INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans d’autres exemples, le débit de flux de carburant à chaque tuyère de pulvérisation de carburant fournie dans le dispositif combustor peut être le même et il peut y avoir aucune orientation du flux de carburant vers un sous-ensemble des tuyères. Dans un tel exemple, toutes les tuyères de flux de carburant peuvent être des tuyères à flux unique ou elles peuvent être toutes des tuyères duplex. Dans encore d’autres exemples, d’autres agencements de tuyères de pulvérisation de carburant peuvent être fournis dans lesquels du carburant est orienté vers celles adjacentes aux allumeurs ou plus près de ceux-ci. Par exemple, deux sous-ensembles (qui peuvent être commandés indépendamment) de tuyères duplex ou deux sous-ensembles de tuyères à flux unique peuvent être fournis qui peuvent être orientés tel que décrit précédemment.
La montre une des tuyères de pulvérisation de carburant duplex 403 du dispositif combustor 16.
La tuyère duplex 403 comprend un injecteur de carburant primaire 501, un injecteur de carburant principal 502 et un conduit d’air 503. L’injecteur primaire 501 comprend une entrée primaire 504 agencée pour recevoir un flux primaire de carburant P et un circuit de carburant primaire 505 agencé pour distribuer le flux primaire de carburant à la sortie 506 de la tuyère 403. L’injecteur principal 502 comprend une entrée principale 507 agencée pour recevoir un flux principal de carburant M et un circuit de carburant principal 508 agencé pour distribuer le flux principal de carburant à la sortie 506 de la tuyère 403. Le conduit d’air 503 reçoit de l’air à haute pression du compresseur haute pression 15 et distribue l’air haute pression à la sortie 506 de la tuyère 403.
La tuyère duplex 403 est conçue pour produire, à la sortie 506 de la tuyère 403, un cône primaire de carburant de l’injecteur primaire 501 et un cône principal de carburant de l’injecteur principal 502 (illustré sur la par les lignes pointillées référencées P et M respectivement). Lorsque les injecteurs primaire et principal 501, 502 sont à la fois actifs, les cônes primaire et principal sont agencés de manière concentrique, avec le cône principal agencé annulairement à l’extérieur du cône primaire. Les hommes du métier connaîtront de tels motifs de pulvérisation de carburant.
On aura à l’esprit que la tuyère duplex 403 de la est simplement exemplaire et que d’autres exemples peuvent utiliser une configuration alternative de la tuyère duplex.
La montre une des tuyères de pulvérisation de carburant à flux unique 404 du dispositif combustor 16. La tuyère 404 comprend un injecteur de carburant principal 601, comprenant une entrée principale 602 agencée pour recevoir un flux principal de carburant M et un circuit de carburant principal 603 agencé pour distribuer le flux principal de carburant à la sortie 604 de la tuyère 404. La tuyère 404 est conçue pour produire un cône principal de carburant à la sortie 604 de la tuyère 404 (représenté par les lignes pointillées référencées M). De manière similaire, de l’air est amené à la sortie 604 de la tuyère par un conduit d’air 605.
On aura à l’esprit que la pulvérisation de carburant à flux unique 404 de la est simplement exemplaire et que d’autres exemples peuvent utiliser une configuration alternative de tuyère de pulvérisation de carburant à flux unique 404.
dans lequel le carburant a un pouvoir lubrifiant compris entre 0,71 mm et 0,90 mm de diamètre de cicatrice d'usure (WSD) à 25 °C.
En outre, les troisième et/ou quatrième aspects peuvent être mis en œuvre conjointement avec les premier et/ou deuxième aspects.
Dans l'un quelconque des aspects ci-dessus, le moteur à turbine à gaz peut comprendre un système à boucle d'huile primaire agencé pour fournir de l'huile au réducteur ; et le ou les échangeurs de chaleur du système dʼéchange de chaleur peuvent comprendre au moins un échangeur de chaleur carburant-huile primaire à travers lequel lʼhuile du système à boucle dʼhuile primaire et le carburant sʼécoulent pour transférer de la chaleur de lʼhuile au carburant.
En utilisant le carburant pour absorber plus de chaleur de l’huile, plutôt que de s’appuyer sur le transfert de chaleur de l’huile vers l’environnement/air (par ex., dans un échangeur de chaleur huile-air), on fournit un moteur plus performant thermiquement. Cela peut améliorer le refroidissement de l'huile avant son retour là où elle est utilisée pour la lubrification et/ou le refroidissement dans le moteur à turbine. En outre, le refroidissement amélioré de l’huile peut à son tour améliorer l’effet de refroidissement de l’huile sur les composants du moteur à travers lesquels elle s’écoule.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre en outre :
un générateur d’entraînement intégré ; et
un système à boucle dʼhuile secondaire agencé pour fournir de lʼhuile au générateur dʼentraînement intégré.
Le système d’échange de chaleur peut comprendre un échangeur de chaleur huile-huile agencé pour transférer de la chaleur entre l’huile du système à boucle primaire et l’huile du système à boucle secondaire.
L'huile du système à boucle d'huile primaire peut être physiquement séparée de l'huile du système à boucle d'huile secondaire, en tant que tels les systèmes à boucle d'huile primaire et secondaire sont des boucles fermées séparées distinctes. En tant que tel, le système à boucle d’huile primaire peut être dénommé système d’huile à boucle fermée primaire et le système à boucle d’huile secondaire peut être dénommé système d’huile à boucle fermée secondaire. L’huile du système à boucle d’huile primaire peut être ou non chimiquement similaire ou identique à l’huile du système à boucle d’huile secondaire. C’est-à-dire que les systèmes à boucle d’huile primaire et secondaire peuvent être isolés fluidiquement de telle sorte que l’huile ne se mélange jamais entre les deux, et l’huile en chacune peut être chimiquement distincte et/ou peut être pompée à un débit différent.
Le ou les échangeurs de chaleur du système d’échange de chaleur peuvent comprendre en outre un échangeur de chaleur carburant-huile secondaire agencé pour recevoir le carburant et l’huile du système à boucle d’huile secondaire. De la chaleur peut être transférée entre l’huile du système à boucle d’huile secondaire et le carburant à l’aide de l’échangeur de chaleur carburant-huile secondaire.
En tant que tel, le moteur à turbine à gaz peut comprendre en outre un générateur d'entraînement intégré ; et un système à boucle dʼhuile secondaire agencé pour fournir de lʼhuile au générateur dʼentraînement intégré ; et l'au moins un échangeur de chaleur carburant-huile peut comprendre en outre un échangeur de chaleur carburant-huile secondaire agencé de telle sorte que l'huile provenant du système à boucle d'huile secondaire et le carburant s'écoulent à travers celui-ci, et agencé en outre pour transférer de la chaleur entre l'huile provenant du système à boucle d'huile secondaire et le carburant.
Le carburant peut s’écouler à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile secondaire avant l’écoulement à travers l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire, de telle sorte que de la chaleur est transférée de l’huile dans le système à boucle d’huile secondaire au carburant avant que de la chaleur ne soit transférée de l’huile dans le système à boucle d’huile primaire au carburant.
Le système d'échange de chaleur peut comprendre en outre un échangeur de chaleur air-huile agencé pour transférer de la chaleur à partir de l'huile du système à boucle d'huile primaire.
L'échangeur de chaleur air-huile et l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire peuvent être agencés dans une configuration parallèle sur différentes branches du système à boucle d'huile primaire. C'est-à-dire que dans certaines mises en œuvre, l'écoulement d'huile peut être divisé pour s'écouler le long de trajets d'écoulement parallèles de telle sorte qu'au moins une partie de l'huile s'écoule à travers l'échangeur de chaleur carburant-huile primaire et au moins une partie de l'huile s'écoule à travers un autre échangeur de chaleur séparé, tel que l'échangeur de chaleur air-huile et/ou un échangeur de chaleur huile-huile, par exemple. Les trajets d'écoulement d'huile parallèles peuvent alors se rejoindre.
On notera que la vitesse limite XN est comprise entre 8 500 tours par minute et 12 000 tours par minute, par exemple entre 9 000 tours par minute et 11 000 tours par minute.
Par exemple, le rayon moyen R m_a de l’alésage de chaque disque 26 de la turbine haute pression 7 respecte la formule (1).
Le rayon moyen R m_a d’un alésage de la turbine haute pression 7 respecte également la formule suivante, en particulier lorsque la section de soufflante 2 est carénée : (2) où : F 2 = 13 millimètres (mm).
Le dimensionnement du rayon moyen de l’alésage de sorte à respecter la formule (6) assure un rayon minimal pour la turbine haute pression et garantit donc sa capacité à tenir aux efforts centrifuges.
Par exemple, le système propulsif 1 est en outre dimensionné de sorte que le rayon moyen R m_a de l’alésage de la turbine haute pression 7 est au plus égal à : (3)
où : FN est la poussée du rotor de soufflante 9, en Newton (N) ; BPR est le taux de dilution du système propulsif 1 ; et
I = 0,16 millimètres par Newton (mm/N) et J = 28 millimètres (mm).
En effet, le couple transmis par l’arbre basse pression 11 au rotor de soufflante 9 est lié à la poussée du rotor de soufflante 9 et au taux de dilution BPR du système propulsif 1. Par ailleurs, l’augmentation du taux de dilution BPR du système propulsif 1 permet de réduire le diamètre du corps haute pression, et donc du rayon moyen R m_a de l’alésage de la turbine haute pression 7. Ainsi, en dimensionnant le système propulsif de sorte que le rayon moyen R m_a de l’alésage de la turbine haute pression 7 respecte également la formule (2), on obtient un système propulsif 1 dans lequel la taille du corps haute pression et le diamètre de l’arbre basse pression 11 sont dimensionnés en fonction de la poussée du rotor de soufflante 9 (qui participe majoritairement à la poussée globale du système propulsif 1) et du taux de dilution BPR.
Par exemple, le rayon moyen R m_a de l’alésage de chaque disque 26 de la turbine haute pression 7 respecte la formule (3).
Par exemple, afin de maintenir la possibilité d’’introduire et de passer l’arbre basse pression 11 dans l’arbre haute pression 10, tout en garantissant la capacité de l’arbre basse pression 11 à transmettre le couple nécessaire pour le rotor de soufflante 9 et le compresseur basse pression 4, le rayon moyen R m_a de l’alésage de la turbine haute pression 7 est au moins égal à :
(4) où G = 0,16 millimètres par Newton (mm/N) et H = 18 millimètres (mm).
Dans certains cas, le rayon moyen de l’alésage R m_a de la turbine haute pression 7 est dimensionné avant de pouvoir déterminer la longueur du corps haute pression L HP . Dans ce cas, le rayon moyen de l’alésage peut être déterminé à partir des paramètres de dimensionnement fondamentaux que sont le diamètre D 9 du rotor de soufflante 9, le taux de dilution BPR du système propulsif 1 ou encore la vitesse limite XN de l’arbre basse pression 11, plutôt que la longueur du corps haute pression (comme défini dans les formules (5) et (6) : (5)
où : D 9 est le diamètre du rotor de soufflante 9 en millimètres, mesuré dans un plan normal à l’axe de rotation (X) au niveau d’une intersection entre un sommet 21 et un bord d’attaque (22) des aubes 14 du rotor de soufflante 9. A noter que la étant une vue partielle, le diamètre D 9 n’est que partiellement visible ; BPR est le taux de dilution du système propulsif 1 ; T e est la température en entrée de la turbine basse pression 8, en degrés Celsius ; T ref = 273 K ; n est le nombre d’étages dans le corps haute pression (c’est-à-dire dans la turbine haute pression 7 et dans le compresseur haute pression 5) ; GAMMA est le coefficient adiabatique de l’air ; K = 6,76, L = 153,6 m -1 .(°C) -1/2 .(tr/min) -1 , M = 421 mm.(°C) 1/2 et N 1 = - 11 millimètres (mm).
Comme cela a été précisé pour la formule (6), lorsque le rayon moyen de l’alésage R m_a de la turbine haute pression 7 respecte la formule (7), le comportement dynamique de l’arbre basse pression 11 peut donc être mieux maîtrisé.
Par exemple, le rayon moyen R m_a de l’alésage de chaque disque de la turbine haute pression 7 respecte la formule (5).
- Le ou les dispositif(s) de séparation gaz-liquide est/sont en matériau choisi parmi l’acier carbone, l’acier inoxydable, l’acier duplex, le nickel, le nickel autocatalytique, ou l’acier carbone avec revêtement nickel.
Notons que l’agencement « face à face » ou en U permet de concentrer les risques HSE.
a) Une étape d’électrolyse de l’eau pour générer un mélange hydrogène-solution aqueuse et un mélange oxygène-solution aqueuse à l’aide d’une série de n électrolyseurs avec n>1,
b) Une étape d’acheminement du mélange hydrogène-solution aqueuse généré à l’étape a) au premier dispositif de séparation gaz-liquide, et/ou
c) Une étape d’acheminement du mélange oxygène-solution aqueuse généré à l’étape a) au second dispositif de séparation gaz-liquide, et
d) Une étape de séparation gaz-liquide permettant d’éliminer la solution aqueuse contenue dans le mélange hydrogène-solution aqueuse généré à l’étape a) au moyen du premier dispositif de séparation gaz-liquide, et/ou
e) Une étape de séparation gaz-liquide permettant d’éliminer la solution aqueuse contenue dans le mélange oxygène-solution aqueuse généré à l’étape a) au moyen du second dispositif de séparation gaz-liquide.
Enfin, la présente invention a également pour objet ;
- un procédé d’une installation de production d’hydrogène selon l’invention et comprenant un agencement pour électrolyse de l’eau comprenant une architecture subdivisée en module amovible, avec chaque module comprenant au moins un électrolyseur, ledit procédé comprenant une étape d’installation de l’agencement pour électrolyse de l’eau module par module ;
- un procédé d’une installation de production d’hydrogène selon l’invention, ledit procédé comprenant une étape d’installation sur le site de production
Les modules pourront être fabriqués à l’extérieur du site d’installation dudit agencement ce qui donne plus de latitude au fabricant et à l’opérateur. Notons que la taille de l’installation pourra ainsi aisément réduite ou augmentée à volonté. En effet, des modules pourront facilement ajoutés ou enlevés en fonction des besoins.
L’échangeur de chaleur carburant-huile sur le système à boucle d’huile primaire peut être dénommé échangeur de chaleur carburant-huile primaire.
Comme décrit par rapport aux aspects antérieurs, un ou plusieurs paramètres du système d’échange de chaleur peuvent être ajustés pour obtenir la viscosité souhaitée – par exemple, un écoulement d’huile, et/ou un écoulement de carburant à travers chaque échangeur de chaleur, et/ou la quantité de remise en circulation.
Par exemple, la commande du système d’échange de chaleur de manière à ajuster la viscosité de carburant peut comprendre l’ajustement d’une quantité de carburant envoyée à travers au moins l’un de l’échangeur de chaleur carburant-huile primaire et d’un échangeur de chaleur carburant-huile secondaire tel que décrit ci-dessous, lorsqu’il est présent (par opposition au contournement de cet échangeur de chaleur).
Le système d’échange de chaleur peut comprendre au moins une conduite de contournement agencée pour permettre au carburant (ou à l’huile) de contourner au moins un échangeur de chaleur du système d’échange de chaleur. La commande du système d’échange de chaleur de manière à ajuster la viscosité de carburant peut comprendre l’ajustement de la quantité de carburant (ou d’huile) envoyée à travers la conduite de contournement au lieu de travers l’échangeur de chaleur.
Le système d’échange de chaleur peut comprendre au moins une conduite de remise en circulation agencée pour prélever du carburant qui a déjà traversé un échangeur de chaleur donné du système d’échange de chaleur en retour vers une entrée de cet échangeur de chaleur. La commande du système d’échange de chaleur de manière à ajuster la viscosité de carburant peut comprendre l’ajustement de la quantité de carburant envoyée à travers la conduite de remise en circulation.
Le système d’échange de chaleur peut comprendre une ou plusieurs pompes, soupapes, conduites de remise en circulation, et/ou conduites de contournement pour permettre de commander des écoulements d’huile et/ou de carburant à travers et autour des échangeurs de chaleur de manière à adapter le transfert de chaleur, et ainsi ajuster la viscosité.
Selon un sixième aspect, on fournit un moteur à turbine à gaz pour un aéronef comprenant :
une soupape de modulation agencée pour permettre de faire varier la proportion dʼhuile envoyée par l’intermédiaire de chaque échangeur de chaleur, dans lequel :
le système dʼéchange de chaleur est agencé pour ajuster la viscosité de carburant à un maximum de 0,58 mm 2 /s à l’entrée dans la chambre de combustion aux conditions de croisière.
La section de soufflante 2 comprend au moins le rotor de soufflante 9 propre à être entrainé en rotation par rapport à un carter de soufflante 12 par la section de turbine 7, 8. Chaque rotor de soufflante 9 comprend un moyeu 13 et des aubes 14 s’étendant radialement à partir du moyeu 13. Les aubes 14 de chaque rotor 9 peuvent être fixes par rapport au moyeu 12 ou présenter un calage variable. Dans ce cas, le pied des aubes 14 de chaque rotor 9 est monté pivotant suivant un axe de calage et est relié à un mécanisme de changement de pas 15 monté dans le système propulsif 1, le calage étant ajusté en fonction des phases de vol par un mécanisme de changement de pas 15. Le mécanisme de changement de pas 15 est illustré en traits discontinus sur la pour montrer que cette caractéristique est optionnelle.
La section de soufflante 2 peut en outre comprendre un stator de soufflante 16, ou redresseur, qui comprend des aubes 17 montées sur un moyeu 18 du stator de soufflante 16 et ont pour fonction de redresser le flux d’air secondaire F2 qui s’écoule en sortie du rotor de soufflante 9. Les aubes 17 du stator de soufflante 18 peuvent être fixes par rapport au moyeu 18 ou présenter un calage variable.
Ce découplage permet de réduire la vitesse de rotation et le rapport de pression du rotor de soufflante 9 et d’augmenter la puissance extraite par la turbine basse pression 7. En effet, l’efficacité globale des systèmes propulsifs est conditionnée au premier ordre par le rendement propulsif, qui est favorablement influencé par une minimisation de la variation d’énergie cinétique de l’air à la traversée du système propulsif 1. Dans un système propulsif 1 à taux de dilution élevé, l’essentiel du débit générant l’effort propulsif est constitué par le flux d’air secondaire F2 du système propulsif 1, l’énergie cinétique du flux d’air secondaire F2 étant majoritairement affectée par la compression que subit le flux d’air secondaire F2 lors de la traversée de la section de soufflante 2. Le rendement propulsif et le rapport de pression de la section de soufflante 2 sont donc liés : plus le rapport de pression de la section de soufflante 2 est faible, meilleur sera le rendement propulsif. Afin d’optimiser le rendement propulsif du système propulsif 1, le rapport de pression de la soufflante, qui correspond au rapport entre la pression moyenne en sortie du stator de soufflante 17 (ou, en l’absence de stator, du rotor de soufflante 9) et la pression moyenne en entrée du rotor de soufflante 9, est inférieur ou égal à 1,70, par exemple inférieur ou égal à 1,50, par exemple compris entre 1,05 et 1,45. Les pressions moyennes sont mesurées ici sur la hauteur de l’aube 14 (de la surface qui délimite radialement à l’intérieur la veine d’écoulement en entrée du rotor de soufflante 9 au sommet 21 de l’aube de soufflante 14).
Le système propulsif 1 est configuré pour fournir une poussée comprise entre 18 000 lbf (80 068 N) et 51 000 lbf (222 411 N), par exemple entre 20 000 lbf (88 964 N) et 35 000 lbf (155 688 N).
La section de soufflante 2 comprend un carter de soufflante 12 et le rotor de soufflante 9 est logé dans le carter de soufflante 12.
La section de soufflante 2 comprend en particulier un rotor de soufflante 9 s’étendant en amont d’un stator de soufflante. Les aubes du stator de soufflante sont alors généralement dénommées aubes de sortie (« Outlet Guide Vane » ou « OGV » en anglais) et présentent un calage fixe par rapport au moyeu du stator de soufflante. Par ailleurs, le taux de dilution du système propulsif 1 est par exemple supérieur ou égal à 10, par exemple compris entre 10 et 20 inclus, par exemple entre 10 et 18 inclus, par exemple entre 10 et 15 inclus. La vitesse périphérique au sommet 21 des aubes du rotor de soufflante 9 peut par ailleurs être comprise entre 260 m/s et 400 m/s. Les aubes 14 du rotor de soufflante 9 peuvent être fixes ou présenter un calage variable. Le rapport de pression de soufflante peut être compris entre 1,20 et 1,45.
Le mécanisme de réduction 19 peut comprendre par exemple un mécanisme de réduction à train d’engrenage épicycloïdal, par exemple de type « épicycloïdal » ou « planétaire » selon la terminologie parfois rencontrée de l’homme du métier, monoétage ou biétage. Selon une première variante, le mécanisme de réduction 19 peut être du type planétaire (« star » en anglais) ( ) et comprendre un pignon solaire 19a (entrée du mécanisme de réduction 19), centré sur un axe X de rotation du mécanisme de réduction 19 (généralement confondu avec l’axe longitudinal X) et configuré pour être entrainé en rotation par l’arbre basse pression 11, une couronne 19b (sortie du mécanisme de réduction 19) coaxiale avec le pignon solaire 19a et configurée pour entrainer en rotation l’arbre de soufflante 20 autour de l’axe X de rotation, et une série de satellites 19c répartis circonférentiellement autour de l’axe X de rotation entre le pignon solaire 19a et la couronne 19b, chaque satellite 19c étant engrené intérieurement avec le pignon solaire 19a et extérieurement avec la couronne 19b. La série de satellites 19c est montée sur un porte-satellites 19d qui est fixe par rapport à une partie stator 19e du système propulsif 1, par exemple par rapport à un carter de la section de compresseur 4, 5. Selon une deuxième variante, le mécanisme de réduction 19 peut être de type épicycloïdal (« planetary » en anglais) ( ), auquel cas la couronne 19b est montée fixement sur la partie stator 19e du système propulsif 1 et l’arbre de soufflante 20 est entrainé en rotation par le porte-satellites 19d (qui est donc mobile en rotation par rapport à une partie stator 19e du système propulsif 1, par exemple par rapport à un carter de la section de compresseur 4, 5).
Le taux de réduction du mécanisme de réduction 19 est supérieur ou égal à 2,5 et inférieur ou égal à 11, par exemple supérieur ou égal à 2,7 et inférieur ou égal à 6,0, typiquement autour de 3,0.
La turbine haute pression 7 comprend au moins un disque de turbine 26 présentant une surface externe 27 configurée pour délimiter radialement à l’intérieur une veine d’écoulement dans la turbine haute pression 7 et des aubes de turbine 28 s’étendant radialement depuis la surface externe 27 du disque de turbine 26 dans la veine d’écoulement, en étant raccordée au disque de turbine 26. Le disque de turbine 26 comprend un anneau interne 29 présentant une surface interne 29a délimitant l’alésage du disque 26, un anneau externe 30 comprenant la surface externe 27 qui délimite la veine d’écoulement, et une jante 31 qui raccorde l’anneau interne 29 et l’anneau externe 30 (voir ). L’anneau interne 29, la jante 31 et l’anneau externe 30 sont monolithiques. Les aubes de turbine 26 sont par exemple rapportées et fixées dans l’anneau externe 30 du disque 26.