INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé 1000 comprend les étapes suivantes : - Une sélection 1002 d’une section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 de l’échangeur thermique 14. Cette section unitaire 146 est une longueur représentant dans le plan P1 la surface d’échange thermique additionnelle 142 projetée. Il peut être envisagé que cette section unitaire 146 soit un côté 141 d’un motif élémentaire 140 servant de base à la fabrication d’une structure fractale plus complexe. - Une modification angulaire 1004 de la section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 dans une première direction de modification D3’. La modification angulaire consiste en une création d’un triangle isocèle 148 de grande base la section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 sélectionnée, dans la première direction de modification D3’. Le triangle isocèle 148 comprend alors deux côtés subdivisés 148’ et 148’’ et une hauteur égale à la longueur de la section unitaire 146 de la surface d’échange additionnelle 142 sélectionnée multipliée par un facteur k prédéfini. Dès lors, le triangle isocèle 148 est ouvert sur la grande base.
Le facteur k est une valeur définie en fonction de l’angle souhaité entre les deux côtés subdivisés 148’ et 148’’. En outre, la valeur du facteur k peut être définie de manière fixe ou peut être variable. - S’en suit alors une étape de sélection 1006 d’un côté subdivisé 148’ parmi les deux côtés subdivisés 148’, 148’’, puis une modification angulaire 1008 du côté subdivisé 148’ sélectionné dans une deuxième direction de modification D3’’. Selon un aspect de l’invention, la deuxième direction de modification D3’’ peut être sécante ou parallèle à la première direction de modification D3’. La grande base de ce nouveau triangle isocèle 149, à savoir le côté subdivisé 148’, est alors ouverte.
Et de façon similaire aux étapes 1006 et 1008, une étape de sélection 1010 de l’autre côté subdivisé 148’’ parmi les deux côtés subdivisés 148’ et 148’’, et une étape de modification angulaire 1012 de l’autre côté subdivisé 148’’ sélectionné dans la deuxième direction de modification D3’’.
De plus, le procédé 1000 peut également comprendre une étape de répétition des étapes précédentes à la suite de l’étape de modification angulaire 1012.
Afin de générer une structure fractale de type flocon Von Koch, la première direction de modification D3’ et la deuxième direction de modification D3’’ sont sécantes l’une par rapport à l’autre. Néanmoins, la répétition géométrique du motif élémentaire et de la modification géométrique liée peut également être envisagée pour obtenir un ensemble de Mandelbrot, une structure de tapis de Serpiński ou une structure de cube de Serpiński en trois dimensions ou encore un ensemble de Julia.
En variante, il peut également être envisagé que la première direction de modification D3’ et la deuxième direction de modification D3’’ soient parallèles entre elles et que la deuxième direction de modification D3’’ soit sensiblement opposée à la première direction de modification D3’.
Autrement dit, il est peut être envisagé, par le biais du procédé de fabrication 1000, de générer à partir d'un segment de droite, à savoir la section unitaire 146, en modifiant récursivement chaque segment de droite de la façon suivante :
En divisant dans un premier temps le segment de droite, c’est-à-dire la section unitaire 146, en deux segments de longueurs égales, à savoir les deux côtés subdivisés 148’ et 148’’, puis en construisant un triangle quelconque ayant pour base le segment initial sélectionné, puis en supprimant le segment de droite qui était la base du triangle lors de la construction du triangle.
Il est ainsi possible de répéter ces étapes dans la deuxième direction de modification D3’’.
En outre, le nombre de modification géométrique de type fractale, c’est-à-dire le nombre de répétition des étapes 1002, 1004, 1006, 1008, 1010 et 1012, peut être défini en avance, et par exemple compris entre un et six. La limite du nombre des répétitions ou nombre d’applications de modification géométrique est liée à la finesse de résolution de la machine utilisée. Cette résolution augmentant avec l’évolution des machines, un plus grand nombre de répétitions est possible dans le futur. L’exemple présenté est lié aux capacités actuelles des machines.
De plus, la modification angulaire consistant en la création du triangle peut être remplacée par une modification angulaire consistant en la création d’un carré par exemple ou encore d’un rectangle ou encore d’un triangle rectangle ou encore un pliage triangulaire générant un angle de pli comme mentionné précédemment.
A titre d’exemple indicatif, il peut être envisagé que la surface d’échange thermique 10, la première paroi 120, la deuxième paroi 122, la liaison supérieure 123 ou l’échangeur thermique 14 soient obtenus dans un matériau métallique. En variante tout matériau disposant d’une bonne conductivité thermique peut être envisagé. En variante, tout matériau présentant une bonne rigidité peut être envisagé.
A titre d’exemple indicatif, il peut être envisagé que le fluide caloporteur 2 soit de l’air. En variante, tout fluide, liquide ou gazeux, disposant d’une bonne capacité d’extraction thermique peut être envisagé. En variante, tout fluide peut être envisagé.
L’invention a donc trait à un dispositif de refroidissement 1 comprenant une pluralité d’ailettes de refroidissement 12 échangeant par convection avec un fluide caloporteur 2 de sorte à permettre une extraction de chaleur du dispositif de refroidissement en direction du fluide caloporteur 2 et à une forme d’ailette de refroidissement comprenant un échangeur thermique 14 déduit d’une évolution géométrique de type fractale par autosimilarité de forme. Cette architecture fractale présente l’avantage de permettre d’augmenter la surface d’échange thermique de l’ailette de refroidissement et d’améliorer l’échange de chaleur sans impacter la charge du fluide caloporteur 2 qui traverse l’ailette de refroidissement 12. Autrement dit, l’invention résout le problème lié à l’augmentation de la surface d’échange thermique pour optimiser l’échange thermique sans augmenter significativement les pertes de charge liées à une augmentation de la surface frontale.
Les applications sont liées aux domaines de l’échange thermique, typiquement entre de l’air chaud provenant d’équipements électroniques et un réseau d’eau à température inférieure.
En outre, il peut également être envisagé un fonctionnement à partir de deux fluides échangeant thermiquement.
Le procédé peut comprendre le transfert de chaleur de l'huile vers le carburant avant que le carburant n'entre dans la chambre de combustion de façon à augmenter la température de carburant à une moyenne d'au moins 135 °C lors de l'entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière, ou à une moyenne comprise entre 135 °C et 170 °C, ou à une moyenne comprise entre 135 °C et 160 °C, ou à une moyenne comprise entre 140 °C et 150 °C lors de l'entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière.
Selon un deuxième aspect, on fournit un moteur à turbine à gaz pour un aéronef, le moteur à turbine à gaz comprenant un système de combustion étagé à mélange pauvre ayant une chambre de combustion dans laquelle du carburant est brûlé. Le moteur à turbine à gaz comprend un échangeur de chaleur carburant-huile conçu pour transférer de la chaleur entre l'huile et le carburant qui est fourni à la chambre de combustion. Le moteur à turbine à gaz comprend un dispositif de commande configuré pour commander le fonctionnement de l'échangeur de chaleur carburant-huile pour transférer de la chaleur de l'huile vers le carburant avant que le carburant n'entre dans la chambre de combustion de façon à abaisser la viscosité de carburant à 0,58 mm 2 /s ou moins lors de l'entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière.
Le dispositif de commande peut être configuré pour commander le fonctionnement de l'échangeur de chaleur carburant-huile pour transférer de la chaleur de l'huile vers le carburant avant que le carburant n'entre dans la chambre de combustion de façon à abaisser la viscosité de carburant à 0,48 mm 2 /s ou moins lors de l'entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière. Le dispositif de commande peut être configuré pour commander le fonctionnement de l'échangeur de chaleur carburant-huile pour transférer de la chaleur de l'huile vers le carburant avant que le carburant n'entre dans la chambre de combustion de façon à abaisser la viscosité de carburant à une valeur entre 0,50 mm 2 /s et 0,35 mm 2 /s, ou entre 0,48 mm 2 /s et 0,40 mm 2 /s, ou entre 0,44 mm 2 /s et 0,42 mm 2 /s lors de l'entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière.
Le dispositif de commande peut être configuré pour commander le fonctionnement de l'échangeur de chaleur carburant-huile pour transférer de la chaleur de l'huile vers le carburant avant que le carburant n'entre dans la chambre de combustion de façon à abaisser la viscosité de carburant à 0,57, 0,56, 0,55, 0,54, 0,53, 0,52, 0,51, 0,50, 0,49, 0,48, 0,47, 0,46, 0,45, 0,44, 0,43, 0,42, 0,41, 0,40, 0,39, 0,38, 0,37, 0,36, 0,35, 0,34, 0,33, 0,32, 0,31 ou 0,30 mm 2 /s ou moins lors de l'entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière, ou à une plage définie entre deux quelconques de ces valeurs.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre un système de distribution de carburant conçu pour libérer du carburant dans la chambre de combustion, le carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,71 mm et 0,90 mm de diamètre de cicatrice d'usure, WSD, ou ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,75 mm et 0,90 mm WSD, ou ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,80 mm et 0,90 mm WSD, ou ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,80 mm et 0,85 mm WSD.
Selon un troisième aspect, on fournit un procédé de fonctionnement d'un moteur à turbine à gaz, le moteur à turbine à gaz ayant un système de combustion étagé à mélange pauvre ayant une chambre de combustion dans laquelle du carburant est brûlé. Le procédé comprend le fonctionnement du moteur à turbine à gaz à l'aide d'un carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,71 mm et 0,90 mm de diamètre de cicatrice d'usure (WSD).
Les inventeurs ont déterminé que le pouvoir lubrifiant d'un carburant doit être pris en compte lorsqu'il est utilisé en combinaison avec un système de combustion à mélange pauvre, car le fonctionnement des vannes de commande de carburant au sein d'un tel système peut être affecté par un pouvoir lubrifiant de carburant différent.
Le procédé peut comprendre le fonctionnement du moteur à turbine à gaz à l'aide d'un carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,75 mm et 0,90 mm, ou 0,80 mm et 0,90 mm, ou 0,85 et 0,90 mm WSD. Le procédé peut comprendre le fonctionnement du moteur à turbine à gaz à l'aide d'un carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,75 mm et 0,85 mm, ou 0,80 mm et 0,85 mm WSD.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre un échangeur de chaleur carburant-huile conçu pour transférer de la chaleur entre l'huile et le carburant qui est fourni à la chambre de combustion.
Selon un quatrième aspect, on fournit un moteur à turbine à gaz pour un aéronef, le moteur à turbine à gaz comprenant un système de combustion étagé à mélange pauvre ayant une chambre de combustion dans laquelle du carburant est brûlé. Le moteur à turbine à gaz comprend un système de distribution de carburant conçu pour libérer du carburant dans la chambre de combustion, le carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,71 mm et 0,90 mm de diamètre de cicatrice d'usure (WSD).
Le système de distribution de carburant peut être conçu pour libérer du carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,75 mm et 0,90 mm, ou 0,80 mm et 0,90 mm, ou 0,85 et 0,90 mm WSD. Le système de distribution de carburant peut être conçu pour libérer du carburant ayant un pouvoir lubrifiant compris entre 0,75 mm et 0,85 mm, ou 0,80 mm et 0,85 mm WSD.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre un échangeur de chaleur carburant-huile agencé pour transférer de la chaleur entre l'huile et le carburant qui est fourni à la chambre de combustion, et un dispositif de commande configuré pour commander le fonctionnement de l'échangeur de chaleur carburant-huile.
Étape 10 : collecte de poussière en sortie du four de grillage à lit fluidisé pour obtenir une masse noire à faible teneur en cuivre, en aluminium et en fluor.
Il a été vérifié qu’il n’y avait pas d’étincelle manifeste dans le four de pyrolyse.
Exemple 3 Un procédé de réduction des teneurs en cuivre, en aluminium et en fluor dans la masse noire de batterie comprenait les étapes suivantes :
Étape 1 : décharge et démontage d’une batterie au lithium-ion ternaire usagée, puis son broyage pour obtenir un matériau broyé dont la taille de particule est inférieure ou égale à 5 cm ;
Étape 2 : premier tamisage du matériau broyé à travers un tamis d’une taille de maille de 0,25 mm pour obtenir une taille inférieure de la première masse noire et une première taille supérieure ;
Étape 3 : ajout de la première taille inférieure dans un four à pyrolyse, contrôle d’un taux de remplissage du four à pyrolyse à 15 %, introduction continue d’azote et hausse d’une température à 400 °C pendant 3 h ;
Étape 4 : deuxième tamisage du matériau pyrolysé à travers un tamis d’une taille de maille de 0,25 mm pour obtenir une taille inférieure de la deuxième masse noire et une seconde taille supérieure ;
Étape 5 : tri des couleurs et séparation de la seconde taille supérieure à travers un trieur de couleur pour obtenir une feuille de cuivre et une plaque d’électrode contenant de l’aluminium ;
Étape 6 : ajout de la plaque d’électrode contenant de l’aluminium à une solution de chlorure ferrique de concentration en ion ferrique de 0,5 mol/L selon un rapport solide/liquide de 2,0 g/mL, et réalisation d’une réaction à 40 °C pendant 1,0 h ;
Étape 7 : troisième tamisage du matériau mélangé après la réaction à travers un tamis d’une taille de maille de 0,25 mm pour obtenir une feuille d’aluminium et une barbotine ;
Étape 8 : pressage sur filtre de la barbotine obtenue et séchage à 120 °C pendant 1 h pour obtenir une troisième masse noire ;
Étape 9 : placement des première, deuxième et troisième masses noires obtenues dans un four de grillage à lit fluidisé et soufflage d’air à 1000 °C pendant 0,5 h, avec une teneur en volume en vapeur d’eau de 10 % dans l’air et un débit d’air de 8 Nm 3 /min ; et
Exemple comparatif 1 Un procédé de préparation de masse noire, qui différait de l’exemple 1 en ce que le matériau broyé était directement soumis à une pyrolyse à basse température et à un tamisage, comprenait spécifiquement les étapes suivantes :
Étape 1 : décharge et démontage d’une batterie ternaire au lithium-ion usagée, puis son broyage pour obtenir un matériau broyé dont la taille de particule est inférieure ou égale à 5 cm ;
- ledit système d’échange thermique comporte des moyens de contrôle et de régulation pour maintenir la température moyenne dudit fluide caloporteur à une valeur différente de la température moyenne du terrain environnant,
- ledit point de soutirage est associé à une pompe à chaleur pour extraire de l’énergie thermique dudit fluide caloporteur pour alimenter ledit dispositif utilisateur,
- ledit point d’injection est associé à une unité de production ou de récupération d’énergie thermique,
- ledit au moins un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur fait partie d’une unité de stockage d’énergie thermique, ou est constitué par cette dernière,
- ledit au moins un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur est équipé d’un au moins dispositif de récupération d’énergie thermique, et comprend en particulier un capteur solaire thermique. Ledit capteur solaire thermique est en connexion fluidique, par l’intermédiaire de conduits dans lesquels circule du fluide caloporteur, avec un diffuseur thermique enterré au-dessous du système à double boucles d’échange thermique.
Ce système présente l’avantage de fonctionner à pression atmosphérique et à température modulée ; son fonctionnement, et en particulier l’échange des flux thermiques, peut être contrôlé et piloté par des dispositifs de régulation et contrôle spécialement configurés. Ce système présente une grande efficacité thermique et une grande efficience économique. Il est conçu pour démultiplier la capacité des sources d’énergie thermique naturelles existantes localement en captant l’énergie thermique libre et disponible pour l’intégrer automatiquement dans le réseau, pour stocker de manière efficace l’énergie thermique disponible non utilisée à l’instant, pour restituer et distribuer l’énergie stockée en fonction des besoins des utilisateurs, et pour échanger de l’énergie thermique entre les différentes boucles d’un même réseau au moyen d’échangeurs thermiques (de type échangeur thermique à plaques ou autre technologie équivalente à l’usage). En outre, le système peut être doté de générateurs d’énergie électrique photovoltaïque, pour accroître encore son efficience et pour le rendre largement ou totalement autonome en énergie primaire nécessaire pour le fonctionnement des équipements électriques de production ou de distribution (pompes à chaleur, pompes de circulation, etc.) qui lui sont associés.
Selon certains aspects de l’invention :
- Le système à double boucles d’échange thermique comporte un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur et est au moins en partie constitué d’un matériau conducteur de chaleur, et peut être au moins indirectement en contact avec un matériau à changement de phase.
- Le système d’échange thermique comporte un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur et pouvant constituer une unité de stockage d’énergie thermique.
- Ledit conduit véhiculant ledit fluide caloporteur dudit système à double boucles d’échange thermique est au moins en partie constitué d’un matériau conducteur de chaleur. Il peut être au moins indirectement en contact avec un matériau à changement de phase.
- Le système d’échange thermique comporte un point d’injection associé à au moins une unité de production d’énergie thermique ou de récupération d’énergie thermique (qui peut être par exemple de l’énergie thermique fatale ou tout autre énergie thermique issue de source naturelle), via un dispositif de type échangeur thermique.
- Le système d’échange thermique comporte un point de soutirage associé à au moins une pompe à chaleur pour extraire de l’énergie thermique dudit fluide caloporteur pour alimenter ledit dispositif utilisateur.
- Le système d’échange thermique comporte un conduit véhiculant ledit fluide caloporteur pouvant être équipé d’un dispositif de vidange dudit fluide caloporteur et d’un dispositif de remplissage dudit fluide caloporteur.
- Le système d’échange thermique comporte un dispositif de stockage thermochimique permettant d’assurer la régulation de chaleur de la boucle d’échange. Sa capacité de stockage est avantageusement au moins deux fois, plus préférentiellement au moins trois fois, et encore plus préférentiellement au moins quatre fois supérieure à celle de l’eau, et s’élève de manière avantageuse à au moins 200 kWh/m 3 , préférentiellement à au moins 250 kWh/m 3 , et encore plus préférentiellement à au moins 300 kWh/m 3 .
- Le système d’échange thermique comporte un système de production d’énergie électrique autonome de type panneaux photovoltaïques (ou autre technologie équivalente à l’usage) permettant de couvrir, selon la configuration de l’installation et son usage, tout ou partie des besoins en énergie primaire de celle-ci. Pour une plus large couverture des besoins, le système de production d’énergie électrique autonome pourra être associé à un système de stockage d’énergie électrique (de type batterie lithium-ion ou autre technologie équivalente à l’usage) dimensionné en fonction des besoins.
- Le système d’échange thermique comporte un système de contrôle et de régulation des flux permettant d’optimiser leur efficience énergétique et leur distribution entre les unités de production d’une même boucle ou d’un même réseau de boucles.
Tm/i c (t k )= Tm/i c (t k-1 )*Tm/i(t k )
*Rot([-ΦUMI(t k-1 →t k )] lignes états erreur angulaires * )
*Ti/i c (t k-1 )
où représente les valeurs des états paramètres estimés à t k-1 avec Ti c /i  matrice identité
Tp/m(t k )=Tp/t(t k )*Tt/i c (t k )*Tm/i c (t k ) t
Les évolutions des matrices (ou quaternions, ou vecteur représentatifs de rotations) Tp/t, Tp/m, et Tp/i c de t k-1 à t k , avant éventuels recalages à t k , sont obtenues par itération du calcul d’évolution de rotation du repère de navigation [p] au repère [i c ] de t k-1 à t k en fonction de : la force spécifique horizontale plateforme analytique moyenne de t k-1 à t k , la correction Tp/i moyen *CorrPPI(t k-1 →t k ) en composantes horizontales moyennes dans le repère de navigation [p] de t k-1 à t k , la courbure locale de l’ellipsoïde à l’altitude moyenne de t k-1 à t k , la vitesse verticale moyenne de t k-1 à t k .
La courbure générée par l’ellipsoïde de référence non sphérique varie très peu et uniquement avec la latitude et l’altitude. La matrice de courbure peut donc être approximée par une constante (ou une fonction linéaire en fonction du temps) sur une durée dt k sans générer d’erreurs significatives de calcul d’évolution de la localisation. Ainsi, une variation de latitude de 5000m (pendant dt k ) génère une variation relative des courbures, à la latitude la plus défavorable, de quelques ppm au plus ; une variation d’altitude de 1000m (en dt k ) génère une variation relative des courbures d’environ 1/6400 soit, à 250m/s, une erreur maximale d’environ 4cm/s. Cette erreur est supprimée, hors phases dynamiques avec accélération verticale, par l’utilisation de l’altitude moyenne sur dt k pour le calcul de la matrice de courbure.
L’évolution de la vitesse verticale de t k-1 à t k , avant d’éventuels recalages, est obtenue par intégration de : la force spécifique verticale moyenne corrigée de la pesanteur locale estimées à t k-1 , une correction de pesanteur apparente, une correction de stabilisation en vitesse, des erreurs de vitesse en verticale générées par les erreurs UMI estimées ( ).
L’évolution de l’altitude de t k-1 à t k , est obtenue par intégration par partie de la vitesse verticale en ajoutant la correction égale à la composante verticale de
(Tp/i c *Ti c /i) moyen de tk-1 à tk * CorrPPI(t k-1 →t k ).
Après intégration, une boucle externe de stabilisation de l’altitude ou le filtre de Kalman d’altitude de référence à t k (par exemple l’altitude barométrique) permet de calculer la valeur de pesanteur apparente théorique à l’altitude à t k , les nouvelles corrections sur la valeur de pesanteur apparente et éventuellement la vitesse verticale à t k applicables pour le pas de temps suivant de t k à t k+1 .
La prise en compte du modèle d’erreur de l’unité de mesure inertielle dans le modèle d’évolution d’erreur de la localisation hybride ellipsoïdale à azimut libre utilise la matrice Φ UMI t k-1 →t k et les matrices ou quaternion ou rotation Tp/m, Tp/i, Tm/i à t k-1 et à t k (valeurs à t k obtenues par itération du calcul d’évolution de t k-1 à t k ).
De plus, les états paramètres d’erreur de l’unité de mesure inertielle sont ajoutés dans le modèle d’erreur de navigation. Cela permet leur prise en compte dans le modèle d’évolution d’erreur de la localisation hybridée et éventuellement l’estimation et la mise à jour en temps réel de paramètres du modèle erreur de l’unité de mesure inertielle lors des recalages. C’est souvent le cas par exemple des biais des accéléromètres.
Le procédé de l’invention procure plusieurs améliorations permettant de faciliter une implémentation temps réel de navigations hybrides avec des liaisons numériques entre l’unité de mesure inertielle et l’unité électronique de navigation.
Ces améliorations permettent le calcul d’évolution de la localisation inertielle hybridée à basse cadence (cadence par exemple de 1s à 10s selon la précision souhaitée pour le calcul d’évolution et en fonction du domaine dynamique d’évolution du porteur).