INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon une deuxième possibilité, le premier organe de compression réversible 300 et le deuxième organe de compression réversible 400 sont associés électriquement l’un à l’autre. Dans ce cas, un organe 300,400 en mode de détente est associé à une génératrice électrique et produit ainsi de l’électricité qui peut être soit directement utilisée par l’autre organe 300,400 en mode de compression, soit être stocké dans une batterie pour être utilisé ultérieurement par l’un ou l’autre des organes 300,400.
Selon un quatrième aspect de l’invention, le dispositif de production de froid comprend un organe de détente supplémentaire 500. L’organe de détente supplémentaire 500 est destiné à produire de l’électricité alternativement ou simultanément à la production de froid. L’organe de détente supplémentaire 500 est avantageusement agencé sur une branche de dérivation de l’éjecteur 200. Plus précisément, l’organe de détente supplémentaire 500 est agencé de sorte à recevoir le fluide de travail moteur. L’organe de détente supplémentaire 500 est agencé entre l’entrée 201 de l’éjecteur 200 est la sortie 206 de l’éjecteur 200 plus précisément de l’entrée du condenseur 105.
Ce quatrième aspect de l’invention peut être combiné avec le premier aspect et/ou le deuxième aspect de l’invention comme illustré à la .
La on retrouve les organes et les connexions fluidiques décrites en référence au premier aspect de l’invention et au deuxième aspect de l’invention. Dans ce quatrième aspect, le dispositif comprend les connexions fluidiques V, W, X, Y, Z, G1, G2 et préférentiellement au moins deux vannes 501,502.
Plus précisément, la vanne 3 voies 500 est connectée fluidiquement, préférentiellement directement, à la vanne 3 voies 402 par la connexion fluidique V, à la vanne 3 voies 403 par la connexion fluidique W, la première extrémité de l’organe de détente supplémentaire 500 par la connexion fluidique X. La vanne 3 voies 502 est connectée fluidiquement, préférentiellement directement, à la deuxième extrémité de l’organe de détente supplémentaire 500, à la vanne 3 voies 301 par la connexion fluidique j’ai un et la connexion fluidique j’ai de, à l’entrée du condenseur 105 par la connexion fluidique Z.
Plus précisément, quel que soit mode de fonctionnement du deuxième organe de compression réversible 400, le fluide de travail moteur sort de la vanne 3 voies 403 ou de la vanne 3 voies 402 et pénètre dans la vanne 3 voies 501 respectivement par la connexion fluidique V ou la connexion fluidique W. Le fluide de travail moteur sort de la vanne 3 voies 501 et pénètre par la première extrémité dans l’organe de détente supplémentaire 500, préférentiellement directement, par la connexion fluidique X. Le fluide de travail moteur est détendu dans l’organe de détente supplémentaire 500 produisant ainsi de l’électricité préférentiellement par une génératrice électrique 503. Le fluide de travail moteur détendu ressort de l’organe de détente supplémentaire 500 par la deuxième extrémité qui est en connexion fluidique, préférentiellement directement, avec la vanne 3 voies 502 par la connexion fluidique Y. Le fluide moteur détendu peut alors ici être transmis directement au condenseur 105 par la connexion fluidique Z.
Dans un mode de réalisation, le dispositif et le procédé associé sont configurés pour permettre la co-production d’électricité et de froid. Dans ce mode de réalisation, la vanne à trois voies 401 permet au fluide de circuler à la fois vers la connexion fluidique, ou ligne, S et la connexion fluidique, ou la ligne, O. La connexion fluidique S est alors connectée fluidiquement à la vanne 402, puis la vanne 402 est connecté fluidiquement à la vanne 501 permettant la circulation au moins partiel du fluide en sortie du générateur 102 dans l’organe de détente supplémentaire 500 et ainsi produire de l'électricité, comme décrit ci-dessus. En parallèle, la connexion fluidique O est alors connectée fluidiquement 403 qui est connectée fludiquement à l’entrée dans l'éjecteur 200 par la connexion fluidiuqe T, permettant la circulation au moins partiel du fluide en sortie du générateur 102 dans l’éjecteur 200 et ainsi produire du froid, comme décrit ci-dessus.
Selon un mode de réalisation applicable à l’un quelconque des aspects de l’invention décrit ci-dessus, le dispositif de production de froid comprend un échangeur thermique agencé entre la branche de mélange et la branche motrice. Plus préférentiellement, l’échangeur thermique est agencé de sorte à assurer le transfert thermique entre le fluide de travail mélangé circulant dans la branche de mélange et le fluide de travail moteur circulant dans la branche motrice. Plus précisément, sur la branche de mélange l’échangeur thermique est agencé en aval de l’éjecteur 200 et préférentiellement en amont du condenseur 105, plus spécifiquement en amont du premier organe de compression réversible 300. Plus précisément, sur la branche motrice, l’échangeur thermique est agencé en amont du générateur 102 et préférentiellement en aval de la pompe 101. Cet échangeur thermique permet de transférer une partie de l’énergie thermique du fluide de travail mélangé au profit du fluide de travail moteur. Cet échangeur thermique est une sorte de préchauffage du fluide de travail moteur. Cette disposition présente les avantages de réduire la puissance thermique à fournir au générateur 102, de réduire la taille du générateur 102, de réduire la taille du condenseur 105.
Une comparaison est réalisée numériquement entre les cycles présentés sur la ou 9 (cycle de production de froid à éjecteur simple classique sans l’invention) et sur la (dispositif de production de froid selon le troisième aspect de l’invention comprenant un premier organe de compression réversible 300 et un deuxième organe de compression réversible 400).
La comparaison est réalisée pour le point de design d’un dispositif présenté dans le Tableau 1, avec comme fluide réfrigérant le butane(R600).
Composant Configuration type Générateur 102 Température source chaude : 100°C Surchauffe : 0°C Puissance récupérée : 100kW Condenseur 105 Température source intermédiaire : 20 °C Évaporateur 104 Température source à refroidir : 5° C Surchauffe : 0°C Pompe 101 Débit : 765 kg/h, Rendement : 80 %, Puissance : 0.6 kW Tableau 1 – Point de fonctionnement nominal cycle de réfrigération
Le design géométrique de l’éjecteur 200 pour le point de design du tableau 1 est donné dans le tableau 2. La désignation des sections de l’éjecteur 200 fait référence à la .
Section Dimension [mm 2 ] Section A 47.56 Section B 151.9 Section C 877 Tableau 2 – Géométrie de l’éjecteur désigné
Le tableau 3 montre l’impact des variations de la température de la source chaude au générateur 102 et de la source intermédiaire au condenseur 105 sur le cycle des figures 5 ou 9. Le tableau 4 montre l’impact des variations de la source chaude au générateur 102 et de la source intermédiaire au condenseur 105 sur le cycle de la .
On observe bien qu’au point de design du cycle, les cycles de la ou 9 et de la donnent les mêmes résultats (ligne 5), car les 2 organes de compression réversibles ne sont pas utilisés au point de design.
# T gen (°C) T cond (°C) T evap (°C) Q gen [kW] Q evap [kW] W pump [kW] η ex [%] 1 85 15 5 73,3 90,3 0,32 23% 2 85 20 5 71,4 23,0 0,31 10% 3 85 25 5 0 0 0 0% 4 100 15 5 102,5 88,5 0,61 14% 5 100 20 5 100,0 84,1 0,60 21% 6 100 25 5 97,4 22,8 0,593 8% 7 115 15 5 140,1 81 1,11 8% 8 115 20 5 136,7 78,3 1,10 13% 9 115 25 5 133,3 75,5 1,09 18% Tableau 3
Ainsi, il est également proposé un procédé de traitement d'une pièce amiantée d'un déchet amianté comprenant l'étape suivante : d1) conditionnement de la pièce amiantée dans un sac de chantier double sache, scellement du sac de chantier double sache puis stockage du sac de chantier double sache scellé dans un centre agréé pour stocker des déchets amiantés, ou d2) vitrification de la pièce amiantée, dans lequel la pièce amiantée est obtenue à l'issue de l'étape b) du procédé de traitement d'un déchet amianté tel que décrit ci-dessus.
Les étapes d1) de stockage et d2) de vitrification sont connues de l'homme du métier. Il saura les mettre en œuvre.
Dans un espace adapté au traitement des déchets amiantés positionné dans un centre agréé pour stocker des déchets amiantés, 3 sacs de chantier double sache comprenant un total d'environ 1200 tonnes de déchets amiantés ont été ouverts.
Les déchets amiantés présents dans les 3 sacs de chantier double sache étaient des fenêtres avec châssis en bois, des fenêtres avec châssis en acier et des éléments de chaudières.
La séparation réalisée par voie physique par l'équipe de technicien a permis d'obtenir d'une part différents matériaux constitutifs des déchets amiantés dépourvu d'amiante et d'autre part les pièces amiantées.
L'absence d'amiante sur les différents matériaux constitutifs a été constaté visuellement.
Les matériaux constitutifs étaient du verre, du bois, de la fonte et de l'acier et représentaient un poids total d'environ 960 tonnes, soit 80% du poids des déchets amiantés.
Ces matériaux constitutifs peuvent ensuite être recyclés car ils sont dépourvus d'amiante.
Les pièces amiantées ont été restockées dans des sacs de chantier double sache. La séparation réalisée par voie physique a permis de réduire le volume des déchets amiantés dans une fourchette allant de 50% (fenêtres) à 90% (éléments de chaudières).
Cet exemple met donc en évidence l'intérêt du procédé de la présente invention.
PARTICULES DE CUIVRE PORTANT UNE COUCHE DE PROTECTION, POUDRES LES COMPRENANT, ET LEUR UTILISATION POUR LA PREPARATION DE PIECES EN CUIVRE La présente invention concerne des particules de cuivre portant une couche de protection, et les poudres les comprenant. L’invention vise également l’utilisation desdites poudres pour la préparation de pièces en cuivre par un procédé de mise en forme de poudre, notamment par projection de liant, ainsi que les procédés de préparation correspondants.
La fabrication additive, également connue sous le nom d'impression 3D, est un processus dans lequel le matériau est construit couche par couche pour former un objet. La projection de liant (« binder jetting ») est une technique de fabrication additive basée sur l'utilisation d'un liant pour lier les particules d'une poudre afin de former un objet tridimensionnel. En particulier, le liant est projeté sur des couches successives de la poudre dans un volume de construction, où les couches formées de la poudre et du liant adhèrent les unes aux autres pour former un objet tridimensionnel. Un traitement ultérieur, comprenant en particulier l'élimination du liant, un recuit, le dépoudrage de la poudre non liée et le frittage de la poudre liée, est généralement nécessaire pour transformer la pièce tridimensionnelle imprimée en une pièce finie.
La fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre devient par exemple de plus en plus populaire pour la production de composants électriques et de gestion thermique à haute performance. Cette popularité s’explique par les avantages intrinsèques des procédés de fabrication additive, qui permettent la fabrication de composants géométriquement complexe, avec une grande liberté de conception par rapport aux procédés de fabrication conventionnels. Ces caractéristiques des processus de fabrication additive, combinées à la haute conductivité électrique et thermique du cuivre pur et des alliages de cuivre, sont de plus en plus étudiées dans le domaine de l'électricité et des applications de transfert de chaleur.
S’il est possible de produire des pièces en cuivre par projection de liant, la problématique du réemploi de la poudre de cuivre utilisée constitue un frein, à la fois technique et économique, à son développement.
En effet, les poudres de cuivre utilisées dans un procédé par projection de liant présentent généralement une granulométrie de 10 à 30 µm. Durant l’étape de durcissement sous air (« curing »), la forte réactivité de la poudre de cuivre peut notamment induire deux problématiques :
- si cette étape est réalisée à trop haute température, en particulier supérieure à 100°C, il est généralement observée la formation d’agrégat voire la prise en masse de l’ensemble du bloc de cuivre. Le dépoudrage sera alors difficile voire impossible sans engendrer de dommages, compte tenue de la faible résistance mécanique des pièces produites. La poudre ne constituant pas la pièce, trop compacte, ne peut alors pas être réutilisée ;
L’expression « filtration thermo-mécanique » désigne une filtration réalisée par apport d’énergie thermique et mécanique. Les conditions de mise en œuvre de la filtration thermo-mécanique et des exemples de filtration thermo-mécanique sont tels que décrits en détails ci-après.
Boues grasses Le terme « boues grasses » désigne des boues riches en corps gras (déchets graisseux) issues des activités humaines (ex. : installations industrielles, agro-alimentaires, restaurations, réseaux d’assainissement…). Les boues grasses sont constituées de liquide (eau et matière organique huileuse) et de matière solide (matière organique, matière minérale ou leurs mélanges). Les boues grasses présentent généralement un taux de siccité (% en poids de matière sèche par rapport au poids total des boues grasses) supérieur à 5%, typiquement allant de 5% à 98%. Les boues grasses présentent généralement un taux de substances extractibles à l’hexane d’au moins 5% en poids par rapport au poids total des boues grasses. Les substances extractibles à l’hexane désignent les corps gras.
Le terme « corps gras » désigne : les acides gras issus de la biomasse ainsi que les triglycérides et leurs dérivés partiellement hydrolysés correspondants (di- et mono-glycérides) ; ou un mélange d’hydrocarbures (par exemple issu d’une activité industrielle) ; ou un mélange de ces deux catégories.
Les corps gras peuvent se présenter sous forme d’un mélange solide ou liquide ou d’un mélange hétérogène solide-liquide. Les constituants des corps gras (acides gras, triglycérides et leurs dérivés partiellement hydrolysés ou mélange d’hydrocarbures) dépendent de l’origine des boues grasses.
Typiquement, les boues grasses mises en œuvre sont des boues de curage des réseaux d’assainissement, des boues récoltées dans les bâches à graisse des stations d’épuration des eaux usées (STEP), des boues d’usinage ou de rectification, des culots de boues de raffinerie, des boues de laminoir, des boues des fonds de cale des bateaux ou encore des boues des fosses à graisses ou bacs à graisse. De préférence, les boues grasses sont des boues de curage des réseaux d’assainissement.
Les réseaux d’assainissements, situés en amont des stations d’épuration urbaine, ont pour rôle d’acheminer les eaux usées domestiques, les effluents des collectivités, et/ou industriels, et périodiquement les eaux de pluies vers ces stations d’épuration. Ces eaux et effluents sont chargés de matières grasses issues essentiellement de la consommation humaine de lipides, à travers notamment l’alimentation et la cuisine (domestique et de restauration). Ces lipides, originellement des triglycérides d’acides gras provenant des huiles alimentaires (huile d’olive, de palme, et d’arachide) sont, de partiellement à totalement, hydrolysés en acides gras via la digestion d’une part et l’hydrolyse naturelle générée par le brassage des matières dans le parcours des effluents au contact de l’eau, de l’air et du temps passé dans les réseaux. Ces matières grasses s’agglomèrent et colmatent les canalisations et, en particulier, les postes de relevage de ces réseaux, imposant aux exploitants de curer périodiquement les réseaux et ces différents postes en amont des stations urbaines d’épuration.
Les boues de curage des réseaux d’assainissement désignent ainsi les boues collectées lors des opérations de curage et de pompage des ouvrages et canalisations des réseaux d’assainissement, c’est-à-dire les boues collectées en amont des stations d’épuration des eaux usées (STEP). Il peut s’agir des boues collectées au niveau des postes de relevage (PR), dans les canalisations ainsi que dans les différents ouvrages (fosses et bac à graisse). Ces boues de curage, riches en matières grasses, sont actuellement peu valorisées : elles sont typiquement mélangées à d’autres déchets et détruites par incinération ou épandues. Les boues de curage présentent typiquement un taux de siccité allant de 5 à 10%.
Filtration thermo-mécanique des boues grasses La filtration thermo-mécanique des boues grasses permet de séparer les boues grasses en une fraction solide et une fraction liquide.
La filtration thermo-mécanique des boues est typiquement réalisée à haute température, c’est-à-dire réalisée à une température allant de 50 à 150 °C, de préférence allant de 60 à 120 °C ou de 85 à 100 °C, de manière encore plus préférée autour de 95 °C.
La filtration thermo-mécanique est typiquement réalisée dans une enceinte de chauffe.
La filtration thermo-mécanique peut être mise en œuvre par vibration d’une grille filtrante sur laquelle reposent les boues, par pressage des boues (par exemple au travers d’une grille filtrante), par brassage des boues placées sur une grille filtrante, par filtration sous vide sur un média filtrant (ex. : verre fritté) ou encore au moyen d’un dispositif tel que décrit en détails dans la section « Mode de réalisation particulier ».
Dans certains modes de réalisation, les boues peuvent être agitées lors de la filtration thermo-mécanique.
La masse molaire moyenne en nombre Mn des polyols de polyester peut être déterminée par chromatographie par perméation de gel par rapport à un étalon de polystyrène dans le tétrahydrofurane à 23 °C.
Le polyol de polyester utilisé pour la présente invention peut présenter une température de transition vitreuse Tg dans la plage de -80 °C à 0 °C, en particulier de préférence dans la plage de -70 °C à -10 °C, déterminée par mesure DSC selon la norme DIN 65467 à une vitesse de chauffage de 20 K/minute.
Les polyisocyanates a) appropriés sont les polyisocyanates aromatiques, araliphatiques, aliphatiques ou cycloaliphatiques connus en soi de l’Homme du métier. Les polyisocyanates a) appropriés sont, par exemple, le diisocyanate de 1,4-butylène, le diisocyanate de 1,5-pentaméthylène, le diisocyanate de 1,6-hexaméthylène (HDI), le diisocyanate d’isophorone (IPDI), le diisocyanate de 2,2,4- et/ou de 2,4,4-triméthylhexaméthylène, les bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)méthanes isomériques ou des mélanges associés de n'importe quelle teneur en isomère, le diisocyanate de 1,4-cyclohexylène, le diisocyanate de 1,4-phénylène, le diisocyanate de 2,4- et/ou de 2,6-toluène ou le diisocyanate de 2,4- et/ou de 2,6-toluène, le diisocyanate de 1,5-naphtalène, le diisocyanate de 2,4'- ou de 4,4'-diphénylméthane, les 1,3- et 1,4-bis(2-isocyanato-prop-2-yl)benzènes (TMXDI), le 1,3-bis(isocyanatométhyl)benzène (XDI), les (S)-alkyl-2,6-diisocyanatohexanoates ou les (L)-alkyl-2,6-diisocyanatohexanoates.
L’utilisation proportionnelle de polyisocyanates présentant une fonctionnalité > 2 est également possible. Ceux-ci comprennent les diisocyanates modifiés présentant une structure urétdione, isocyanurate, uréthane, allophanate, biuret, iminooxadiazinedione et/ou oxadiazinetrione, ainsi que les polyisocyanates non modifiés présentant plus de 2 groupes NCO par molécule, par exemple le diisocyanate de 4-isocyanatométhyl-1,8-octane (triisocyanate de nonane) ou le triphénylméthane-4,4',4"-triisocyanate.
La préférence peut être accordée aux polyisocyanates ou aux mélanges de polyisocyanates du type susmentionné présentant uniquement des groupes isocyanate liés par liaison aliphatique et/ou cycloaliphatique présentant une fonctionnalité moyenne de 2 à 4, de préférence de 2 à 2,6 et de manière particulièrement préférée de 2 à 2,4.
Les polyols de polyester qui peuvent être utilisés comme composé b) peuvent présenter une masse moléculaire moyenne en nombre Mn de 400 à 8000 g/mol, de préférence de 400 à 6000 g/mol et de particulièrement préférée de 400 à 3000 g/mol. La masse moléculaire moyenne en nombre Mn des polyols de polyester peut être déterminée par chromatographie par perméation de gel par rapport à un étalon de polystyrène dans du tétrahydrofurane à 23 °C. Leur nombre d’hydroxyles selon la norme DIN ISO 4629 peut être compris entre 22 et 400 mg KOH/g, de préférence entre 30 et 300 mg KOH/g et, en particulier, entre 40 et 250 mg KOH/g, et ils peuvent présenter une fonctionnalité OH de 1 à 6, de préférence entre 1,5 et 4,0, et de manière particulièrement préférée entre 1,9 et 2,1.
Les polyols de polyester b) peuvent être préparés selon l’état de la technique, de préférence par polycondensation à partir d’acide succinique, d’anhydride succinique et/ou d’esters d’acide succinique avec deux composés dihydroxylés différents présentant des masses molaires de 62 à 300 g/mol, présentant de 2 à 12 atomes de carbone et des fonctionnalités d’au moins 2, qui peuvent être ramifiés ou non et dont les groupes hydroxyle sont primaires ou secondaires. Les composés dihydroxylés peuvent également contenir des groupes éther. De préférence, les composés dihydroxylés peuvent être choisis dans le groupe consistant en l'éthylène glycol, le 1,2-propanediol, le 1,3-propanediol, le 1,4-butanediol, le 2,3-butanediol, le 2-méthyl-1,3-propanediol, le 1,5-pentanediol, le néopentyl glycol, le 1,6-hexanediol, le 3-méthyl-1,5-pentanediol, le 1,8-octanediol, le 1,10-décanediol, le 1,2-dodécanediol, le diéthylène glycol, le triéthylène glycol, le dipropylène glycol, le tripropylène glycol et les oligotétrahydrofuranes présentant des groupes terminaux hydroxyle. De manière particulièrement préférée, les deux composés dihydroxylés peuvent être choisis parmi les diols ayant un squelette de carbone de trois à six atomes de carbone, de manière préférée entre toutes dans le groupe constitué de l’hexanediol, du néopentyl glycol et du 1,3-propanediol. La préparation des polyols de polyester b) peut être effectuée selon l’état de la technique à haute température dans la plage de 150 à 250 °C et avec l’application d’un vide de 1 à 100 mbar et/ou sous un flux d’azote, facultativement à l’aide d’un catalyseur d’estérification ou de transestérification, la réaction étant terminée de façon que l’indice d’acide selon la norme DIN EN ISO 2114 soit inférieure à une valeur de 5 mg KOH/g.
L’acide succinique pour la préparation du composant b) peut être obtenu à partir de sources régénératrices et renouvelables, le processus de préparation se déroulant fréquemment via un processus de fermentation de l’amidon ou de la biomasse, comme indiqué, par exemple, in DE 10 2008 051727 A1 et DE 10 2007 019184. De préférence, au moins 50 % en poids de l’acide succinique sont basés sur des sources renouvelables. En outre ou en complément, au moins une partie du ou des composé(s) dihydroxylé(s) du composant b) pourrait être issue de sources renouvelables et augmenter ainsi la fraction de carbone qui provient de sources renouvelables du polymère de polyuréthane/urée pour la présente invention. De préférence, au moins un composant b) de composés dihydroxylés peut être choisi parmi le 1,4-butanediol, le 1,3-propanediol, l’isopropanediol, le 1,6-hexanediol, l’éthylène glycol, qui sont issus de sources renouvelables ou de mélanges d’au moins deux d'entre eux.
Le composant c) contient des groupes potentiellement ioniques qui peuvent être de nature cationique ou anionique. Les composés présentant une action de dispersion cationique, anionique ou non ionique sont ceux qui contiennent, par exemple, des groupes sulfonium, ammonium, phosphonium, carboxylate, sulfonate, phosphonate ou des groupes qui peuvent être convertis en les groupes susmentionnés par formation de sel (groupes potentiellement ioniques) ou en des groupes polyéther et peuvent être incorporés dans les macromolécules par les groupes réactifs à l'isocyanate présents. Les groupes hydroxyle et amine sont les groupes réactifs à l’isocyanate qui conviennent le mieux.