrique 42 sont formés d’un cylindre creux configuré pour recevoir un terminal de la prise de réception du véhicule automobile. Ces organes de liaison électrique 42 sont logés dans les tubes 38, chacun des connecteurs 31, 32, 33, 34 et 35 étant formé d’un organe de liaison électrique 42 logé dans un tube 38. Il convient de noter que chaque tube 38 présente des dimensions permettant de loger et de maintenir en prise un organe de liaison électrique 42 en son sein.
Le contact entre la broche du terminal et l’organe de liaison électrique 42 permet de faire circuler un courant électrique entre la prise de charge 1 de la borne de chargement et la prise de réception du véhicule automobile. À cet effet, chaque organe de liaison électrique 42 est alimenté en énergie électrique au moyen d’un câble d’alimentation 43. Il convient de noter que seulement deux câbles d’alimentation 43 sont représentés par la pour éviter de surcharger celle-ci, cependant, chaque organe de liaison électrique 42 est connecté à un câble d’alimentation 43.
Le système de connexion 3 comprend également un dispositif de contrôle 5 d’une connexion électrique entre au moins un organe de liaison électrique 42 et le terminal de la prise de réception du véhicule automobile associé. Dans sa globalité, le dispositif de contrôle 5 comporte, selon l’invention, un plateau mobile 51 et un organe de mise en mouvement 52 du plateau mobile 51. Ce dispositif de contrôle 5 est configuré pour se déplacer dans le corps 41 le long d’un axe principal 50 du dispositif de contrôle 5. Cet axe principal 50 du dispositif de contrôle 5 est parallèle à l’axe L, on comprend que l’axe principal 50 est également parallèle à la direction d’allongement principal longitudinale des connecteurs 31, 32, 33, 34 ,35, 36 et 37.
En outre, le système de connexion 3 comprend une pluralité d’éléments d’obstruction 44 solidaires du plateau mobile 51 et destinés à venir se loger dans un cylindre creux associé formant un organe de liaison électrique 42. Ces éléments d’obstruction 44 présentent un aspect général cylindrique et sont logés dans le cylindre creux formant un organe de liaison électrique 42 associé. Par ailleurs, ces éléments d’obstruction 44 sont formés d’un matériau électriquement isolant. On comprend que les éléments d’obstruction 44 sont destinés à protéger l’utilisateur d’un risque d’électrocution en formant une barrière physique empêchant l’introduction d’un corps étranger dans l’un des connecteurs 31, 32, 33, 34 et 35.
L’organe de mise en mouvement 52 est l’élément d’obstruction 44 associé à l’organe de liaison électrique 42, par exemple ici du connecteur de masse 35. Cet organe de mise en mouvement 52 est solidaire du plateau mobile 51 au niveau d’une partie centrale de ce dernier de telle sorte qu’un axe de translation de l’organe de mise en mouvement 52 est perpendiculaire à plan principal du plateau mobile 51. Plus précisément, chacun des connecteurs 31, 32, 33, 34 et 35 forme un cylindre de révolution creux dont l’axe de révolution est perpendiculaire au plateau mobile 51. Chacun des axes de révolution des connecteurs 31, 32, 33, 34 et 35 est perpendiculaire au plateau mobile 51. Il convient de noter que l’axe de translation de l’organe de mise en mouvement 52 est coaxial de l’axe de révolution du connecteur de masse 35.
La partie centrale du plateau mobile 51 correspond à la partie du plateau mobile 51 située au niveau du milieu du segment formé par la projection sur le plateau mobile 51 d’un segment joignant un axe de révolution du connecteur de phase 31 et un axe de révolution du connecteur neutre 34. De plus, cette partie centrale du plateau mobile 51 est à égale distance des axes des organes de liaison 42 confondus avec l’axe de révolution du connecteur 31, 32, 33 et 34 associé. Dans cette configuration du plateau mobile 51, et tel qu’il sera décrit plus en détail dans la description qui suivra, le plateau mobile 51 est dans une première position dans laquelle le plateau mobile 51 interdit, par le biais des éléments d’obstruction 44, une connexion électrique entre chaque organe de liaison électrique 42 et le terminal de la prise de réception du véhicule associé.
La représente une vue de coupe du système de connexion 3 selon un plan de coupe parallèle à l’axe V et passant par l’axe principal 50 du dispositif de contrôle 5. Tel que visible sur la , l’organe de mise en mouvement 52 s’étend au moins en partie au travers du plateau mobile 51, et plus spécifiquement au niveau de ladite partie centrale du plateau mobile 51. En d’autres termes, le plateau mobile 51 s’étend dans un plan principal et l’organe de mise en mouvement 52 s’étend perpendiculairement et au moins en partie à travers le plateau mobile 51 par rapport audit plan principal.
En outre, le plateau mobile 51 est solidaire d’une tige 53 dont l’axe et l’axe de translation de l’organe de mise en mouvement 52 sont coaxiaux. Ainsi, on comprend que la tige 53 est disposée dans le prolongement de l’organe de mise en mouvement 52. Par ailleurs, le système de connexion 3 comprend un organe de rappel 54 formé d’un ressort hélicoïdal entourant la tige 53. Cet organe de rappel 54 est plaqué par une extrémité contre le corps 41 et par une extrémité opposée contre le plateau mobile 51.
Tel que particulièrement visible sur les figures 2 et 4, le plateau mobile 51 est configuré pour se déplacer entre une première position, visible sur la , interdisant une connexion électrique entre au moins un organe de liaison 42 et le terminal associé, et une deuxième position autorisant une connexion électrique entre au moins un organe de liaison électrique 42 et le terminal associé, cette deuxième position étant visible sur la .
À cet effet, le corps 41 du système de connexion 3 comprend deux glissières 410 s’étendant parallèlement à l’axe principal 50 du dispositif de contrôle 5 de part et d’autre du plateau mobile 51. Chaque glissière 410 coopère avec un élément de guidage 412 du plateau mobile 51 permettant à ce dernier de coulisser dans les glissières 410. On comprend que le plateau mobile 51 comprend deux éléments de guidage 412 qui forment plus spécifiquement une excroissance locale du plateau mobile 51 dont la forme est complémentaire d’une rainure 411 ménagée dans chaque glissière 410.
Une turbomachine classique à double corps, double flux, à soufflante, est représentée schématiquement sur la .
Elle comprend classiquement, d’amont en aval dans le sens de l’écoulement des gaz, une soufflante S, un compresseur basse pression 1, un compresseur haute pression 2, une chambre de combustion 3 qui reçoit un débit de carburant Qc, une turbine haute pression 4, une turbine basse pression 5 et une tuyère primaire d’échappement 6.
Le compresseur basse pression 1 et la turbine basse pression 5 sont reliés par un arbre basse pression 10 et forment ensemble un corps basse pression.
Le compresseur haute pression 2 et la turbine haute pression 4 sont reliés par un arbre haute pression 9 et forment ensemble, avec la chambre de combustion, un corps haute pression.
La soufflante S, qui est entraînée par l’arbre basse pression 10, soit directement, soit par l’intermédiaire d’un réducteur, comprime l’air issu de l’entrée d’air. Cet air se divise en aval de la soufflante S entre un flux d’air secondaire qui est dirigé directement vers une tuyère secondaire (non représentée) par laquelle il est éjecté pour participer à la poussée fournie par la turbomachine, et un flux dit primaire qui pénètre dans le générateur de gaz, constitué par les corps basse et haute pression, puis qui est éjecté dans la tuyère primaire 6.
Classiquement, il est connu d’installer des générateurs électriques dans la turbomachine pour alimenter le réseau électrique de bord. Ces générateurs sont entrainés par l’arbre haute pression 9 au travers d’une boîte d’accessoires afin de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique destinée aux systèmes secondaires à bord de l’aéronef.
Une variante peut consister à remplacer au moins un des générateurs électriques par au moins un démarreur afin d’assurer le démarrage de la turbomachine à partir d’énergie électrique. Le démarrage se fait en pilotant le démarreur électrique via un convertisseur situé soit dans la zone moteur, soit dans la zone cabine, s’alimentant par une source externe à la turbomachine à démarrer. Cette source peut être soit un groupe de parc au sol, soit une autre source électrique de bord qui a été préalablement mise en service (générateur auxiliaire de puissance, générateur électrique des autres turbomachines). Une fois la turbomachine démarrée, le démarreur électrique change de mode pour fonctionner exclusivement en générateur électrique.
Cependant, l’emploi d’un tel système pour assister la turbomachine en fournissant une quantité d’énergie électrique importante n’est pas toujours satisfaisant car il nécessite le recours à une source d’énergie électrique de forte capacité située en zone avion et des connexions électriques associées, ce qui génère un encombrement important et des pertes électriques élevées.
Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant une turbomachine hybride autonome. A cet effet, l’invention a pour objet une turbomachine double corps double flux pour aéronef, comprenant un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression, ladite turbine basse pression étant reliée audit compresseur basse pression par un arbre de rotation basse pression et ladite turbine haute pression étant reliée audit compresseur haute pression par un arbre de rotation haute pression, la turbomachine comprenant également un dispositif d'injection de puissance mécanique sur au moins un des dits arbres de rotation,
caractérisée en ce que la turbomachine comprend des composants capacitifs adaptés pour alimenter la turbomachine en énergie électrique à travers ledit dispositif d’injection de puissance mécanique, lesdits composants capacitifs étant disposés sur la turbomachine ou sur une structure de support de la turbomachine et agencés pour former au moins une paire de cercles concentriques, lesdites paires de cercles étant centrées sur un axe principal de la turbomachine, les cercles de composants capacitifs d’une même paire de cercles étant radialement au voisinage l’un de l’autre.
Les composants capacitifs peuvent notamment former deux paires de cercles écartées axialement l’une de l’autre.
Ladite structure de support peut être une nacelle recevant la turbomachine.