INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’invention concerne enfin un procédé de mise en œuvre d’un dispositif tel que défini ci-avant, le procédé comportant les étapes suivantes : - actionnement de l’actionneur mécanique, - déplacement dudit au moins un piston solide entrainant en déplacement ledit premier piston liquide dans ladite première chambre et ledit second piston liquide dans ladite seconde chambre, lesdits premier et second pistons liquides étant entrainés en déplacement dans des sens opposés, le premier piston liquide comprimant ledit gaz dans l’insert de ladite première chambre jusqu’à une première pression prédéterminée, le second piston liquide créant une dépression dans ledit insert ladite second chambre jusqu’à une seconde pression, - lorsque ladite première pression est atteinte, ouverture d’un dispositif d’admission d’air entre ladite première chambre et ledit premier séparateur de phase pour évacuer le gaz sous pression de la première chambre vers ledit premier séparateur jusqu’à ce que ledit piston liquide traverse entièrement ledit insert et atteigne la première sortie de la première chambre et simultanément l’admission d’air dans ladite seconde chambre.
Le dispositif conforme à l’invention est ainsi une sorte de compresseur réversible de gaz, qui permet de compresser un gaz en consommant de l’énergie mécanique, mais également de restituer de l’énergie mécanique en détendant un gaz. L’évolution thermodynamique du gaz est quasi isotherme permettant d’effectuer ces variations de pression avec une faible perte d’énergie grâce à la compression / détente par piston liquide. La nature du gaz et du liquide peut être adaptée au besoin de l’application auquel le dispositif est destiné (air, hydrogène, méthane, gaz, eau etc…).
En mode compression, dans le cadre d’un mode de réalisation non limitatif qui sera présenté par la suite, le principe repose sur la compression du gaz par piston liquide, ce dernier étant mu par un piston solide. Le piston solide est actionné directement par un moteur linéaire dont il constitue lui-même la partie mobile motrice contenant les aimants, ou par un autre système de déplacement des pistons (bielle manivelle, crémaillère…). Ainsi en se déplaçant, le piston solide pousse un piston liquide dans une chambre de compression close (cylindre vertical). La diminution du volume engendre la compression du gaz.
Les chambres de compression cylindriques sont subdivisées en de nombreux petits volumes grâce à un insert d’échange thermique constitué d’un motif 2D extrudé, dont les cellules s’étendent dans la direction du piston liquide (structure appelée également « nid d’abeille », en aluminium ou autre matériau conducteur de chaleur).
Ainsi, les caractéristiques fluides du piston liquide permettent de former dans chaque cellule de ce nid d’abeille un petit piston liquide tout en garantissant une étanchéité parfaite entre le milieu liquide et gazeux. La présence de l’insert (nid d‘abeille) offre une très grande surface de contact avec le gaz et permet un potentiel d’échange thermique important. L’échange thermique entre le gaz et l‘insert, le transfert thermique au sein de l’insert ainsi que sa capacité thermique propre permet ainsi de maintenir la température du gaz pendant sa compression à une valeur proche de la température initiale de l’ensemble (quasi-isotherme).
L’insert d’échange thermique agit ainsi comme un échangeur régénératif, permettant successivement le transfert de l’énergie thermique du gaz vers l’insert par convection/conduction, le stockage de l’énergie thermique grâce à une augmentation modérée de sa température (effet de sa capacité thermique) puis du transfert de cette énergie thermique au liquide par convection/conduction.
Chaque rotor peut comprendre au moins un disque comprenant un corps annulaire centré sur l’axe longitudinal et des alvéoles régulièrement réparties sur une périphérie externe du corps.
Chaque rotor comprend en outre des aubes s’étendant radialement du disque. Chaque aube comprend une pale et un pied relié à la pale. Le pied de chaque aube est reçu dans une alvéole correspondante afin de maintenir l’aube sur le disque.
Les turbines, et en particulier la turbine haute pression, étant situées en aval de la chambre de combustion, résident dans un environnement chaud engendré par les gaz issus de la combustion. Les disques, et en particulier les alvéoles, ainsi que les pieds d’aubes, sont exposés à de fortes températures puisqu’ils sont situés au plus proche de la veine primaire.
Dans ce cadre, il a été proposé d’équiper les turbomachines d’un système de refroidissement comprenant un circuit de ventilation. Le circuit de ventilation permet de refroidir les disques des turbines, en particulier de la turbine basse pression, afin de maintenir une température des disques inférieure à un certain seuil. Le circuit de ventilation comprend typiquement un flux d’air de ventilation prélevé dans le compresseur haute pression et circulant jusqu’aux disques des turbines, notamment de la turbine basse pression. Ce flux d’air de ventilation circule alors dans des passages d’air de ventilation délimités par les alvéoles et les pieds qu’elles reçoivent. Les alvéoles du disque sont alors refroidies.
Le document FR-A1-2918104 décrit une turbine basse pression comprenant un rotor mobile en rotation autour d’un axe longitudinal de la turbine basse pression. Le rotor comprend un disque comprenant un corps annulaire, une première bride de fixation et des aubes s’étendant radialement vers l’extérieur du disque. Le corps annulaire comprend des alvéoles recevant chacune un pied d’aube pour fixer les aubes au disque. Un passage d’air de ventilation est ménagé entre chaque alvéole et le pied d’aube qu’elle reçoit.
Selon ce document, le rotor comprend en outre un anneau mobile solidaire en rotation du disque. L’anneau mobile comprend une extrémité radiale aval en appui contre une face radiale amont du disque et une seconde bride de fixation reliée à la première bride de fixation du disque par boulonnage.
Selon ce document, les première et seconde brides de fixation délimitent entre elles une cavité d’air débouchant dans les alvéoles du disque. Ainsi, le circuit de ventilation comprend typiquement un flux d’air de ventilation prélevé dans le compresseur haute pression et circulant jusqu’aux passages d’air via la cavité d’air.
Selon cette solution, le circuit de ventilation est donc calibré par les cavités d’air définies entre l’anneau et le disque. En d’autres termes, le débit d’air dans les alvéoles est imposé par les cavités d’air.
Bien que cette solution permette de garantir un débit d’air adéquat pour le refroidissement des disques, elle est dépendante de l’anneau mobile qui est lourd, encombrant et impose des contraintes mécaniques importantes.
En outre, les cavités d’air sont nécessaires à la calibration du débit d’air du circuit de ventilation car le débit d’air ne peut être calibré directement par les passages d’air.
En effet, pour garantir un refroidissement efficace des alvéoles et donc du disque, le disque doit présenter une section de ventilation totale correspondant à une valeur cible prédéterminée. La section de ventilation totale correspond à la somme des sections des passages d’air.
Néanmoins, une difficulté technique majeure est de fournir un disque présentant une section de ventilation totale correspondant à la valeur cible prédéterminée. En effet, les alvéoles des disques sont typiquement réalisés par usinage du corps annulaire.
L’usinage peut être réalisé par brochage ou fraisage. Néanmoins, les dispositifs de brochage ou de fraisage s’usent rapidement et ne garantissent plus les tolérances nécessaires pour atteindre les sections de passage prédéterminées pour chaque alvéole afin d’aboutir à la section de ventilation totale cible. Il est donc nécessaire de changer de dispositifs de brochage ou de fraisage plusieurs fois pour former des alvéoles présentant chacune la section de passage prédéterminée. Un tel procédé d’usinage est donc particulièrement coûteux et inenvisageable à échelle industrielle.
Par ailleurs, l’usinage des alvéoles peut être réalisé par électroérosion, connu également sous l’acronyme EDM pour « Electrical Discharge Machining ». Un tel procédé permet un usinage très précis des alvéoles et donc de garantir la section de passage prédéterminée de chaque alvéole. Néanmoins, l’usinage d’une alvéole par ce procédé est très long et la fabrication du disque est par conséquent particulièrement longue. Typiquement, la fabrication d’une alvéole par le procédé de brochage est quatre fois plus rapide que par le procédé d’électroérosion. Un tel procédé d’usinage est donc également particulièrement coûteux et inenvisageable à échelle industrielle.
Dans ce cadre, il existe un besoin de fournir un disque pour une turbine de turbomachine d’aéronef, comprenant un corps annulaire et des alvéoles agencées sur une périphérie externe du corps, qui puissent être refroidies par un circuit de ventilation calibré précisément, tout en étant léger, peu encombrant et simple d’intégration, et réalisable à échelle industrielle.
A cet effet, l’invention propose un disque pour une turbine de turbomachine d’aéronef, le disque comprenant un corps annulaire présentant un axe longitudinal et des alvéoles régulièrement réparties sur une périphérie externe du corps annulaire, chaque alvéole étant destinée à recevoir un pied d’une aube, les alvéoles étant réparties en une première série d’alvéoles et une seconde série d’alvéoles.
- caractérisée en ce qu’elle présente un diamètre médian Dv50 compris entre 10 et 200 µm, notamment compris entre 20 et 100 µm, et préférentiellement compris entre 30 et 90 µm ;
- caractérisée en ce qu’elle présente un facteur span compris entre 0,1 et 1,5, de préférence entre 0,1 et 1,0 et plus préférentiellement compris entre 0,5 et 1,0 ;
- dans laquelle le polyamide est le polyamide 11 ;
- caractérisée en ce qu’elle présente une température de fusion (T f1 max ) comprise entre 195 et 205°C ; et/ou
- dans laquelle l’écart entre la température de fusion (T f1 max ) et la température de cristallisation (T c ) est compris entre 35 et 45°C.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne également une poudre de polyamide 11 présentant un endotherme de fusion monomodal et une unique température de fusion (T f1 max ) comprise entre 195°C et 205°C, présentant en outre au moins une des caractéristiques suivantes :
- un diamètre moyen en volume compris entre 10 et 200 µm, notamment compris entre 20 et 100 µm, et préférentiellement compris entre 40 et 80 µm ;
- un diamètre Dv10 supérieur à 5 µm, notamment comprise entre 10 et 70 µm, et préférentiellement compris entre 20 et 60 µm ;
- un diamètre médian en volume Dv50 compris entre 10 et 200 µm, notamment compris entre 20 et 100 µm, et préférentiellement compris entre 30 et 90 µm ;
- un diamètre Dv90 inférieur à 350 µm, notamment compris entre 30 et 200 µm, et préférentiellement compris entre 50 et 150 µm ;
- un facteur span compris entre 0,1 et 1,5, de préférence entre 0,1 et 1, et plus préférentiellement compris entre 0,5 et 1,0 ;
- une enthalpie de fusion supérieure à 100 J/g ; et préférentiellement comprise entre 110 et 160 J/g ; et/ou
- une viscosité inhérente comprise entre 0,8 à 1,8, et préférentiellement comprise entre 1,0 à 1,5.
- une poudre de polyamide selon l’invention; et
Les secondes parties de tubes 35 et 36 sont conçues pour accueillir et évacuer un gaz 3, par exemple de l’air, de manière que le déplacement du liquide 4 des pistons liquides 41 ou 42 dans les chambres 31 et 32 entraine soit la compression du gaz 3 soit une détente du gaz 3.
Pour ce faire, chacune des chambres 31 et 32 comprend une ouverture de sortie 37 et 38, respectivement, assurant notamment l’entrée et la sortie de gaz dans les secondes parties de tubes 35 et 36 des première et seconde chambres 31 et 32.
Les première et seconde sorties 37 et 38 sont reliées à un séparateur de phase 2, qui permet d’accueillir le gaz 3 et éventuellement un peu de liquide 4 provenant du liquide évacué des chambres 1 et 2.
Le séparateur de phase 2 est relié à un réservoir 5 de stockage de gaz sous pression.
La circulation du gaz 3 et éventuellement du liquide 4 entre le séparateur de phase 2, les chambres 31 et 32 et le réservoir de stockage sera expliqué par la suite.
Les secondes parties de tubes 35 et 36 accueillent chacune un insert 51 et 52.
Les inserts 51 et 52 sont des inserts ajourés, c’est-à-dire qu’ils comporte chacun des cellules dans lesquelles le liquide des pistons liquides 41 et 42 peut circuler et qui peuvent également accueillir le gaz comprimé ou détendu dans les chambres 31 et 32.
Les inserts 51 et 52 sont particuliers : ils sont réalisés à partir d’une âme de matériau sandwich déployable, ce qui permet d’obtenir un insert où les cellules s’étendent de part en part de l’insert :
L’âme du matériau sandwich déployable de l’insert est réalisé par une multitudes de couches de matériaux déformables plastiquement, reliées entre elles par des points de solidarisation (soudures, colle etc.) qui s’étendent suivant des lignes courant sur toute la longueur des couches. En éloignant l’une de l’autre les deux couches extérieures de la structure sandwich, on crée des cellules entre deux couches de matériau contigües et les lignes de solidarisation, ce qui permet d’obtenir des cellules qui s’étendent sur toute la longueur de la structure multicouche.
Suivant un mode de réalisation alternatif (non illustré), les inserts pourraient être réalisés avec un enroulement de feuilles métalliques empilées, les feuilles métalliques empilée comportant par exemple une feuille plate et une feuille gondolée (formant une succession de creux et de bosses) positionnées l’une sur l’autre et roulées ensemble : les cellules sont alors formées entre les creux de la feuille gondolée et la surface de la feuille adjacente, les cellules s’étendant alors suivant le sens de déplacement du piston liquide dans la chambre qui accueille l’insert.
C’est ainsi que l’insert utilisé dans le cadre de l’invention présente des cellules dites « traversantes », c’est-à-dire que les cellules présentent chacune deux ouvertures, chacune à une extrémité de cellule, avec une première ouverture de cellules qui débouche à une extrémité de l’insert et une seconde ouverture qui débouche à une autre extrémité de l’insert : la montre la seconde partie de tube 35 (ou 36) d’une chambre 31 (ou 32) qui a été coupée pour mieux montrer l’insert 51 ou 52.
Chacun des inserts 51 ou 52 est de préférence réalisé en aluminium et comporte des cellules contigües 53 qui forment ensemble un dessin en nid d’abeille, et qui comprennent une première ouverture d’extrémité 54 (visible sur le figure), par laquelle le gaz 3 ou le liquide 4 peuvent entrer ou sortir de l’insert. Une autre ouverture (non visible sur la figure, mais illustrée schématiquement par une flèche 55) débouche à proximité de l’ouverture de sortie 37 et 38 de chacune des chambres 31 et 32.
Chaque cellule 53 de la structure de l’insert 51 ou 52 forme un mini-tube dans lequel peut entrer et sortir du gaz 3 et du liquide 4, chaque mini-tube étant orienté parallèlement ou principalement parallèlement au sens de déplacement du liquide 4 et du gaz 3 dans la chambre 31 ou 32 (plus précisément chaque mini-tube a un axe parallèle à celui de la seconde partie de tube 35 ou 36 qui l’accueille).
On comprendra par « principalement parallèlement » une orientation géométrique entre un point d’entrée et un point de sortie d’une cellule par rapport à l’axe de l’insert : cette orientation est soit parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de l’insert, soit inclinée par rapport à l’axe de l’insert, à cause de la forme du mini tube de la cellule. En effet, la cellule peut être droite, le mini-tube étant alors de forme cylindrique, mais la cellule peut également être vrillée, le mini-tube formant alors une hélice.
Sur la , sont illustrés également deux échangeurs fluide/fluide 71 et 72 : chacune des première et seconde chambres 31 et 32 comporte un échangeur fluide/fluide 71 et 72, respectivement (représenté dans le coude des chambres 31 et 32 sur la figure). Les fluides sont de préférence de l’eau.
Dans le cadre de cet exemple, ces échangeurs fluide/fluide 71 et 72 sont reliés chacun à une pompe 83, un échangeur fluide/air 84, un moto ventilateur 85 et des vannes de régulation 86. L’ensemble assure le maintien du liquide 4 (des pistons liquides) à une température proche de la température ambiante à plus ou moins 10 degrés Celsius.
D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisations, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :
est une vue en coupe transversale d’un profilé de dalle, selon un mode de réalisation ;
est une vue analogue à la , une toile étant montée tendue sur le profilé, selon un premier montage ;
[Fig.3] est une vue analogue à la , une toile étant montée tendue sur le profilé, selon un deuxième montage ;
est une vue analogue à la , des moyens de suspension du profilé étant représentés, selon un premier mode de réalisation, un bloc d’isolant étant en outre partiellement représenté monté sur le profilé ;
est une vue analogue à la , des moyens de suspension du profilé étant représentés, selon un deuxième mode de réalisation, un bloc d’isolant étant en outre partiellement représenté monté sur le profilé ;
est une vue de dessous de l’assemblage en angle à 90° de deux profilés du type représenté en ;
est une vue analogue à la , montrant la mise en place d’un profilé de finition ;
est une vue en coupe transversale d’un profilé de finition, selon un mode de réalisation.
Dans la suite du texte, l’expression et/ou désigne trois possibilités, à savoir l’alternative (ou) et la combinaison (et).
Sur les figures 1-5 et 7 annexées sont représentés des éléments profilés 1, vus en coupe. Afin de simplification, dans la suite de cette description, les éléments profilés 1 sont dénommés profilés 1.
Pour faciliter la lecture, on définit sur ces figures un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : un axe X, définissant une direction horizontale, un axe Y, définissant une direction verticale, qui avec l'axe X définit un plan XY vertical, et un axe Z, perpendiculaire au plan XY horizontal.
Dans la suite de cette description, les termes « horizontal », « vertical », « haut », « bas », « haute », « basse » sont employés en référence à ce repère XYZ, sans que cela implique une quelconque limitation dans l'orientation que peut prendre le profilé 1 lors de son utilisation.
Ainsi par exemple, le profilé 1 peut être utilisé pour la réalisation de faux plafonds, et porter une ou plusieurs toiles tendues sensiblement horizontalement, comme représenté sur les figures 2, 3.
Le profilé 1 peut être utilisé pour la réalisation de faux murs, et porter une ou plusieurs toiles tendues s'étendant sensiblement verticalement.
Le profilé 1 peut également être utilisé pour la réalisation de fausses parois, et porter une ou plusieurs toiles s'étendant suivant un plan formant un angle quelconque avec la verticale.
Le circuit de commande 700 comprend, en outre, d'autres circuits faisant tous partie d'une unité de commande 702 du type de l'unité de commande 101 décrite en relation avec la ou de l'unité de commande 402 décrit en relation avec la .
Comme l'unité de commande 402 de la , l'unité de commande 702 comprend : - les circuits d'alimentation composés des circuits 404 (Self Supp), 405 (LDO) et 406 (UVLO) ; - le circuit de mesure 407 (VDS) de la tension drain-source du transistor 150 ; - le circuit de comparaison 410 (Comp2) et un circuit de comparaison 411 (Comp3) ; - le circuit de gestion 413 (MNG) ; - le circuit de mise en veille 414 (Stby) ; et - le circuit de régulation d'un délai 415 (PLL).
A la différence de l'unité de commande 402, l'unité de commande 702 comprend un circuit de gestion 703 (MNG) remplaçant le circuit de gestion 413, et un circuit 704 (kVGS MNG) du niveau de la tension de commande appliquée au transistor 150 remplaçant le circuit de gestion 416 et le circuit 408. L'unité de commande 702 ne comprend ni le circuit de comparaison 411, ni le circuit de génération 412 de la tension Reg_Vthoff4. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la tension VDS4 est comparée à la valeur de référence constante Vref_Vthoff5 définie en relation avec la .
De plus, le circuit de comparaison 410 reçoit, en entrée, la tension VDS4, et fournit en sortie une tension de comparaison VComp1. Le circuit de comparaison 410 est adapté à comparer la valeur de l'amplitude de la tension VDS4 à une tension de seuil VTHOFF-N(VDS4). Ce circuit de comparaison permet de générer la tension N(VDS4), et de forcer l'ouverture du transistor 150 dans le cas d'un diminution de la durée du cycle de conduction du transistor 150, ce qui peut arriver lorsque la tension Vtdn4 n'est pas générée.
Selon un mode de réalisation, le circuit de gestion 704 reçoit, en entrée, la tension N(VGPLL4), et fournit, en sortie, une tension de commande CMD_kVGS4 du niveau de la tension de commande du transistor 150. De plus, et contrairement au mode de réalisation de la , le circuit de gestion 704 n'est pas optionnel dans le dispositif 700.
Comme décrit en relation avec les figures 4 et 5, le circuit de gestion 704 permet de fournir une commande au circuit de pilotage 401 pour qu'il réduise le niveau de la tension de commande VGS4 du transistor 150 lors de la fin du cycle de conduction, et plus particulièrement, de le réduire jusqu'à une deuxième valeur kVGS4 plus proche de la tension de seuil du transistor 150. Cependant, le circuit de gestion 704 et le circuit 415 permettent, en outre, d'envoyer des informations au circuit de pilotage pour qu'il commande le niveau de la deuxième valeur kVGS4 pour qu'elle soit au plus prêt de la tension de seuil Vth du transistor 150. La valeur de la deuxième valeur kVGS4 dépend de la valeur du courant traversant le transistor 150. Plus la valeur du courant diminue plus la valeur kVGS4 se rapproche de la tension de seuil Vth du transistor 150, et inversement. Le fonctionnement du circuit de gestion 704 est décrit en relation avec la , et un exemple de réalisation du circuit 704 est décrit en relation avec la .
La est un schéma bloc illustrant le fonctionnement du circuit 704 décrit en relation avec la .
Comme décrit en relation avec la , lors de la fin du cycle de conduction du transistor 150, la tension de commande VGS4 peut être abaissée pour se rapprocher de la tension de seuil Vth du transistor 150.
A une étape initiale 801 (Volt Mon.), le cycle de conduction du transistor 150 est en cours et les tensions VDS4, VGS et VGPLL sont surveillées.
A une étape 802 (VGPLL4 Fall VDS4<kVthon7), la tension VGPLL présente un front descendant, et la tension VDS4 est inférieure (en valeur absolue) à une tension de seuil kVthon7. Tant que ces deux conditions ne sont pas réunies (sortie N du bloc de l'étape 802) l'étape suivante est l'étape 801, sinon l'étape suivante est une étape 803 (VGS4 dec.).
Selon un mode de réalisation, la tension de seuil kVthon7 est définie comme étant le résultat de la multiplication d'un coefficient k et de la tension de seuil VTHON4 représentant le seuil que la tension VDS4 dépasse lorsque la diode parasite 151 commence à conduire. Le coefficient k est choisi de façon à ce que la tension de commande VGS4 soit inférieure à la tension VGS4 maximale, mais supérieure à la tension de seuil Vth du transistor 150, et de façon à ce que le courant ISD4 continue de traverser le transistor 150, et permettant ainsi d'éviter la conduction de la diode parasite 151. Selon un exemple, le coefficient est compris entre un tiers et deux tiers.
A l'étape 803, la tension de commande VGS4 est diminuée, et la tension VDS4 est toujours surveillée. Tant que la tension VDS4 n'est pas égale à la tension seuil kVthon7, la tension VGS4 continue de diminuer.