INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Toute une gamme de fluides de travail peuvent être utilisés dans les boucles fermées des outils coaxiaux. Cependant, dans une application, du CO 2 supercritique (S-CO 2 ) est utilisé comme fluide de travail, car il présente plusieurs avantages. Le CO 2 est l’un des composants du gaz de synthèse et apparaît comme une solution bon marché et locale. La supercriticité du CO 2 peut être atteinte au-dessus de sa température critique (31 °C) et de sa pression critique (7,4 MPa). De plus, le S-CO 2 est chimiquement stable et ininflammable. Le S-CO 2 est un candidat prometteur pour le cycle de tête des centrales à haute température afin d’améliorer le rendement thermique. En effet, le S-CO 2 à haute température (> 500 °C) présente d’excellentes performances (> 50 % de rendement thermique), en particulier lorsqu’il est utilisé dans les cycles de Brayton, mais aussi dans les cycles de Rankine, les turbines à gaz à cycle combiné (CCGT), et les cycles directs et indirects à CO 2 supercritique.
Différents scénarios d’extraction de chaleur et/ou de matières premières à partir d’un gisement souterrain de charbon vont maintenant être présentés par renvoi aux figures. La illustre un tel scénario dans lequel un système 400 comporte une unité de traitement chimique 410, un ou plusieurs outils coaxiaux 420, et un générateur électrique 430. L’unité de traitement chimique 410 est facultative, car le système 400 peut extraire de la chaleur sans une telle unité. Le générateur électrique 430 est raccordé fluidiquement, par un système de tuyaux 440, à la fois à l’usine de traitement chimique 410 et aux outils coaxiaux 420. Le générateur électrique peut comporter une turbine, qui est actionnée par la circulation de S-CO 2 , et un alternateur, qui est configuré pour transformer en électricité la rotation mécanique de la turbine. D’autres dispositifs peuvent être utilisés pour collecter la chaleur et/ou l’énergie cinétique de la circulation de S-CO 2 , par exemple un échangeur de chaleur à la place ou en plus du générateur électrique 430. Dans une application, le générateur électrique 430 est raccordé fluidiquement avec un premier orifice à un tuyau interne de l’outil coaxial 420, et avec un deuxième orifice à un anneau formé par le tuyau interne et un tuyau externe de l’outil coaxial 420. L’unité de traitement chimique 410 peut comporter l’un quelconque des éléments connus d’une usine chimique destinés à séparer le gaz de synthèse en ses principaux composants. Les composants de l’outil coaxial 420 seront présentés plus loin.
La montre un gisement ou une couche de charbon 401 ayant une épaisseur H, qui est enterré à une certaine distance h sous la surface 402. La figure montre un terrain de couverture 403 et une couche sous-jacente 404, respectivement au-dessus et en dessous de la veine de charbon 401. La figure montre également qu’une partie de la veine de charbon 401 a déjà été brûlée et qu’il en reste une cavité 405. La cavité comporte un peu de cendres 406 et du gaz de synthèse 407. Un puits d’injection d’oxydant 450 est foré à l’intérieur de la veine de charbon 401, sur un côté, pour introduire de l’air ou de l’oxygène 452 destiné à brûler le charbon. Un compresseur 453 peut être utilisé pour pomper l’air ou l’oxygène 452 à l’intérieur du puits 450. Un puits d’extraction de produit 454 est également foré à l’intérieur de la veine de charbon 401, sur un autre côté, à l’écart du puits d’injection d’oxydant 450, pour extraire le gaz de synthèse 407. Le puits d’extraction de produit 454 est raccordé fluidiquement à l’unité de traitement chimique 410.
L’unité de traitement chimique 410 sépare le gaz de synthèse 407 en ses différents composants, par exemple CO 2 , H 2 , CO, CH 4 , etc. Comme indiqué précédemment, le CO 2 peut être utilisé comme le fluide 422 qui circule à l’intérieur de l’outil coaxial 420. Le fluide 422 peut être du CO 2 , qui est d’abord transformé en CO 2 supercritique, par exemple à l’aide d’un compresseur 412, puis injecté à l’intérieur de la tuyauterie 440. Des clapets antiretour 442 peuvent être présents dans la tuyauterie 440 pour garantir que le S-CO 2 circule le long d’un chemin souhaité, c.-à-d. depuis le générateur électrique 430 jusqu’au tuyau interne des outils coaxiaux 420, et de nouveau jusqu’au générateur électrique par l’anneau formé par les tuyaux interne et externe des outils 420. Le sens de cette circulation peut être inversé, c.-à-d. qu’il entre d’abord dans l’anneau, le parcourt entièrement jusqu’à l’intérieur de la veine de charbon, et remonte ensuite par l’alésage du tuyau interne. De cette façon, la circulation de S-CO 2 alimente en continu le générateur électrique tant que de la chaleur est extraite de la veine de charbon 401. Après que le compresseur 412 a lancé la circulation de S-CO 2 , la circulation est auto-entretenue, même si le compresseur est arrêté (la vanne 412A est fermée), car la différence de température T2 - T1 maintient la circulation, où T1 est la température de la circulation de S-CO 2 au niveau du générateur électrique 430 et T2 est la température de la circulation de S-CO 2 en bas de l’outil coaxial 420. On notera que la différence de température T2 - T1 peut être d’environ 500 °C ou plus.
Le CO produit dans l’unité de traitement chimique 410 peut être traité avec de l’oxygène provenant d’une source d’oxygène 414 pour augmenter la quantité de CO 2 disponible, de sorte qu’une quantité suffisante de CO 2 est pompée à travers la tuyauterie 440 pour remplir le ou les outils coaxiaux 420. À la fin du processus, c.-à-d. quand la veine de charbon 401 a été entièrement brûlée, le CO 2 utilisé peut être injecté à l’intérieur de la cavité 405 de telle sorte qu’il n’y a pas du tout de CO 2 libéré dans l’atmosphère. On notera que la montre que lorsque la combustion du charbon progresse, différentes zones de température apparaissent dans la cavité 405, par exemple une zone de séchage et de pyrolyse A, où la température est d’environ 200 à 550 °C, une zone réductrice B, où la température est d’environ 550-900 °C, et une zone oxydante C, où la température est supérieure à 900 °C.
Dans une application, les outils coaxiaux 420 sont installés avant la combustion du charbon et restent en place pendant la combustion. Le sabot de l’outil est inséré dans la veine de charbon non brûlé comme le montre la . Selon la résistance mécanique du charbon, la profondeur et les difficultés techniques, un trou préalable peut être foré ou, si le charbon est suffisamment mou, le sabot peut y être entraîné. Le carottage de la veine de charbon avant la gazéification constitue une opportunité de mieux comprendre les caractéristiques du charbon, notamment la composition, la porosité, les propriétés thermiques, et d’autres paramètres pertinents. La connaissance accrue des propriétés du charbon offrira des renseignements précieux sur le comportement du charbon pendant le processus de gazéification.
Dans une application, le puits de forage est entièrement tubé et isolé de la masse rocheuse de couverture. La cimentation n’est pas essentielle, et en fonction des caractéristiques opérationnelles spécifiques du site, le système pourrait être retiré après le processus, s’il est placé dans un tubage externe correct (dans ce cas, le sabot du tubage externe doit se situer au-dessus de la veine de charbon, comme exposé plus loin). Le sabot est en contact direct avec le charbon devant être brûlé. Cela rend le système plus résistant à un endommagement potentiel dû aux températures ultra-hautes et aux processus de corrosion apparaissant pendant la combustion. Le sabot est conçu pour résister aux déformations thermomécaniques dues aux contraintes thermiques, aux mouvements du sol pendant le processus de liaison, et en cas d’effritement de la voûte. Le sabot est constitué d’alliages qui peuvent résister à une température élevée (jusqu’à 1000 °C), des environnements corrosifs, une contrainte thermique, une explosion, et avec une conductivité thermique suffisante aux températures rencontrées. À très haute température, la stabilité thermique est le premier facteur pris en compte, car elle peut imposer des limites à un type particulier d’alliage du point de vue du ramollissement ou, plus généralement, de la fragilisation, et peut induire un changement dans les propriétés thermiques (la conductivité thermique en particulier). On notera que le sabot peut absorber de grosses déformations, car il ne s’agit pas d’un élément de support, mais seulement de l’outil de transfert de chaleur. Par conséquent, la résistance à la rupture au fluage à haute température constitue la base de la sélection de l’alliage.
Les lignes de pliage/cintrage entre la première butée B3 et la portion de liaison et de centrage 3, ou encore entre la deuxième butée B4 et la portion de soutien 4 sont typiquement orientées perpendiculairement à la direction X1, longitudinale de l’interface 1.
La languette formant la première butée B3 et la languette formant la deuxième butée B4 peuvent présenter deux portions des languettes, en recouvrement, en particulier un recouvrement suivant la direction Y1 et la direction Z1. Selon un mode de réalisation avantageux, les deux languettes formant les deux butées B3 et B4 sont solidarisées l’une à l’autre par au moins un point de solidarisation entre languettes, typiquement obtenu par soudure, clinchage ou encore agrafage. Un tel point de solidarisation entre les languettes des butées rigidifie l’interface mécanique 1.
Selon un mode de réalisation, la première portion d’appui 2 et/ou la deuxième portion d’appui 6 comprennent plusieurs languettes de fixation 7, configurées pour assurer la fixation d’un profilé formant un montant présentant des ouvertures de fixation suivant la hauteur, par insertion de la languette ou des langues de fixation dans une ou plusieurs des ouvertures de fixation du profilé.
Ces languettes 7, typiquement d’un seul tenant avec la feuille métallique, sont dirigées vers le bas, et sont configurées pour crocheter les ouvertures de fixation du montant. Les montants M1, M2, M3, M4 peuvent ainsi typiquement prendre la forme de profilés. Chaque interface 1, 1A, 1B, en particulier droite ou gauche, peut présenter deux couples de languettes, avec un premier couple de languettes 7 configurées pour accrocher deux ouvertures de fixation sur deux niveaux de hauteur d’un premier montant M1 (ou M3) et un deuxième couple de languettes 7 configurées pour accrocher deux ouvertures de fixation d’un deuxième montant M4 (ou M5). Les deux languettes de chaque couple sont situées respectivement sur la première portion d’appui 2 et sur la deuxième portion d’appui 6, et comme visible à la , à titre indicatif.
Selon un mode de réalisation, l’une au moins des languettes 7, dirigées vers le bas, est configurée pour crocheter une ouverture de fixation et peut être avantageusement pourvue d’un dispositif anti-soulèvement comprenant une dent élastique 8, par exemple visible à la , configurée pour venir en butée avec un bord supérieur de l’ouverture de fixation, en s’opposant au décrochage de la languette de fixation 7. La dent élastique 8 peut être typiquement formée d’un seul tenant avec la feuille métallique.
La présente divulgation est encore relative à un rack de stockage comprenant : - une structure verticale, comprenant un ensemble de montants M1, M2, M3, M4 verticaux, typiquement sous forme de profilées verticaux, - typiquement un système d’entretoisement comprenant un ou plusieurs dispositifs d’entretoisement ETR répartie(s) sur la hauteur de la structure verticale, reliant mécaniquement les montants M1, M2, M3, M4 entre eux - un ou plusieurs couples d’interfaces 1 selon la présente divulgation.
Le couple d’interfaces ou chaque couple d’interfaces comprend : -- une première interface 1A fixée par la première portion d’appui 2 et la deuxième portion d’appui 6 à au moins deux montants M1, M2 de la structure verticale, -- une deuxième interface 1B fixée par la première portion d’appui 2 et la deuxième portion d’appui 6 à au moins deux autres montants M3, M4 de la structure verticale.
Les deux interfaces 1A et 1B, gauche et droite, sont orientées longitudinalement suivant la direction X1, et sont typiquement symétriques l’une par rapport à l’autre selon un plan de symétrie, médian entre les deux interfaces 1A et 1B.
Les portions de soutien 4 et les portions de liaison et de guidage 3 appartenant respectivement à la première interface 1A et à la deuxième interface 1B sont orientées l’une vers l’autre et configurées pour assurer le centrage d’une charge W insérée et déposée entre la première interface 1A et la deuxième interface 1B par le travail des portions de liaison et de guidage 3 des deux interfaces 1A, 1B et le soutien d’une charge W soutenue respectivement par les deux portions de soutien 4 des deux interfaces 1A, 1B, des deux côtés de la charge.
La présente divulgation est encore relative à un système de stockage pour un entrepôt comprenant des réceptacles et au moins un rack de stockage selon la présente divulgation comprenant plusieurs couples d’interfaces, réparties suivant la hauteur du rack de stockage et d’au moins système de transport comprenant un (voire plusieurs) véhicule à guidage automatique, le système de transport configuré pour saisir et déposer ledit réceptacle dans ledit rack de stockage.
Chaque réceptacle est configuré pour être soutenu des deux côtés du réceptacle simultanément et respectivement par la portion de soutien 4 de première interface 1A et la portion de soutien 4 de la deuxième interface 1B.
Ledit véhicule à guidage automatique peut disposer de moyens de locomotion et de repérage dans le système de stockage. Il peut notamment disposer de moyens de locomotion en deux dimensions sur une surface horizontale, et / ou de moyens de déplacement en trois dimensions. Selon cette dernière variante, ledit véhicule est alors susceptible de se déplacer verticalement le long des montants de racks.
A cet effet, la structure verticale du rack de stockage, en particulier au moins un des montants peut comprendre une crémaillère CR1, CR2 s’étendant suivant la hauteur de la structure verticale, ou une chaine tendue, s’étendant suivant la hauteur de la structure verticale.
Le véhicule à guidage automatique comporte un châssis, embarquant en particulier un mécanisme de roulage au sol, et des moyens de grimpe comprenant moins un roue dentée configurée pour engrener avec la crémaillère CR1, CR2 ou avec les maillons de la chaîne tendue de sorte à permettre au véhicule à guidage automatique de grimper le long de la structure verticale du rack de stockage.
Le véhicule à guidage automatique comprend un système de chargement/déchargement déployable configuré pour : - charger un réceptacle depuis une première position escamotée au-dessus du châssis jusqu’à une deuxième position déployée pour laquelle le réceptacle est centré puis soutenu en appui simultané sur la première interface 1A et la deuxième interface 1B, ou - extraire un réceptacle depuis la deuxième position en appui sur la première interface 1A et la deuxième interface 1B d’un couple d’interfaces 1A, 1B et le charger dans la première position escamotée.
L’interface selon la présente divulgation, ou encore le rack de stockage selon la présente divulgation, ou encore le système pour le transport de charge W selon la présente divulgation trouve une application particulière pour une charge comprenant un ou plusieurs réceptacles repris par un couple d’interfaces mécaniques supportant le ou les bacs, allant jusqu’à 100 kg par réceptacle supporté, en particulier en conditions de sécurité.
Exemple 1 de réalisation : la chambre 7 est, dans cet exemple, repérée par le signe 7a. Cette chambre 7a est formée à l’intérieur d’une conduite du second fluide caloporteur 15, cette conduite du second fluide caloporteur 15 étant logée dans l’espace entre la première paroi 11 et la deuxième paroi 12, par exemple en s’étendant dans cet espace en serpentant ou en formant une hélicoïde. Ainsi la chambre 7a est logée dans l’espace. Par exemple, cette conduite du second fluide caloporteur 15 est soudée ou brasée contre une première face de la première paroi 11, de sorte que cette première paroi 11 et cette conduite du second fluide caloporteur 15 forment un bloc directement posé ou assemblé avec la deuxième paroi 12. Par exemple la première paroi 11 et la conduite du second fluide caloporteur 15 sont réalisées dans une matière comprenant du cuivre, notamment en cuivre. Cette soudure ou brasage permet un bon échange thermique entre la première paroi 11 et la conduite du second fluide caloporteur 15, cette première paroi 11 étant en outre en contact thermique avec le premier fluide caloporteur 5 sur une deuxième face, opposée à la première face, cette deuxième face délimitant en partie le volume interne 3. Toujours dans cet exemple 1, on notera que la conduite du second fluide caloporteur 15 réalise intrinsèquement l’étanchéité entre le premier fluide caloporteur 5 et le deuxième fluide caloporteur 8. Ainsi, un moyen de fixation entre les deux parois 11, 12 n’a pas besoin de réaliser cette étanchéité, le premier fluide caloporteur 5 pouvant alors être en contact directement avec l’extérieur de la conduite du second fluide caloporteur 15. Avantageusement, la première paroi 11 comprend des ouvertures traversantes dans son épaisseur (non illustrées), de sorte que le premier fluide caloporteur 5 puisse être en contact avec l’extérieur de la conduite du second fluide caloporteur 15. Avantageusement, la deuxième face de la première paroi 11 reçoit et supporte les éléments électrochimiques 4.
Exemple 2 de réalisation : la chambre 7 est, dans cet exemple, repérée par le signe 7b, il faut alors imaginer que la conduite en pointillés repérée par le signe 15 n’est pas présente. La première paroi 11 et la deuxième paroi 12 forment la chambre 7b. Dans cet exemple 2, l’étanchéité de la chambre 7b est réalisée par le moyen de fixation de la première paroi 11 avec la deuxième paroi 12. Ainsi, si ce moyen d’assemblage est par exemple un moyen de vissage, il comprendra avantageusement un joint ou une pâte d’étanchéité insérée entre les deux parois 11, 12. Mais d’autres moyens d’assemblage sont possibles, par exemple par soudage ou collage. Dans cet exemple 2, et en reprenant la définition de première face et deuxième face de la première paroi 11 de l’exemple 1, sans la conduite du second fluide caloporteur 15, la première face est en contact avec le second fluide caloporteur 8 alors que la deuxième face est en contact avec le premier fluide caloporteur 5. Bien entendu, dans cet exemple 2 la deuxième face de la première paroi 11 peut également recevoir et supporter les éléments électrochimiques 4.
On notera que pour tous les exemples décrit dans ce texte, le second fluide caloporteur 8 est par exemple un fluide circulant à flux forcé dans la chambre 7 qu’il traverse. Par exemple ce second fluide caloporteur 8 est un fluide frigorigène d’un système de climatisation, entrant et sortant de la chambre 7 par une conduite 18 d’entrée et de sortie du refroidisseur 14. Comme le sait l’homme du métier, ce système de climatisation comprend en outre un condenseur, et un compresseur forçant le passage du second fluide caloporteur 8 dans la chambre 7, le refroidisseur 14 ayant, pour ce système de climatisation, la fonction d’évaporateur. Ce refroidisseur 14 comprend par exemple la première paroi 11 et la deuxième paroi 12 pour l’exemple 2, ou comprend la première paroi 11 et la conduite du second fluide caloporteur 15 pour l’exemple 1.
De même, on notera que pour tous les exemples décrits dans ce texte, un avantage de cette solution est de pouvoir profiter de la grande surface du fond 10 pour optimiser l’efficacité de l’échange thermique entre le premier et second fluide caloporteur 5, 8, la chambre 7, 7a, 7b, 7c, 7d s’étendant le plus possible, dans la limite de ce qui est techniquement possible, sur la surface du fond 10, augmentant ainsi la surface d’échange thermique entre les deux fluides caloporteurs 5,8. Ainsi la deuxième face dont la définition est commune à tous les exemples, et qui est en contact avec le premier fluide caloporteur 5, est avantageusement plane, mais pas nécessairement, en particulier si cette deuxième face reçoit et loge les éléments électrochimiques 4. En outre et optionnellement, pour des raisons de tenue mécanique, la première paroi 11, et donc cette deuxième face et/ou la première face, comporte des nervures qui pourront avoir individuellement ou en combinaison les fonctions de : - caler les éléments électrochimiques 4, - servir de butée à la première paroi 11 en prenant appui sur la deuxième paroi 12 pour éviter que la chambre 7 s’affaisse, par exemple sous l’effet du poids des éléments électrochimiques 5, - augmenter la surface d’échange entre la première paroi 11 et le premier fluide caloporteur 5 et/ou entre la première paroi 11 et le deuxième fluide caloporteur 8.
Par exemple, la première paroi 11 est plus fine que la deuxième paroi 12.
En effet, l’échange thermique souhaité est entre le premier fluide caloporteur 5 et le deuxième fluide caloporteur 8. Or ce deuxième fluide caloporteur 8 peut être, comme nous l’avons déjà décrit, un fluide frigorigène, dont la température est inférieure à la température ambiante à l’extérieur du carter 2. Ainsi, l’échange thermique entre ce deuxième fluide caloporteur 8 et l’air ambiant au carter 2 est néfaste. Un premier moyen de limiter cet échange néfaste est d’augmenter l’épaisseur de la deuxième paroi 12, ce qui augment d’autant la résistance thermique de cette deuxième paroi 12. Bien entendu, une isolation thermique accolée à cette deuxième paroi 12 aurait le même avantage, mais l’augmentation de son épaisseur est avantageuse car elle permet aussi d’augmenter la résistance aux agressions mécaniques externes du carter 2, notamment si cette batterie 1 est logée sous un plancher d’un véhicule, cette deuxième paroi 12 faisant face à la surface de roulage et donc aux projections d’objets solides tels des graviers ou cailloux propulsés par les roues. Dans tous les cas, cette augmentation d’épaisseur pourra bien entendu être complétée par une isolation thermique si nécessaire.
Par exemple, et dans le même objectif, la première paroi 11 présente- une meilleure conductivité thermique que la deuxième paroi 12.
Exemple 3 : Dans une variante de l’invention, représentée en , le fond 10 comprend dans son épaisseur la première paroi 11 et la deuxième paroi 12 qui sont constituées de la même matière et forment une unique pièce, notamment issue de fonderie. Dans cet exemple 3, de la , la chambre 7 est représentée sous une première forme par la référence 7c, et une deuxième forme par la référence 7d. La première forme 7c est un canal ayant une section cylindrique, ce canal formant un réseau de circulation du second fluide 8 dans l’épaisseur du fond 10. Cette première forme offre pour avantage que la chambre 7c et la première paroi 11 présente une bonne résistance mécanique permettant de supporter le poids des éléments électrochimiques 4 sans se déformer. La deuxième forme 7d est plus quelconque, mais de section plus grande : Cette deuxième forme est plus facile à obtenir par fonderie.
On notera un exemple 4 de réalisation de l’invention, non illustré, qui combine l’exemple 3 avec l’exemple 1. Ainsi la première paroi 11 et la deuxième paroi 12 sont par exemple de même matière mais soudées entre elles ou assemblées l’une sur l’autre par le moyen de fixation étanche, la première paroi 11 étant une tôle emboutie comprenant l’emprunte partielle, sur sa première face, d’une canalisation du second fluide caloporteur. Une fois soudée ou assemblées, la première paroi 11 forme avec la deuxième paroi 12 directement la conduite complète du second fluide caloporteur. Cette première paroi 11 emboutie pourra par exemple avoir localement des empruntes spécifiques sur la deuxième face pour loger l’élément électrochimique.
Par exemple, cette batterie 1 comprend le premier fluide caloporteur 5, ce premier fluide caloporteur 5 étant un fluide diélectrique. Le premier fluide caloporteur 5 est par exemple un fluide diélectrique aqueux ou gazeux.
Par exemple, le fond 10 est configuré pour former une réserve du premier fluide caloporteur 5.