INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans le présent procédé, on part de l’hypothèse que la vitesse normale Ns2 ne devrait pas être très différente de la vitesse Is1 ni de la vitesse Is2. Si la vitesse de rotation est sensiblement constante, ces trois vitesses devraient être sensiblement égales. En cas d’accélération, on devrait avoir Is1 Ns2>Is2.
Pour tenir compte de ces trois cas de figure (vitesse constante, accélération et décélération), il est proposé de déterminer une vitesse moyenne As2 correspondant à la moyenne arithmétique des vitesses Is1 et Is2, soit : As2 = (Is1 + Is2) / 2
La vitesse As2 devrait dans tous les cas de figure être proche de la vitesse Ns2.
Lors de la réalisation d’une synchronisation, les dents de la cible 10 passent devant le capteur mais un système de gestion recevant les signaux émis par le capteur sait reconnaitre qu’une dent passe mais ne sait pas de quelle dent il s’agit. Le but de la synchronisation est de permettre audit système de gestion de savoir à chaque passage de dent laquelle des dents est en train de passer devant le capteur.
La géométrie de la cible est connue. Pour la cible 10 correspondant au premier exemple de la , on sait que l’écart angulaire entre la dent 1 et la dent 2 est de 240°CRK, entre la dent 2 et la dent 3 de 30°CRK, entre la dent 3 et la dent 4 de 210°CRK et entre la dent 4 et la dent 1 de 240°CRK.
L’idée est ici de mesurer lors de deux passages de dents (dent (n-1) et dent n) successifs à la fois les temps de passage de la dent (n-1), de la dent n ainsi que la vitesse normale NSn correspondant au temps de passage de la dent (n-1) à la dent n. Ensuite, pour déterminer les dents concernées, c’est-à-dire l’indice n utilisé ici, on détermine tout d’abord la vitesse moyenne Avn des vitesses instantanées Is(n-1) et Isn. Ensuite, avec le temps de passage entre la dent (n-1) et la dent n, on détermine les vitesses de passages pour n=1, n=2, n=3 et n=4 (la dent n=0 correspond bien entendu à la dent n=4, les indices étant considérés ici modulo 4) c’est-à-dire les vitesses normales Ns1, Ns2, Ns3 et Ns4. Enfin par comparaison, on élimine les intervalles qui ne peuvent pas être concernés : par exemple si As1 est cinq fois supérieur à Ns1, on est sûr que n ne vaut pas 1. L’hypothèse n=1 est rejetée. Pour le prochain passage de dent, il suffira alors de comparer la vitesse moyenne (des deux vitesses instantanées) à trois valeurs de vitesses normales, une hypothèse ayant définitivement été rejetée. Petit à petit, ou parfois en une seule analyse, il ne reste plus qu’une seule valeur plausible qui est alors la bonne valeur et qui permet donc de valider la synchronisation.
Un exemple numérique est donné sur la . L’axe des abscisses de cette figure correspond au temps qui s’écoule. On a aussi repéré les dents qui défilent au cours du temps devant le capteur d’arbre à cames.
La première ligne correspond aux vitesses instantanées calculées avec les temps de passage des fronts successifs à chaque fois qu’une dent passe devant le capteur. La vitesse instantanée est calculée à chaque fois qu’un front descendant passe devant le capteur. Si au départ, au début de la mise en œuvre du processus, le premier front vu par le capteur est un front descendant, on considère que la vitesse instantanée pour la dent correspondante est 0 (tr/min ou rpm).
La ligne suivante indique la valeur AS, c’est-à-dire la valeur moyenne (moyenne arithmétique) des deux vitesses instantanées. On a ainsi par exemple 364=(0+728)/2 ou bien encore 1087=(1004+1170)/2.
Ensuite, sur la ligne appelée Ns figure la vitesse moyenne correspondant en fait à la vitesse réelle de rotation du moteur cherchée. Cette vitesse est calculée en fonction des temps de passages mesurés et de l’écart angulaire entre les deux dents considérées.
Ensuite, les quatre dernières lignes correspondent aux hypothèses faites sur n. pour la première valeur indiquée sur la ligne n=1, on suppose que le front descendant (c’est-à-dire le front préféré) face au capteur est celui de la dent 1. On calcule alors avec le temps de passage depuis le passage du dernier front descendant comme si on passait de la dent 4 à la dent 1, c’est-à-dire avec un écart angulaire de 240°CRK. On calcule donc avec un temps de passage qui correspond à 30°CRK une vitesse de passage correspondant à 240°CRK. On a donc une vitesse environ huit fois plus élevée que la vraie vitesse de rotation. On fait de même pour n=2, n=3 et n=4. On peut ainsi au fur et à mesure remplir les quatre dernières lignes. Ici, ces lignes sont remplies à titre illustratif car on va voir dans la suite de la description que la synchronisation pourra être réalisée avant de pouvoir réaliser tous ces calculs, en moins d’un tour de cible.
La illustre le cas le plus favorable où le démarrage du moteur se fait lorsque la dent 2 illustrée sur la se trouve face au capteur. Le premier temps de passage entre deux dents successives est donc le temps de passage de la dent 2 à la dent 3, c’est-à-dire le temps de passage le plus court qui correspond à une rotation du moteur de 30°CRK. Dans l’exemple illustré, on a une vitesse réelle entre le passage du front descendant de la dent 2 et le passage du front descendant de la dent 3 de 461 rpm pour un écart angulaire de 30°CRK. On a donc ici un temps de passage d’environ 7,23 ms. Lorsque le front descendant de la dent 3 se trouve face au capteur, on a donc en mémoire un temps de passage depuis la dernière dent de 7,23 ms. On fait alors successivement les hypothèses que le capteur est face à la dent 1, puis face à la dent 2, puis face à la dent 3 puis enfin face à la dent 4.
Si le capteur est face à la dent 1, depuis le dernier front préféré, c’est-à-dire le front descendant de la dent 4, un écart angulaire de 240°CRK aurait été réalisé ce qui correspond à une vitesse de 3688 rpm. En supposant qu’il s’agit de la dent 2, on aurait le même écart angulaire et donc la même vitesse soit 3688 rpm. L’hypothèse pour la dent 3 correspond à la réalité soit 461 rpm. Enfin en supposant que le capteur se trouve face à la dent 4, l’écart angulaire serait de 210°CRK correspondant à une vitesse de 3227 rpm.
En comparant ces quatre valeurs issues des hypothèses réalisées à la valeur As (qui vaut ici 364 rpm) on remarque que les valeurs de 3688 et 3227 ne sont pas plausibles puisqu’environ 10 fois respectivement 9 fois supérieures à la valeur de As. On peut donc de suite affirmer que le capteur se trouve au niveau du front descendant de la dent 3.
Cet exemple est le plus favorable. Toutefois, à partir d’un autre point de départ, on peut à chaque mesure de temps de passage éliminer une hypothèse et dès que le capteur arrive face au front descendant de la dent 3, on est sûr avec cette configuration de cible d’avoir une synchronisation fiable.
Cuve étanche et thermiquement isolante comportant un élément traversant L’invention se rapport au domaine de la fabrication des cuves étanches et thermiquement isolantes dans une structure porteuse. En particulier, la présente invention se rapporte la fabrication de cuves destinées à contenir des liquides froids ou chauds, et plus particulièrement des cuves pour le stockage et/ou le transport de gaz liquéfié par voie maritime, de telles cuves devant accueillir un élément traversant.
Arrière-plan technologique Des cuves étanches et thermiquement isolantes peuvent être utilisées dans différentes industries pour stocker un produit chaud ou froid. En particulier, les cuves étanches et thermiquement isolantes sont couramment utilisées pour le stockage terrestre ou embarquées dans des structures flottantes, par exemple pour le transport par voie maritime de gaz liquéfiés à pression atmosphérique et à basse température. De tels gaz liquéfiés peuvent être les gaz de pétrole liquéfiés (GPL) transporté à une température comprise entre -50 C et 0°C, l’hydrogène liquide (LH2) transporté à une température d’environ -253°C, ou encore du gaz naturel liquéfié (GNL) transporté à une température d’environ -163°C. Les structures flottantes embarquant les cuves étanches et thermiquement isolantes sont en particulier les barges, les navires méthaniers pour le transport du produit et les installations off-shore, connues notamment sous les appellations d’unité flottante de production, de stockage et de déchargement ( Floating Production Storage and Offloading , abrégé FPSO) et d’unité flottante de stockage et de regazéification ( Floating Storage and Regasification Unit , abrégé FSRU), pour le stockage, la liquéfaction ou la regazéification du produit.
Ces cuves étanches et thermiquement isolantes sont constituées d’une ou plusieurs membranes étanches associées à des couches isolantes. On connaît, notamment décrit dans le document WO 2019/234360, une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve fixée sur une structure porteuse, dans laquelle la paroi de cuve présente une structure multicouche qui comporte successivement, de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire ancrée contre la structure porteuse, une membrane étanche secondaire qui est supportée par la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire qui est supportée par la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire qui est supportée par la barrière thermiquement isolante primaire et qui est destinée à être en contact avec produit contenu dans la cuve.
Dans les cuves du type précité, il se produit des déformations de tous les éléments en raison des changements de température et du poids de la cargaison affectant la paroi de cuve lors de son remplissage avec un liquide très froid comme du GNL, et a contrario , lors de sa vidange entrainant un réchauffement partiel de la paroi de cuve et des déformations dues à la pression de l’eau de mer lorsque les ballasts sont remplis. En sus de ces effets thermiques de contraction et de dilatation, qui se répètent dans le temps au cours de la vie de toute cuve étanche et thermiquement isolante, les cuves de navires subissent aussi des efforts dus à la déformation de la coque du navire à la mer. Il en résulte des phénomènes de fatigue des membranes étanches et des barrières thermiquement isolantes, qu’il y a lieu de surveiller au cours du temps pour prévenir toute rupture, notamment au niveau des éléments traversant une zone singulière de la paroi de cuve, par exemple, dans la paroi de plafond de la cuve, au niveau d’une conduite collectrice de vapeurs ou, dans la paroi de fond de la cuve, au niveau d’une structure de puisard ou d’un pied de support pour de l’équipement lourd.
Résumé Un premier objet de l’invention fournit, selon un mode de réalisation, une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans une structure porteuse pour contenir un fluide, la cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve ancrée sur une paroi porteuse de la structure porteuse, la paroi de cuve comportant dans une direction d’épaisseur depuis l’extérieur vers l’intérieur de ladite cuve étanche et thermiquement isolante, au moins une barrière thermiquement isolante et une membrane étanche portée par la barrière thermiquement isolante.
La barrière thermiquement isolante, par exemple une barrière thermiquement isolante secondaire, peut comporter une pluralité de panneaux isolants, par exemple panneaux isolants secondaires, se présentant sous la forme de pavés parallélépipédiques ancrés contre la paroi porteuse, les panneaux isolants étant disposés sous la forme de rangées parallèles, une rangée comportant une pluralité de panneaux isolants juxtaposés dans une première direction selon un motif répété, les rangées étant juxtaposées dans une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, une rangée singulière parmi lesdites rangées comportant une zone d’interruption présentant une dimension dans la première direction égale à une dimension du motif répété.
La membrane étanche, par exemple une membrane étanche secondaire, peut comporter une pluralité de virures en alliage à faible coefficient de dilatation parallèles à la première direction, chaque virure présentant une portion centrale plane reposant sur une surface supérieure des panneaux isolants et deux bords relevés faisant saillie vers l’intérieur de la cuve par rapport à la portion centrale plane, les virures étant juxtaposées dans la deuxième direction selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche au niveau des bords relevés, des ailes d’ancrage ancrées aux panneaux isolants et parallèles à la première direction étant agencées entre les virures juxtaposées pour retenir la membrane étanche, sur la barrière thermiquement isolante , une dimension des virures dans la deuxième direction étant inférieure une dimension des panneaux isolants dans la deuxième direction, lesdites virures comportant une pluralité de virures découpées qui ménagent une fenêtre au droit de la zone d’interruption.
La cuve étanche et thermiquement isolante peut comporter en outre un élément traversant disposé à travers ladite paroi de cuve, de sorte que l'élément traversant passe à travers la barrière thermiquement isolante dans une portion centrale de la zone d’interruption et à travers la membrane étanche, dans une portion centrale de ladite fenêtre, l’élément traversant comportant un corps principal s'étendant selon la direction d'épaisseur de la paroi de cuve et un plateau étanche parallèle à la paroi porteuse lié à la périphérie du corps principal et s'étendant autour du corps principal au même niveau que la surface supérieure des panneaux isolants.
La barrière thermiquement isolante peut comporter au moins un panneau de comblement disposé dans la zone d’interruption autour de l’élément traversant et ancré contre la paroi porteuse, et au moins une feuille de fermeture métallique peut être en appui sur une surface supérieure dudit au moins un panneau de comblement, ladite au moins une feuille de fermeture présentant un premier bord soudé de manière étanche sur le plateau étanche autour du corps principal.
Lesdites virures découpées présentent des portions de bord bordant ladite fenêtre qui recouvrent un deuxième bord de ladite au moins une feuille de fermeture et sont soudées de manière étanche à ladite au moins une feuille de fermeture, de sorte que ladite au moins une feuille de fermeture prolonge la membrane étanche jusqu’au plateau étanche.
Grâce à ces caractéristiques, il est possible d’augmenter la résistance à la fatigue de la membrane étanche au niveau de la zone singulière de la paroi de cuve en utilisant une nappe continue de virures parallèles dont la robustesse a été prouvée par l’expérience, tout en réalisant un raccordement simple de la membrane étanche à l’élément traversant.
Le plateau étanche peut présenter différentes formes de contour. Selon un mode de réalisation, le plateau étanche présente un contour circulaire. Selon un mode de réalisation, le plateau étanche présente un contour carré ou rectangulaire.
Selon un mode de réalisation, la paroi de cuve comporte quatre panneaux de comblement identiques disposés respectivement dans quatre secteurs de la zone d’interruption, les quatre secteurs étant séparés les uns des autres par une première ligne médiane de la zone d’interruption s’étendant dans la première direction et par une deuxième ligne médiane de la zone d’interruption s’étendant dans la deuxième direction.
Selon un mode de réalisation, la paroi de cuve comporte quatre panneaux de comblement identiques disposés respectivement dans quatre secteurs de la zone d’interruption, les quatre secteurs étant séparés les uns des autres par une première diagonale et par une deuxième diagonale de la zone d’interruption.
Dans un mode de réalisation, un paramètre est défini comme : , et le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure ou égale à 700°C : rpm².m², - si la température est supérieure à 700°C : , où et , étant en degrés Celsius.
Dans un mode de réalisation, le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure ou égale à 700°C : rpm².m², - si la température est supérieure à 700°C : , où et , étant en degrés Celsius.
Dans un mode de réalisation, le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : avec : où : , et .
Dans un mode de réalisation, est une longueur de corde en tête d’aube, la longueur de corde en tête d’aube étant définie comme une distance entre un premier point et un deuxième point, le premier point étant un point de jonction entre la surface radialement interne de la plateforme du talon et le bord d’attaque de la pale à profil aérodynamique, et le deuxième point étant un point de jonction entre la surface radialement interne de la plateforme du talon et le bord de fuite de la pale à profil aérodynamique, est une longueur de corde en pied d’aube, la longueur de corde en pied d’aube étant définie comme une distance entre un troisième point et un quatrième point, le troisième point étant un point de jonction entre la surface radialement externe de la plateforme du pied et le bord d’attaque de la pale à profil aérodynamique, et le quatrième point étant un point de jonction entre la surface radialement externe de la plateforme du pied et le bord de fuite de la pale à profil aérodynamique, un paramètre est défini comme : et la pale à profil aérodynamique est dimensionnée de telle sorte que : - si : , où et , et - si : .
L’invention concerne également une roue mobile de turbine basse pression d’un système propulsif aéronautique, la roue mobile comprenant un disque de rotor centré sur un axe longitudinal et une pluralité d’aubes mobiles de turbine telles que définies précédemment, le pied de chacune des aubes mobiles de turbine étant monté dans une alvéole respective du disque de rotor qui débouche à la périphérie externe du disque de rotor, et la roue mobile étant configurée pour être entrainée en rotation par un arbre d’entrainement mobile en rotation autour de l’axe longitudinal du un système propulsif aéronautique, le disque de rotor présentant un rayon de jante compris dans une gamme allant de 0,05 mètre à 0,5 mètre et une épaisseur de jante comprise dans une gamme allant de 0,01 mètre à 0,06 mètre.
Dans un mode de réalisation, et sont choisis de telle sorte que : où et , étant en degrés Celsius.
Dans un mode de réalisation, le talon est formé en un matériau, et présente une difficulté définie comme : où : est une masse volumique du matériau en kilogrammes par mètres cubes, est le nombre de la pluralité d’aubes mobiles destinées à être montées à la périphérie externe du disque de rotor, l’aube mobile de turbine étant destinée à être soumise à une température lorsque l’arbre d’entrainement tourne à la vitesse de rotation limite , le procédé comprenant une étape de dimensionnement de l’aube mobile de turbine au cours de laquelle et sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure à 759°C : , - si la température est dans la plage allant de 759°C à 1083°C : , où , , étant en degrés Celsius, - si la température est dans la plage allant de 1083°C à 1117°C : , où , , et étant en degrés Celsius, et - si la température est supérieure à 1117°C : , la masse volumique du matériau étant comprise dans une plage allant de 2 à 10 kilogrammes par mètres cubes et le rayon externe de veine étant compris dans une plage allant de 0,15 à 1,0 mètre.
Dans un mode de réalisation, un paramètre est défini comme : , le procédé comprenant une étape de dimensionnement de l’aube mobile de turbine au cours de laquelle le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure ou égale à 700°C : rpm².m², - si la température est supérieure à 700°C : , où et , étant en degrés Celsius.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de dimensionnement de l’aube mobile de turbine au cours de laquelle le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : avec : où : , et .
Il est possible de concevoir encore d’autre formes pour les panneaux de comblement autour du pied de support 6. Les panneaux de comblement peuvent aussi être en nombre plus grand que quatre ou plus petit que quatre, par exemple au nombre de deux. Dans une variante non représentée, le plateau étanche secondaire 9 peut présenter des dimensions légèrement plus grandes et venir partiellement recouvrir les panneaux de comblement autour du pied de support 6.
En référence à la , la barrière thermiquement isolante primaire 4 comporte une pluralité de panneaux isolants primaires 50 se présentant sous la forme de pavés parallélépipédiques ancrés à la barrière thermiquement isolante secondaire 2 au moyen d’organes de retenue primaires 19 portés par les panneaux isolants secondaires 13. Les organes de retenues primaires 19 peuvent être réalisés de diverses manières, par exemple comme décrit dans le document WO 2019/234360 ou dans le document FR 2 887 010.
Les panneaux isolants primaires 50 présentent des dimensions identiques à celles des panneaux isolants secondaires 13, à l’exception de leur épaisseur selon la direction d’épaisseur de la paroi de fond qui est susceptible d’être différente, et notamment plus faible. Dans d’autres modes de réalisation, les panneaux isolants primaires 50 peuvent présenter d’autres dimensions, et notamment se présenter sous la forme de pavés parallélépipédiques à base rectangle.
Les panneaux isolants primaires 50 sont juxtaposés selon des rangées primaires parallèles. Plus précisément, un panneau isolant primaire 50 constitue un motif répété selon la direction longitudinale L et selon la direction transversale T de sorte que la membrane étanche secondaire 3 est recouverte de panneaux isolants primaires 50.
Dans le mode de réalisation décrit, les rangées primaires sont décalées dans la direction longitudinale L et dans la direction transversale T de la moitié de la longueur d’un panneau isolant secondaire 13 par rapport aux rangées secondaires. Ainsi un panneau isolant primaire 50 de la rangée primaire est à cheval sur quatre panneaux isolants secondaires 13 des deux rangées secondaires adjacentes sous-jacentes. Les organes de retenue primaires 19 sont positionnés au centre des plaques de couvercle 16 des panneaux isolants secondaires 13 et coopèrent avec les coins de quatre panneaux isolants primaires 50 adjacents.
Dans d’autres modes de réalisation non décrits, l’amplitude du décalage entre les rangées primaires et secondaires dans la direction longitudinale L et/ou dans la direction transversale T peut être différente et l’organe de retenue primaire 19 peut être positionné ailleurs sur la plaque de couvercle 16 d’un panneau isolant secondaire 13, mais de préférence à distance des bords relevés 43 des virures 40 pour ne pas interférer avec eux.
En relation avec les figures 9 à 11, on décrit à présent la réalisation de la barrière thermiquement isolante primaire 4 autour du pied de support 6.
En référence à la , dans la direction longitudinale L , deux rangées primaires singulières, superposées à la rangée secondaire singulière, rencontrent la zone d’interruption 20. Les première et deuxième rangées primaires singulières comportent chacune deux panneaux isolants primaires tronqués 51 au droit de la zone d’interruption 20. Les panneaux isolants primaires tronqués 51 sont séparés deux à deux par une ligne d’interface longitudinale C et une ligne d’interface transversale D respectivement superposées à la ligne médiane longitudinale A et à la ligne médiane transversale B de la zone d’interruption 20.
Chaque panneau isolant primaire tronqué 51 comporte un bord tronqué 57 tourné vers le corps principal présentant une découpe en forme de demi-cercle dans toute l’épaisseur pour accueillir le pied de support 6. La découpe se développe entre deux extrémités latérales du bord tronqué 57, une première extrémité étant positionnée au niveau de la ligne d’interface longitudinale C et une deuxième extrémité étant positionnée au niveau de la ligne d’interface transversale D.