INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, le circuit comprend un troisième circuit de sélection adapté à relier un noeud fournissant la deuxième tension soit à un noeud fournissant la première tension, soit à un noeud fournissant la première tension divisée par le premier coefficient.
En résumé, comme il s’agissait de dispositifs très complexes, les coûts étaient potentiellement très élevés et donc peu abordables. Les risques de blessures étaient importants en raison notamment de l’instabilité de la haute pression. Les pertes d’énergies sont conséquentes et la mise au point complexe.
Le développement de ces machines a été ralenti par une législation défavorable dans les années 1830, puis par le développement rapide de la technologie des moteurs à combustion interne dans les années 1900, menant à leur disparition commerciale. Relativement peu de véhicules à vapeur sont restés en service après la Seconde Guerre mondiale. Bon nombre de ces véhicules ont été acquis par des passionnés pour la conservation. La recherche de sources d’énergie renouvelables a parfois suscité un regain d’intérêt pour l’utilisation de la vapeur pour les véhicules routiers.
Ainsi, suite à la crise énergétique des années 70, Saab a ensuite développé un prototype qui possédait un générateur de vapeur produisant une puissance de 250 chevaux et la taille d'un batterie auto. Par la suite, l’anglais Peter Pellandine a produit dans les années 1973-74 sa première voiture à vapeur avec une structure monocoque en fibre de verre, puis un second modèle avec une configuration en forme de W de trois cylindres à double effet.
Dans les années 1990, une filiale du groupe Volkswagen opérant dans le secteur de la recherche et le développement a conçu et construit une machine à vapeur appelée « zi » (acronyme « Zéro émission Engine », à savoir « zéro moteur d'émission »), qui produit la puissance 220 CV à l’aide d’un moteur à vapeur à chemises de cylindre en céramique.
Quelques autres projets virent le jour au 21 ème siècle comme le moteur expérimental Cyclone de Harry Schoell caractérisé par une chambre de combustion centrifuge et des émissions de polluants particulièrement faibles.
Enfin, le 25 Août 2009, la société Britannique Vapeur Défi automobile va battre son record de vitesse terrestre valable pour les véhicules à vapeur avec une vitesse moyenne record de 238,679 km/h.
Cependant, depuis l’avènement du moteur à combustion interne, notamment à 4 temps utilisant du carburant à base de pétrole, considérés comme plus propres, plus fiables et ayant un bien meilleur rendement, très peu de recherche et d’évolutions ont été apportées aux moteurs à vapeur, notamment dans le domaine des véhicules automobiles routiers.
Présentation de l'invention L’objet de la présente invention est de conserver l’utilisation de la vapeur d’un fluide portée à haute température / pression dans une enceinte comme source primaire d’énergie pour faire fonctionner un piston à mouvement alternatif, mais en le perfectionnant sous différents aspects pour le rendre plus facile d’utilisation, fiable, compact, respectueux de l’environnement, avec un rendement et une puissance améliorés.
A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention se rapporte à un moteur à vapeur comportant au moins : - une enceinte de chauffage/chaudière renfermant un premier moyen de chauffage portant un fluide à l’état de vapeur, - un réservoir de fluide vaporisé, appelé réservoir de dépression ou caisson de dépression, relié en amont de l’enceinte de chauffage par une première canalisation, - une deuxième canalisation d’admission pour transporter le fluide vaporisé de l’enceinte de chauffage/chaudière en aval de cette dernière vers une enceinte de motorisation à vapeur sous haute pression à l’intérieur de laquelle se déplace, de manière alternative et étanche, au moins un piston double effet présentant une tige et une tête de part et d’autre de laquelle sont définies : * une première chambre de compression reliée à une première entrée de fluide vaporisé communiquant avec la deuxième canalisation et avec une première sortie de fluide vaporisé et * une seconde chambre de compression reliée à une seconde entrée de fluide vaporisé communiquant également avec la deuxième canalisation et avec une seconde sortie de fluide vaporisé, - la tige du piston étant relié à un ensemble bielles / manivelles mettant en rotation un arbre moteur grâce au mouvement linéaire alternatif de ladite tige, - une troisième canalisation d’échappement pour transporter le fluide vaporisé issue des première et seconde sorties vers le réservoir de dépression/caisson de dépression, - le réservoir de dépression/caisson de dépression, l’enceinte de chauffage, l’enceinte de motorisation et les première, deuxième et troisième canalisations de transport de fluide vaporisé formant un circuit étanche fermé, et - le premier moyen de chauffage est électrique et est relié à une batterie d’alimentation.
De préférence, la canalisation d’échappement est reliée à une turbine d’un turbocompresseur interposé entre l’enceinte de motorisation et le réservoir de dépression/le caisson de dépression.
Avantageusement, la première canalisation d’admission est reliée à un compresseur d’un turbocompresseur interposé entre le réservoir de dépression/caisson de dépression et l’enceinte de chauffage/la chaudière pour augmenter la pression de la vapeur. Ce turbocompresseur aspire la vapeur utilisée issue du réservoir de dépression pour l’envoyer dans l’enceinte de chauffage pour remettre la vapeur à la température désirée.
Selon un mode de réalisation préférée de la présente invention, le réservoir de dépression/caisson de dépression comporte un second moyen de chauffage électrique relié à la batterie et produisant un maintien en température du fluide entre environ 100°C et 120°C, de préférence à environ 110°C.
Selon un mode particulier de réalisation de la présente invention, chaque entrée et sortie est équipée d’une vanne étanche anti-retour, telle qu’un clapet, une soupape ou un tiroir, pilotée mécaniquement et/ou par un module de commande électronique et empêchant le retour du fluide vaporisé vers l’enceinte de chauffage/la chaudière.
De même, chaque sortie est équipée d’une vanne étanche anti-retour, telle qu’un clapet, une soupape ou un tiroir, pilotée mécaniquement et/ou par un module de commande électronique et empêchant le retour du fluide vaporisé vers l’enceinte de motorisation.
Selon un aspect particulièrement intéressant de la présente invention, l’arbre moteur est relié à un alternateur rechargeant la batterie lors de sa rotation.
Comme visible à la , la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30 est circonférentiellement intercalée entre le premier becquet 20a et le deuxième becquet 20b. La partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30 comporte une première face latérale et une seconde face latérale qui présentent respectivement une première fente d’aube 43a radiale et une seconde fente d’aube 43b radiale. La première fente d’aube 43a et la seconde fente d’aube 43b sont au moins débouchantes radialement au niveau de la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30. Selon l’exemple illustré, la première fente d’aube 43a et la seconde fente d’aube 43b sont aussi débouchantes radialement au niveau d’une face radialement externe du pied 40 de l’aube 30. En l’espèce, la première face latérale (et donc la première fente d’aube 43a) coïncide (i.e. est du même côté) qu’une face d’intrados de la pale 32 de l’aube 30. Aussi, la seconde face latérale (et donc la seconde fente d’aube 43b) coïncide (i.e. est du même côté) qu’une face d’extrados de la pale 32 de l’aube 30.
Le premier becquet 20a et le deuxième becquet 20b comportent chacun une face latérale qui est en vis-à-vis dans la direction circonférentielle respectivement de la première face latérale et de la deuxième face latérale de la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30. La face latérale du premier becquet 20a et la face latérale du deuxième becquet 20b comprennent respectivement une première fente de disque 21a radiale et une seconde fente de disque 21b radiale. La première fente de disque 21a et la seconde fente de disque 21b sont au moins débouchantes radialement au niveau d’une face radialement interne du becquet 20a, 20b respectif. Selon l’exemple illustré, première fente de disque 21a et la seconde fente de disque 21b sont aussi débouchantes radialement au niveau d’une face radialement externe du becquet 20a, 20b respectif. De manière spécifique, il est entendu par la qualification « radiale » en rapport aux fentes d’aube 43a, 43b et aux fentes de disque 21a, 21b que chacune des fentes d’aube 43a, 43b et des fentes de disque 21a, 21b s’étend selon une direction comprenant au moins une composante radiale.
Enfin, la première fente d’aube 43a et la seconde fente d’aube 43b sont respectivement en vis-à-vis de la première fente de disque 21a radiale et de la seconde fente de disque 21b. La première fente d’aube 43a et la première fente de disque 21a sont ainsi complémentaires de sorte à former un premier logement entre la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30 et le premier becquet 20a. De même, la seconde fente d’aube 43b et la seconde fente de disque 21b sont complémentaires de sorte à former un second logement entre la partie amont 42 du pied 40 de l’aube 30 et le deuxième becquet 20b. Par rapport à la pale 32 de l’aube 30, le premier logement est du même côté que la face d’intrados de la pale 32 et le second logement est du même côté que la face d’extrados de la pale 32.
Le premier logement et le second logement sont ici décalés l’un de l’autre dans la direction longitudinale. Pour ce faire, la première fente d’aube 43a et la seconde fente d’aube 43b sont décalées l’une par rapport à l’autre dans la direction longitudinale. Aussi, la première fente de disque 21a et la seconde fente de disque 21b sont décalées l’une de l’autre selon la direction longitudinale. En outre, le décalage longitudinal entre la première fente de disque 21a et la seconde fente de disque 21b est supérieur au décalage longitudinal entre la première fente d’aube 43a et la seconde fente d’aube 43b.
Le dispositif de verrouillage comprend tout d’abord un verrou 50 visible de manière isolée à la . Le verrou 50 comporte une première branche 52a et une seconde branche 52b reliée par une portion de liaison 53 reliant la première et la seconde branche l’une à l’autre. Le verrou 50 présente ici une forme de U. La première branche 52a est reçue conjointement dans la première fente d’aube 43a et la première fente de disque 21a. La seconde branche 52b est reçue conjointement dans la seconde fente d’aube 43b et la seconde fente de disque 21b. Chaque branche du verrou 50 s’étend donc radialement vers l’intérieur depuis la portion de liaison 53. La portion de liaison 53 du verrou 50 est en butée radialement vers l’extérieur sur le pied 40 de l’aube 30. En particulier, la portion de liaison 53 est en butée sur une face radialement interne du pied 40 de l’aube 30.
La première branche 52a et la seconde branche 52b du verrou 50 permettent un verrouillage du pied 40 de l’aube 30 par rapport au disque 12 dans la direction longitudinale. En outre, la première branche 52a et la seconde branche 52b du verrou 50 peuvent chacune être insérées dans la fente d’aube 43a, 43b et la fente de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes de manière simultanée ce qui facilite la mise en place du verrou 50. Aussi, l’insertion de la première branche 52a et la seconde branche 52b du verrou 50 dans les fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes est réalisée par coulissement radialement de l’intérieur vers l’extérieur par rapport au pied 40 de l’aube 30. La première branche 52a et la seconde branche 52b du verrou 50 sont donc d’abord insérées au niveau d’une portion radialement interne des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes. Ainsi, les risques d’endommagement des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube 43a, 43b au niveau de leur portion radialement externe sont réduits, voire supprimés. En particulier, le fait que la première branche 52a et la seconde branche 52b du verrou 50 peuvent être insérées dans les fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires radialement depuis l’intérieur par rapport au pied 40 de l’aube 30 permet d’éviter, voire d’empêcher, le risque d’endommagent des arrêtes et des faces internes des fentes d’aube 43a, 43b au niveau de la jonction entre le pied 40 et l’échasse 36. La tenue mécanique du pied 40 de l’aube 30 est ainsi améliorée en fonctionnement. En conséquence, la durée de vie de l’aube 30 est améliorée.
L’appui radial entre la portion de liaison 53 du verrou 50 et la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 permet d’éviter que les branches du verrou 50 s’échappent radialement vers l’extérieur des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes, notamment sous l’effet des forces centrifuges lorsque l’aube 30 et le disque 12 sont entrainés en rotation autour de l’axe longitudinal X.
Par ailleurs, la première branche 52a et la seconde branche 52b du verrou 50 présentent chacune une dimension radiale H1 inférieure à une distance radiale H2 entre la paroi annulaire longitudinale 18a de la bride annulaire coudée amont 18 et la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30. Ainsi, le verrou 50 peut être déplacé dans la direction longitudinale entre la paroi annulaire longitudinale 18a de la bride annulaire coudée amont 18 et la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 jusqu’à ce que chaque branche 52a ; 52b soit alignée avec les fentes d’aubes et de disque complémentaires correspondantes. Cela permet alors l’insertion des branches 52a ; 52b du verrou 50 dans les fentes d’aubes et de disque complémentaires correspondantes radialement depuis l’intérieur vers l’extérieur par rapport au pied de l’aube.
De manière remarquable, le dispositif de verrouillage comprend par ailleurs une cale amont 61 et une cale aval 60 respectivement visibles de manière isolée aux figures 8 et 9.
La cale aval 60 comporte une portion aval 60b qui est serrée radialement entre la face radialement interne de l’aube 30 et une face de fond de la rainure 16 de la jante 14 du disque 12. La portion aval 60b de la cale aval 60 permet de plaquer radialement vers l’extérieur le pied 40 de l’aube 30 dans la rainure 16 de la jante 14 du disque 12. La cale aval 60 comprend par ailleurs une portion amont 60a qui est en appui radialement vers l’extérieur sur la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30. Comme visible à la , la cale aval 60 présente une première épaisseur H2 (dimension radiale) au niveau de la portion amont 60a et une deuxième épaisseur H3 (dimension radiale) au niveau de la portion aval 60b. En l’espèce, la première épaisseur H2 est inférieure à la deuxième épaisseur H3. Enfin, une extrémité aval de la cale aval 60 peut être en butée dans la direction longitudinale sur la virole amont du tambour. Un déplacement longitudinal vers l’aval de la cale aval 60 est ainsi empêché. A cet effet, la cale aval 60 se prolonge longitudinalement à l’aval en dehors de la rainure 16.
La cale amont 61 comporte une portion aval qui est retenue radialement dans la rainure 16 de la jante 14 du disque 12 entre la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 et la face de fond de la rainure 16. Pour ce faire, la portion aval 61c de la cale amont 61 est serrée radialement entre la portion amont 60a de la cale aval 60 et la face de fond de la rainure 16. La cale amont 61 est ainsi radialement maintenue en position par sa portion aval serrée radialement entre la portion amont 60a de la cale aval 60 et la face de fond de la rainure 16 de la jante 14 du disque 12. En particulier, la portion aval 61c de la cale amont 61 peut être serrée radialement entre la face de fond de la rainure 16 de la jante 14 du disque 12 et une face radialement interne de la portion amont 60a de la cale aval 60.
La cale amont 61 comprend ensuite une portion intermédiaire 61b de la cale amont 61 qui est en appui radialement vers l’extérieur sur la portion de liaison 53 du verrou 50. L’appui radial de la portion intermédiaire 61b de la cale amont 61 sur la portion de liaison 53 du verrou 50 permet de maintenir les branches du verrou 50 à l’intérieur des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes, notamment lorsque la turbomachine est à l’arrêt, i.e. lorsque l’aube 30 et le disque 12 ne sont pas entrainés en rotation autour de l’axe longitudinal X. Autrement dit, la cale amont 61 permet d’éviter que les branches du verrou 50 ne s’échappent radialement vers l’intérieur des fentes d’aube 43a, 43b et de disque 21a, 21b complémentaires correspondantes. La portion intermédiaire 61b de la cale amont 61 comprend ici une face radialement externe qui est radialement en appui sur la portion de liaison 53 du verrou 50.
La cale amont 61 comprend un premier épaulement radial 62 reliant la face radialement externe de la portion intermédiaire 61b de la cale amont 61 et une face radialement externe de la portion aval 61c de la cale amont 61. Le premier épaulement radial 62 est en butée dans la direction longitudinale sur une extrémité amont de la cale aval 60. Le premier épaulement radial 62 est un épaulement fonctionnel de butée en ce qu’il permet d’empêcher un déplacement longitudinal de la cale aval 60 vers l’amont ou de la cale amont 61 vers l’aval.
Enfin, la cale amont 61 comprend une portion amont 61a qui est radialement en appui vers l’extérieur sur la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30. En particulier, la portion amont 61a de la cale amont 61 comprend une face radialement externe qui est radialement en appui sur la face radialement interne du pied 40 de l’aube 30 La cale amont 61 comporte ici un deuxième épaulement radial 63 reliant la face radialement externe de la portion intermédiaire 61b de la cale amont 61 et la face radialement externe de la portion amont 61a de la cale amont 61. Le deuxième épaulement radial 63 est ici en vis-à-vis dans la direction longitudinale de la portion de liaison 53 du verrou 50.
Comme visible à la , la cale amont 61 présente une première épaisseur H4 (dimension radiale) au niveau de la portion amont 61a, une deuxième épaisseur H5 (dimension radiale) au niveau de la portion intermédiaire 61b et une troisième épaisseur H6 (dimension radiale) au niveau de la portion aval 61c. En l’espèce, la première épaisseur H4 est supérieure à la deuxième épaisseur H5 et la deuxième épaisseur H5 est supérieure à la troisième épaisseur H6. Par ailleurs, le premier épaulement 62 présente une dimension radiale correspondant à la différence entre la deuxième épaisseur H5 et la troisième épaisseur H6 et le deuxième épaulement 63 présente une dimension radiale correspondant à la différence entre la première épaisseur H4 et la deuxième épaisseur H5.
Une extrémité amont de la cale amont 61 est par ailleurs en butée dans la direction longitudinale sur la virole aval du capot. Un déplacement longitudinal vers l’amont de la cale amont 61 et de la cale aval 60 est ainsi empêché.
L’étape (b) permet d’assurer un retour à température ambiante du mélange obtenu en étape (a), ce par quoi la viscosité dudit mélange augmente avec le temps jusqu’à atteindre sa valeur maximale.
Selon une première variante, l’étape (b) est réalisée à température ambiante pendant une durée suffisante pour que la viscosité du mélange obtenu en étape (a) atteigne sa valeur maximale, cette durée pouvant être comprise entre 30 minutes et 5 heures, de préférence entre 1 heure et 3 heures.
Cette durée relève des compétences générales de l’homme du métier.
Selon une deuxième variante, l’étape (b) est réalisée à une température inférieure à la température ambiante, en particulier à une température inférieure ou égale à 20°C, de préférence inférieure ou égale à 15°C, voire inférieure ou égale à 10°C. Cette deuxième variante est avantageuse en ce qu’elle permet d’accélérer le refroidissement de la phase aqueuse continue gélifiée (22) et donc d’accéder plus rapidement à la viscosité maximale de la phase aqueuse continue gélifiée (22).
L’étape (c), optionnelle, vise à cisailler le mélange obtenu en étape (b). Ce cisaillement permet de réduire la viscosité de la phase aqueuse continue gélifiée (22) sans altérer ses propriétés suspensives et sans altérer son visuel, en particulier sa transparence. Ce cisaillement permet également d'optimiser la stabilité de cette viscosité et de son pouvoir suspensif, notamment lorsque cette phase aqueuse continue gélifiée (22) est soumis ultérieurement à une chauffe, par exemple à une température entre 50°C et 90°C, ainsi que la résistance de la phase aqueuse continue gélifiée (22) aux cisaillements et aux oscillations.
Le deuxième procédé selon l’invention comprend une étape (vi) qui repose au moins sur l’étape (vi2) décrite précédemment.
Le deuxième procédé selon l’invention est mis en œuvre à l’aide d’une méthode microfluidique, dans un appareil 30 tel qu’illustré en .
Cet appareil 30 comporte une buse 32 de formation des gouttes 12, un étage 31 d’injection de la solution additionnelle et un réceptacle 33 de réception des gouttes 12 formées.
Dans le cas d’une dispersion simple, la buse de formation 32 comporte au moins un conduit interne 34 d’amenée d’un fluide interne 36 comprenant la phase grasse 14, et un conduit externe de circulation 38, disposé autour du conduit interne 34 pour amener et faire circuler un fluide externe 40 comprenant la phase aqueuse 16.
Le conduit externe 38 présente une ouverture aval 55 qui est située au-dessus et à l’écart du récipient 33. Elle débouche dans l’étage d’injection de la solution 62.
Les aubes fixes de sortie 9 du module de soufflante 3, les aubes fixes du stator 18 du compresseur basse pression 10, les aubes fixes du stator 24 du compresseur haute pression 11, les aubes fixes du stator 27 de la turbine haute pression 12 et les aubes fixes du stator 21 de la turbine basse pression 13 sont des exemples d’aubes directrices.
Lorsque le moteur 1 est en fonctionnement, la soufflante 8 et le compresseur basse pression 10 sont entrainés en rotation par la turbine basse pression 13. De même, le compresseur haute pression 11 est entrainé en rotation par la turbine haute pression 12.
De l’air est aspiré par la soufflante 8. L’air aspiré par la soufflante 8 est divisé entre un flux d’air primaire et un flux d’air secondaire, qui circulent d’amont en aval du moteur à turbine à gaz 1.
Le flux d’air primaire s’écoule d’amont en aval du moteur à turbine à gaz 1 dans une veine primaire, en passant successivement à travers le compresseur basse pression 10, le compresseur haute pression 11, la chambre de combustion 5 où il est mélangé avec du carburant pour servir de comburant, la turbine haute pression 12 et la turbine basse pression 13. Le passage du flux d’air primaire à travers la turbine haute pression 12 et la turbine basse pression 13 provoque une rotation des rotors 26 et 29 des turbines qui entrainent à leur tour en rotation les rotors 23 et 17 des compresseurs haute pression et basse pression, ainsi que la soufflante 8 via l’arbre haute pression 15 et l’arbre basse pression 14. Le flux d’air primaire s’échappe du moteur 1 à travers un carter d’échappement 28, situé en aval du carter de turbine basse pression 19.
Le flux d’air secondaire (appelé également « flux d’air de dérivation ») s’écoule d’amont en aval du moteur à turbine à gaz 1 dans une veine secondaire. Ce flux d’air secondaire ne passe pas dans la chambre de combustion 5 et n’entraine pas les turbines 12 et 13. Le flux d’air secondaire sert à la fois à refroidir la périphérie du corps de moteur et permet de générer la majeure partie de la poussée fournie par le moteur à turbine à gaz. Le flux d’air secondaire s’écoule à travers les aubes fixes 9 montées sur le carter de soufflante 7, en aval de la soufflante 8.
La illustre de manière schématique un assemblage 30 de redresseur de stator d’un moteur à turbine à gaz 1. Dans l’exemple illustré sur la , l’assemblage 30 est un assemblage de redresseur de soufflante. Toutefois, il pourrait s’agir d’un assemblage de redresseur de stator de compresseur ou d’un assemblage de redresseur de stator de turbine.