INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
chauffer l’oxygène et le gaz combustible, pour améliorer la combustion et réduire les rejets d’oxydes d'azote ; condenser la vapeur d’eau des fumées et récupérer parfaitement la chaleur de condensation ou énergie latente (en abaissant la température des fumées la vapeur d'eau se transforme en eau liquide).
supprimer d'éventuelles poussières générées par le foyer de la chaudière (poussière réfractaire).
A titre d’exemple, l’Oxy-Combustion au méthane nécessite 64g d'oxygène pour 16 g de CH 4 et produira 36 g d’eau qui seront facilement séparées et 44g de CO 2 . Le rapport O 2 / CO 2 est donc de 64/44= 1,45.
Le CO 2 nécessite approximativement 85 Kcal/kg pour passer de +20°C à -20°C (20 bar). L'oxygène liquide libère 71,7 Kcal/kg à 8 bars de sa forme liquide à une température de - 30°C. La puissance frigorifique théorique disponible est donc de (71,7 x 1,45) + 103 Kcal pour liquéfier un kg de CO 2 .
Les avantages de l’utilisation d’oxygène liquide précédemment cités permettent à l’utilisateur d’une telle oxycombustion de financer une bonne partie (voire la totalité) de l'oxygène nécessaire à la combustion. Sachant que le choix de la séquestration du CO 2 est de valoriser ce gaz sur des procédés qui utilisent habituellement un CO 2 marchand, l’utilisateur dispose ici d’un CO 2 largement compétitif, cet utilisateur a par ailleurs réduit ses rejets de CO 2 en réduisant sa consommation de CH 4 et en n'utilisant pas de source « marchande » de CO 2 , puisque la source est récupérée sur le site.
La annexée illustre un exemple d’équipement convenant pour la mise en œuvre de l’invention, dans le cas d’une utilisation sur le site considéré pour faire de l’anesthésie de volailles en tunnel. Dans le cas de cette installation, on a travaillé dans des conditions où le besoin de CO 2 est synchronisé avec le besoin d'eau chaude : de l'eau chaude est utilisée pour déplumer les volailles et du CO 2 gazeux est utilisé pour endormir les volailles. Dans ce cas-ci il n’était pas nécessaire de liquéfier le CO 2 .
La nomenclature des éléments présents sur cette est la suivante :
1 : stockage oxygène liquide. 2 : vaporisateur O 2 . : cet échangeur 2 réalise l’échange thermique entre les fumées et l’oxygène liquide, on y abaisse la température des fumées à une température typiquement proche de 2°C pour enlever le maximum d’eau possible, et garder alors du CO 2 . 3 : platine de régulation de l’injection de O 2 et CH 4 . 4 : chaudière. 5 : bruleur. 6 : module d’analyse des fumées. 7 : épurateur cryogénique. 8 : turbine basse pression (la turbine 8 permet d'aspirer les fumées en provenance de l’échangeur 7 et de les envoyer dans le tunnel 20, en contrant par ailleurs les pertes de pression intervenant aux différentes étapes précédentes). 9 : vanne de régulation (qui est pilotée par le tunnel d'anesthésie, si le tunnel est à l'arrêt les gaz sont envoyés à l’extérieur, tandis que plus le tunnel nécessite du CO 2 plus la vanne s’ouvre vers le circuit du tunnel). 10 : réchauffeur CH 4 (ce réchauffeur permet de réchauffer le gaz combustible avant de l’envoyer dans le brûleur). 11 : réchauffeur O 2 (ce réchauffeur permet de réchauffer l'oxygène avant de l’envoyer dans le brûleur). 12 : condenseur fumées (permet de réchauffer l’eau avant de l’envoyer dans la chaudière). 13 : eau de ville ou forage, qui sera chauffée pour l'utilisation du site, mais cette eau qui est froide (généralement 10 à 20 °C) , permet également d'abaisser la température des fumées en sortie de chaudière. 14 : combustible nécessaire à chauffer l’eau, par la chaudière, ce combustible peut être également chauffé pour augmenter le rendement de combustion. 20 : tunnel anesthésie de volailles.
Détaillons dans ce qui suit ce qui intervient aux différents équipements présents sur la , ainsi qu’un exemple de mise en œuvre donnant les caractéristiques thermiques des fluides intervenant à chaque étape, données ne représentant qu’un exemple de mise en œuvre qui ne sont qu’illustratives des équipements et conditions opératoires utilisés ici :
Au niveau de la chaudière 4 : l’eau de ville y entre à une température voisine de 25°C et en ressort à une température voisine de 85°C, les fumées sortent de la chaudière à une température voisine de 220°C. au niveau du réchauffeur 10, le gaz combustible entre à une température voisine de 15°C et en sort à une température voisine de 95°C, et les fumées sortent de cet élément 10 à une température voisine de 210°C. au niveau du réchauffeur 11, l’oxygène entre à une température voisine de 5°C et en ressort à une température voisine de 95°C, et les fumées sortent de cet élément 11 à une température voisine de 200°C. au niveau du condenseur 12, l’eau de ville y entre à une température voisine de 5°C et en ressort à une température voisine de 25°C, et les fumées sortent de cet élément 12 à une température voisine de 90°C (L'échangeur 12 permet donc de récupérer des calories dans les fumées et préchauffe l'eau qui va rentrer dans la chaudière ( principe des chaudières à condensation)). au niveau de l’échangeur 2, l’oxygène entre à une température voisine de -183°C et en ressort à une température voisine de +5°C, et les fumées sortent de cet élément 2 à une température voisine de +2°C. A cette étape, l’eau est entièrement condensée, il ne reste que du CO 2 . au niveau de l’élément 7, l’eau de ville y entre à une température voisine de 15°C et en ressort à une température voisine de 5°C, et les fumées sortent de cet élément 7 à une température voisine de 10°C (l'échangeur 7 permet donc de remonter la température du CO 2 autour de 10-12°C après en avoir enlevé l'eau, ce qui est requis pour de telles application d’anesthésie selon les législations en vigueur) .
Considérons dans ce qui suit l’exemple d’un abattoir de 40 tonnes/h, anesthésiant dans les conditions suivantes :
Un besoin de CO2 de 5 gr par kg de volaille Pour une production de 10000 poulets par heure, en considérant des poulets pesant en moyenne 2,2 kg chacun, on obtient un besoin de 110 kg de CO 2 par heure, d’où 2500 mol/h de CO 2 , et donc 2500 x 2 = 5 000 mol/h d’oxygène, i.e 160 Kg d'oxygène. 2500 mol de CH 4 x 16 = 40 kg de CH 4 par heure. Considérant que la combustion du méthane à 25 °C libère une énergie de 39,77 MJ/m 3 (55,53 MJ/kg ), soit 11,05 kWh/m 3 (15,42 kWh/kg= 616 KWh). La masse de CO 2 rejetée par mole d’octane consommée est de 44 g. Le rapport consommation de méthane/ rejets de CO 2 est de 44/16 = 2,75 g. 1 kg de méthane rejette 2,75kg de CO 2 . Un gain de 20% sur le CH 4 (gain d’énergie avec absence azote + élévation T°C comburant/combustible, transferts radiatifs) : (616/100)x20=123 Kw 123 x 0,10€ le Kw gaz (prix que l’on peut considérer comme référence) = 12,3€ par heure Dans les conditions de la présente simulation, le gain sur le gaz naturel permet de payer une partie de l'oxygène pour l'élaboration du CO 2 :
160 x 0,088€ le kg= 14,08€ O 2 par heure 14,08 - 12,3 = 1,78€ pour 110 kg de CO 2 soit 1,78/110 x 1000= 16,1 . Ce qui revient à un coût du CO 2 à 16,1€/Tonne Si aucun gain n’intervient sur la combustion, le prix du CO 2 est voisin de 134,5€ la tonne (à comparer à environ 150€/Tonne pour le CO 2 marchand).
On considère généralement dans ce domaine des tunnels d’anesthésie de volailles que l’on souhaite atteindre une teneur en CO 2 dans le tunnel qui est au moins de 55%.
Tel que visible sur les figures 2A, 2B, les perforations 6 de la plaque perforée 5 permettent une distribution homogène du flux d’air en plusieurs lignes d’écoulement laminaire présentant des vitesses similaires. L’homogénéité de distribution du flux d’air permet de diriger et d’atteindre de manière précise chaque partie de l’élément 11 à traiter peu importe sa forme géométrique complexe.
Tel que visible sur la , selon un autre exemple de réalisation, compatible avec les exemples précédents, afin d’améliorer la distribution du flux d’air, au moins deux perforations (6) de la plaque perforée (5) sont de diamètre sensiblement identique.
Selon un autre exemple de réalisation de l’invention, compatible avec les exemples précédents et visible sur la au moins une partie des perforations (6) est disposée en quinconce.
La configuration en quinconce est privilégiée pour une répartition homogène des lignes d’écoulement du flux d’air en sortie de la plaque perforée 5. Cette configuration limite le risque d’un écoulement turbulent ou tourbillonnaire en aval de la plaque perforée 5 qui est difficile à maitriser, notamment en termes de vitesse. La configuration en quinconce est favorable à l’obtention d’un flux d’air homogène, directement en aval de la plaque perforée 5, qui est capable d’atteindre les courbes de l’élément 11 de forme géométrique complexe à traiter.
Selon un autre exemple de réalisation de l’invention, compatible avec les exemples précédents, au moins une partie des perforations (6) présente une répartition homogène sur la plaque perforée (5).
De préférence, selon un premier mode de réalisation, l’intégralité des perforations 6 est répartie de manière homogène sur la plaque perforée 5 tel que visible sur les figures 2A, 2B et 4. En conséquence, les flux d’air sortant en aval de la plaque perforée 5 sont réguliers, homogènes en termes de vitesse et avec des lignes d’écoulement laminaires parallèles entre elles.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la concentration des perforations 6 est plus importante au centre de la plaque perforée 5 au niveau du moyen de division 7 qu’au niveau de la périphérie de la surface de la plaque perforée 5, de sorte que les lignes d’écoulement du flux d’air se concentrent à proximité du moyen de division 7.
En conséquence, la configuration structurelle de l’ensemble de diffusion 1 de l’invention permet de contrôler et d’optimiser le flux d’air destiné à traiter l’élément 11, notamment en termes de vitesse et de direction de distribution du flux d’air. Ce flux d’air optimisé peut alors atteindre de manière constante et homogène l’ensemble de l’élément 11 de forme géométrique complexe dans tous ses recoins ou courbures.
La présente invention concerne également un dispositif de lavage et de séchage (10) d’éléments (11), comprenant au moins un caisson configuré pour recevoir au moins un élément (11) à sécher, ledit caisson comprenant au moins une chambre (12) qui est équipée : d’au moins un moyen de distribution d’air configuré pour alimenter un moyen de séchage, d’au moins un moyen de séchage des éléments (11) par diffusion d’air, d’au moins un moyen d’extraction de l’air (13) circulant dans ladite chambre (12), caractérisé en ce que ledit moyen de séchage des éléments (11) comprend au moins un ensemble de diffusion d’air selon la présente invention, tel que par exemple illustré sur les figures 5 à 7.
Tel que visible sur la , le dispositif de lavage et séchage 10 de l’invention, notamment par la présence de l’ensemble de diffusion de l’invention, permet une circulation de l’air dans l’ensemble du caisson selon une orientation, un sens de circulation et une vitesse suffisante pour atteindre l’ensemble des zones et de la surface de l’élément 11 à traiter qui est disposé dans le caisson.
La coopération des moyens et la configuration structurelle du dispositif de lavage et séchage 10 de l’invention, permettent d’avoir au sein du caisson des lignes d’écoulement du flux d’air adéquates pour sécher l’ensemble de l’élément 11 et éviter le risque de résidus humide.
Selon un exemple de réalisation visible sur les figures 5 et 6, le caisson est formé par des parois verticales (121) assemblées entre elles par un fond (122) et un plafond (123).
Selon un premier mode de réalisation visible sur les figures 5 et 6, le caisson du dispositif est constitué d’une seule chambre 12 dans laquelle est réalisée à la fois l’opération de lavage et l’opération de séchage.
Selon un autre mode de réalisation du dispositif de l’invention, le caisson comprend au moins deux chambres distinctes dont une chambre de séchage 12 et une chambre de lavage.
Selon un exemple préféré de réalisation, le dispositif de l’invention comprend, en outre, au moins un moyen de distribution d’une solution de lavage configuré pour distribuer une solution de lavage sur lesdits éléments (11).
Par exemple, ledit moyen de distribution d’une solution de lavage comprend au moins une buse de distribution d’une solution de lavage permettant de pulvériser ou d’envoyer une solution de lavage au contact de l’élément 11 à traiter.
- la est une vue schématique du système de communication des figures 1 et 2, dans lequel uniquement le second satellite de la constellation, accessible pour la communication, est représenté, le système de communication étant dans un second état, dans lequel chaque station est connectée au second satellite, et le premier satellite est en particulier inaccessible ; et
- la est un organigramme d’un procédé de changement selon l’invention, mis en œuvre par le groupe de stations du système de communication des figures 1 à 3.
En référence aux figures 1 à 3, un système de communication 10 comprend une constellation 12 de satellites et un groupe de stations 14 comprenant plusieurs stations 16-1, 16-2, 16-3 configurées pour communiquer entre elles en utilisant la constellation 12 de satellites.
La constellation 12 comprend N satellites 20-1 à 20-N mobiles par rapport à une zone géographique dans laquelle les stations 16-1, 16-2, 16-3 du groupe de stations 14 sont positionnées. Le nombre N est supérieur à 2, avantageusement supérieur à 10 et de préférence supérieur à 50. De manière générale, le nombre N peut être compris entre 2 et 1000. Dans certains modes de réalisation, le nombre N est entre 2 et 10 000. Encore dans certains autres modes de réalisation, le nombre N est supérieur à 10 000.
Par « satellite mobile », il est en particulier entendu un satellite défilant sur une orbite non-géostationnaire, telle que l’orbite terrestre basse ou l’orbite terrestre moyenne. Sur les figures 1 à 3, des exemples de déplacement des satellites sont illustrés par des flèches 21.
Dans les exemples des figures 1 à 3, seuls les satellites 20-1 à 20-N accessibles pour le groupe de stations 14 pour une communication sont représentés. Par exemple dans la , seul un premier satellite 20-1 de la constellation 12 est représenté, dans la , le premier satellite et un second satellite 20-2 de la constellation 12 sont représentés, et dans la , seul le second satellite 20-2 est représenté.
Chaque satellite 20-1 à 20-N forme en particulier un relais de communications entre l’ensemble des stations 16-1, 16-2, 16-3 du groupe de stations 14, toutes notamment situées dans la zone géographique, et cela en particulier pendant une durée prédéfinie et à un horaire prédéfini. Cette durée et cet horaire sont prédéfinis par les éphémérides.
Chaque satellite 20-1 à 20-N comprend une charge utile 22 comprenant l’ensemble de ses composants électroniques permettant d’assurer ses fonctions de communication avec le groupe de stations 14 et optionnellement avec les autres satellites.
Les charges utiles 22 des satellites 20-1 à 20-N sont par exemple sensiblement analogues entre elles.
Par exemple, chaque charge utile 22 comprend, non représentés, un récepteur/émetteur de signaux radiofréquence configuré pour recevoir et transmettre des signaux radiofréquence comprenant les communications du groupe de stations 14. Chaque charge utile 22 comprend en outre par exemple au moins un circuit de contrôle et commande de l’émetteur/récepteur. L’émetteur/récepteur définit au moins un spot 24, dans lequel une communication entre les groupes de stations 14 par l’intermédiaire du satellite 20-1 à 20-N correspondant est mise en œuvre. En particulier, aucune communication entre le groupe de stations 14 positionnées à l’extérieur du spot 24 et le satellite correspondant 20-1 à 20-N n’est possible.
Le groupe de stations 14 comprend M stations 16-1 à 16-M. Le nombre M est supérieur à 2. Selon l’exemple des figures 1 à 3, le groupe de stations 14 comprend trois stations 16-1, 16-2, 16-3.
Chaque station 16-1 à 16-M du groupe 14 est configurée pour communiquer, par l’intermédiaire de l’un des satellites 20-1 à 20-N avec les autres stations 16-1 à 16-M du groupe 14.
Chaque station 16-1 à 16-M est une station au sol. Par « station au sol », il est entendu en particulier une station positionnée sur la surface de la terre ou dans l’atmosphère. Notamment, la station au sol est distincte d’une station embarquée dans un satellite.
Chaque station 16-1 à 16-M est par exemple une station fixe au sol, ou une station mobile.
Lorsque la station 16-1 à 16-M est une station mobile, elle est de préférence mobile à l’intérieur de la zone géographique. Par exemple, la station mobile est embarquée dans un véhicule terrestre, un véhicule maritime ou un aéronef.
Chaque station 16-1 à 16-M comprend au moins un module de contrôle 30, un émetteur/récepteur satellitaire 32 et au moins une antenne satellitaire 34, 36 reliée à l’émetteur/récepteur satellitaire 32 pour l’établissement de communications avec les autres stations 16-1 à 16-M du group 14 via l’intermédiaire du satellite 20-1 à 20-N.
la est une vue en coupe longitudinale du système de collecte selon les figures 8 et 8A tel qu’il peut être assemblé directement entre les deux flotteurs du bateau.
, les figures 11A et 11B sont des vues en coupe transversales selon A-A et B-B de la grille de rétention et des jambes de la structure de maintien du système de collecte selon la .
, les figures 11C, 11D et 11E sont des vues en coupe transversale d’un barreau de la grille de rétention du système de collecte selon la , réalisées à différents niveaux du barreau.
la est une vue schématique de côté d’un système de collecte de débris/déchets flottants selon un sixième mode de réalisation de l’invention, tel qu’il est implanté directement dans un cours d’eau, avec cascade.
Description détaillée Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « entrée », « sortie », « avant », arrière », «amont» et «aval » sont à comprendre par rapport au sens du flux de liquide dans le milieu aquatique au sein duquel un système selon l’invention est implanté.
Dans l’ensemble des figures, la flèche F désigne le sens du flux de liquide (eau) dans le milieu aquatique.
On a représenté sur les figures 1A à 2B un système de collecte de débris/déchets flottants ou au moins en partie immergés dans un milieu aquatique, selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Ce système 1 comprend une structure de maintien 2 montée sur une coque de navire C.
Une grille de rétention 3 à barreaux est maintenue par la structure de maintien 2 et dénuée de conduit autour d’elle.
Une chambre de collecte 4 est agencée dans le prolongement arrière de la grille 3 et montée sur celle-ci et/ou sur la structure du maintien, de sorte à collecter les débris du milieu aquatique préalablement retenus par la grille de rétention 3 dans une position d’immersion au moins en partie en-dessous de la ligne flottaison L du navire et éjectés de celle-ci par le milieu aquatique (figures 1, 1A, 1B). La chambre de collecte 4 est constituée d’un filet 40 maintenu ouvert par exemple sous la forme d’un C inversé par des arceaux rigides 41 .
Selon ce premier mode, au moins une partie de la structure de maintien 2, la grille de rétention 3 et la chambre de collecte 4 forment un sous-ensemble escamotable par coulissement entre une position active dans laquelle la grille de rétention est dans sa position d’immersion dans laquelle elle est immergée au moins en partie dans le milieu aquatique selon un degré d’inclinaison non nul par rapport à la surface de l’eau (figures 1, 1A, 1B) et une position inactive dans laquelle la grille de rétention est hors du milieu aquatique et le filet 40 accessible pour la récupération des déchets collectés (figures 2, 2A, 2B).
Plus précisément, la structure de maintien 2 comprenant une barre 20 supportant les barreaux de la grille 3 et la chambre de collecte 4 à la position figée par rapport à la grille 3. La barre 20 est montée coulissante dans une glissière 5 agencée sur le bord extérieur de la coque C jusqu’à une certaine hauteur, par exemple au-dessus du pont du navire. La glissière 5 peut être fixée de manière amovible ou permanente à la coque C.
Lorsque la chambre de collecte 4 est pleine de déchets/débris ou lorsque un utilisateur souhaite remonter le système de collecte 1 sur le navire, par exemple en vue d’une manœuvre d’accostage, l’utilisateur fait coulisser la barre 20 et donc le système 1 depuis la position d’immersion (figures 1, 1A, 1B) le long de la coque C jusqu’au point haut de la glissière 5 ( ) puis fait pivoter la grille de rétention 3 et la chambre de collecte 4 autour de la barre 20 (figures 2A, 2B) de sorte à orienter l’ouverture de la chambre de collecte 4 vers le bas c’est-à-dire dans une position dans laquelle les débris/déchets peuvent s’évacuer de la chambre de collecte 4 par gravité. Bien évidemment, une évacuation manuelle et/ou par moyens motorisés peut s’effectuer à la place ou en sus de cette évacuation par gravité.
Le système de collecte 1 peut comprendre en outre un dispositif de nettoyage 6 pour évacuer les débris/déchets retenus par la grille 3. Ce dispositif de nettoyage 6 sous la forme d’un peigne comprend des tiges agencées individuellement entre deux barreaux 30 de la grille de rétention 3 et orientées selon un angle d’inclinaison non nul par rapport à ceux-ci, par exemple sensiblement à l’horizontale. Le dispositif de nettoyage 6 est monté coulissant dans la grille 3 entre une position basse d’immersion dans laquelle il peut soulever les débris retenus et coincés entre les barreaux 30 et une position haute dans laquelle il peut déverser les débris soulevés dans la chambre de collecte 4, et vice et versa. Autrement dit, lorsqu’il remonte, le peigne 6 entraîne avec lui les débris/déchets retenus par la grille 3 pour les évacuer jusqu’en haut de celle-ci et ainsi les faire basculer dans le filet de collecte 40.
Les figures 3, 3A et 3B montrent un deuxième mode de réalisation : le système de collecte 1’ comprend ici une structure de maintien 2 avec une barre de liaison 21 et des moyens de manutention 7 auxquels est fixée la barre de liaison 21.
Tel qu’illustré, les moyens de manutention 7 consistent en un bras articulé 70 fixé directement sur le pont d’un navire, et en un vérin 71 à l’extrémité duquel est fixé la barre de liaison 21. Le bras articulé peut être fixé de manière amovible ou permanente sur le pont du navire. La manœuvre du bras articulé 70 et/ou du vérin 71 permet de faire passer la grille de rétention de sa position d’immersion à une position de récupération des déchets/collectés récupérés dans le filet de collecte 40, accessible par un utilisateur depuis le pont. On peut par exemple faire la manœuvre dans une position dans laquelle les débris/déchets peuvent s’évacuer du filet de collecte 40 par gravité.
La illustre schématiquement un exemple d’architecture matérielle du contrôleur Cont. Selon cet exemple, le contrôleur Cont comporte, reliés par un bus de communication 410 : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) 401 ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) 402 ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) 403 ; une unité de stockage ou un lecteur de support de stockage, tel qu’un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais) 404 ; un ensemble d’interfaces 405 permettant au contrôleur Cont de communiquer avec les autres éléments de l’architecture matérielle présentée ci-dessus en relation avec la .
Le processeur 401 est capable d’exécuter des instructions chargées dans la RAM 402 à partir de la ROM 403, d’une mémoire externe, d’un support de stockage, ou éventuellement d’un réseau de communication. Lorsque le contrôleur Cont est mis sous tension, le processeur 401 est capable de lire de la RAM 402 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur causant l’implémentation, par le processeur 401, de tout ou partie du procédé de contrôle décrit ci-après.