INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La courbe C1 a une forme générale "en plateau", c’est-à-dire qu'elle présente, sur une première plage de longueurs d'ondes Δλ supérieure à 30 nm, de préférence supérieure à 40 nm, plus préférentiellement supérieure à 50 nm, une intensité lumineuse comprise entre 80 % de l'intensité maximale Imax et l'intensité maximale Imax de la couche C1 et qu'elle présente sur une deuxième plage Δλ2 de longueurs d'ondes inférieure à la première plage Δλ1 augmentée de 30 nm, de préférence augmentée de 20 nm, plus préférentiellement augmentée de 15 nm, une intensité lumineuse comprise entre 50 % de l'intensité maximale Imax et l'intensité maximale Imax de la couche C1. La courbe d'évolution C1 a une forme nettement plus aplatie que la courbe représentative de l'intensité lumineuse du rayonnement R_LED émis par une seule diode électroluminescente élémentaire LED de la diode électroluminescente GLED qui présente une forme de "cloche" avec un maximum à la longueur d'onde centrale de la diode électroluminescente élémentaire LED. Ceci est dû au fait que, comme les fils 21 ont des diamètres différents, les longueurs d'ondes centrales des rayonnements R_LED émis par les diodes électroluminescente élémentaire LED de la diode électroluminescente GLED sont différentes, le rayonnement RL émis par la diode électroluminescente GLED correspondant à la somme des rayonnements R_LED émis par toutes les diodes électroluminescente élémentaires LED de la de la diode électroluminescente GLED.
Selon un mode de réalisation, la dispersion globale des longueurs d'ondes centrales des rayonnements émis par les diodes électroluminescentes élémentaires de la diode électroluminescente GLED est supérieure à 40 nm. Selon un mode de réalisation, la dispersion locale des longueurs d'ondes centrales des rayonnements émis par les diodes électroluminescentes élémentaires de la diode électroluminescente GLED est supérieure à 40 nm.
Un procédé de fabrication du dispositif optoélectronique 5 comprend la formation des diodes électroluminescentes élémentaires tridimensionnelles LED sur une plaque, et la découpe de la plaque pour séparer le dispositif optoélectronique du reste de la plaque. La formation des diodes électroluminescentes élémentaires tridimensionnelles sur la plaque comprend notamment des étapes de croissance par épitaxie. Plusieurs exemplaires du dispositif optoélectronique 5 peuvent être réalisés simultanément sur la même plaque, puis séparés.
La représente, de façon schématique, en trait plein, la courbe d'évolution C1 représentée en de l'intensité du rayonnement RL émis par la diode électroluminescente GLED de la , sur laquelle est superposée, en traits pointillés courts, la courbe de réponse F du filtre optique F_LED du dispositif optoélectronique 5 de la . La courbe F présente un pic à une longueur d'onde λ 0 . Selon un mode de réalisation, la largeur de bande de la courbe F à mi-hauteur pour le pic à la longueur d'onde λ 0 est inférieure à 50 nm, de préférence inférieure à 30 nm. Selon un mode de réalisation, la longueur d'onde λ 0 est comprise entre 430 nm et 480 nm.
En , on a représenté, en traits pointillés longs, une courbe d'évolution C1' de l'intensité lumineuse I du rayonnement émis par la diode électroluminescente d'un dispositif optoélectronique ayant la même structure que le dispositif optoélectronique 5 de la et qui a été fabriqué sur la même plaque. La courbe C1' a la même forme que la courbe C1 mais peut être décalée en longueur d'onde par rapport à la courbe C1. Ce décalage résulte de la dispersion obtenue sur les diamètres des fils des diodes électroluminescentes élémentaires LED à l'échelle de la plaque en raison notamment des étapes de croissance par épitaxie.
La représente, de façon schématique, une courbe d'évolution C2 de l'intensité lumineuse I du rayonnement R émis par le dispositif optoélectronique 5 de la pour lequel le rayonnement RL émis par la diode électroluminescente GLED présente la courbe d'intensité C1. La courbe C2 présente un pic à la longueur d'onde λ 0 . Selon un mode de réalisation, la largeur de bande de la courbe C2 à mi-hauteur pour le pic à la longueur d'onde λ 0 est inférieure à 50 nm, de préférence inférieure à 30 nm. La même courbe C2 est obtenue pour le dispositif optoélectronique pour lequel le rayonnement émis par la diode électroluminescente présente la courbe d'intensité C1'. Ceci signifie donc que le rayonnement R émis par le dispositif optoélectronique 5 présente le même spectre indépendamment de la dispersion dimensionnelle due à son procédé de fabrication. Le spectre du rayonnement R émis par le dispositif optoélectronique 5 étant obtenu de façon contrôlée, il n'y a pas à réaliser d'étapes de test et de tri pour sélectionner le dispositif optoélectronique en fonction de son spectre d'émission.
Le substrat 10 peut correspondre à une structure monobloc ou correspondre à une couche recouvrant un support constitué d'un autre matériau. Le substrat 10 est de préférence un substrat semiconducteur, par exemple un substrat en silicium, en germanium, en carbure de silicium, en un composé III-V, tel que du GaN ou du GaAs, ou un substrat en ZnO. De préférence, le substrat 10 est un substrat de silicium monocristallin. De préférence, il s'agit d'un substrat semiconducteur compatible avec les procédés de fabrication mis en oeuvre en microélectronique. Le substrat 10 peut correspondre à une structure multicouches de type silicium sur isolant, également appelée SOI (acronyme anglais pour Silicon On Insulator).
TURBOMACHINE COMPRENANT UN ECHANGEUR DE CHALEUR A PLAQUES ET AILETTES Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine général de l’aéronautique. Elle vise en particulier une turbomachine à cycle récupéré équipée d’un échangeur de chaleur.
Arrière-plan technologique Une turbomachine d’aéronef comprend un générateur de gaz comportant d’amont en aval, dans le sens d’écoulement des gaz, un ensemble de compresseur, une chambre de combustion annulaire, et un ensemble de turbine. L’ensemble de compresseur est alimenté en air et le comprime. L’air comprimé est mélangé à du carburant et brûlé dans la chambre de combustion qui fournit des gaz de combustion à la turbine. Ces gaz de combustion se détendent dans la turbine et entraînent en rotation un rotor de l’ensemble de turbine qui entraîne à son tour, par l’intermédiaire d’un arbre commun, un rotor de l’ensemble de compresseur.
Il existe des turbomachines dites à cycle récupéré qui sont équipées d’un échangeur de chaleur ou récupérateur qui utilise les gaz de combustion de l’ensemble de turbine pour réchauffer l’air comprimé sortant de l’ensemble de compresseur afin d’alimenter la chambre de combustion. Cette technologie permet d’améliorer les performances de la turbomachine car la quantité de carburant nécessaire pour atteindre la température de fonctionnement de la turbomachine est inférieure à celle nécessaire dans le cadre d’une turbomachine à cycle classique. Dans les turbomachines à cycle classique, l’air comprimé sortant de l’ensemble de compresseur alimente directement la chambre de combustion.
Un exemple de turbomachine à cycle récupéré avec un échangeur de chaleur est décrit dans le brevet US4993223. L’échangeur de chaleur est disposé en aval de l’ensemble de turbine de sorte à récupérer les gaz de combustion. Cet échangeur de chaleur est formé de plusieurs plaques annulaires embouties et assemblées dans le sens de l’axe de révolution de l’échangeur de chaleur. Chaque plaque comprend plusieurs ouvertures autour de l’axe de révolution qui forment des canaux axiaux pour la circulation de l’air comprimé après l’assemblage de toutes les plaques. Le gaz de combustion traverse des passages radiaux qui sont formés de part et d’autre des canaux autour de l’axe longitudinal. Dans cet échangeur de chaleur, l’assemblage est réalisé par brasage ce qui constitue une liaison de faible résistance mécanique qui peut entraîner un risque de fuite, voire une rupture de l’échangeur de chaleur. De plus, la configuration d’un tel échangeur de chaleur présente un encombrement suivant l’axe longitudinal qui pose des difficultés d’intégration, et la topologie des canaux ne permet pas de mettre en contact de manière optimisée les canaux chauds et froids tout en gérant des vitesses d’écoulement optimales.
L’objectif de la présente invention est de fournir un échangeur de chaleur air-air pour améliorer les performances d’une turbomachine à cycle récupéré, qui soit facilement intégrable, économique à fabriquer et permettant un gain de masse et d’encombrement.
Nous parvenons à cet objectif conformément à une turbomachine d’aéronef dans laquelle circule un flux d’air d’amont vers l’aval suivant un axe longitudinal, la turbomachine comprenant : - un ensemble de compresseur à alimenter par le flux d’air, - un ensemble de turbine, - une chambre de combustion annulaire qui s’étend autour de l’axe longitudinal et qui est agencée entre l’ensemble de compresseur et l’ensemble de turbine, la chambre de combustion étant alimentée au moins par un air comprimé issu de l’ensemble de compresseur et fournissant un gaz de combustion à l’ensemble de turbine, et
- un échangeur de chaleur configuré de manière à augmenter la température de l’air comprimé issu de l’ensemble de compresseur et s’étendant au moins sur un secteur angulaire autour de l’axe longitudinal, l’échangeur de chaleur comprenant au moins deux étages comprenant chacun deux panneaux empilés autour de l’axe longitudinal de manière à former des premiers passages et des premières ailettes qui s’étendent dans les premiers passages entre les deux panneaux, les premières ailettes étant destinées à être balayées par l’air comprimé de l’ensemble de compresseur, et en ce que les étages sont espacés par des deuxièmes passages dans lesquels circule un gaz d’échappement issu de l’ensemble de turbine, des deuxièmes ailettes étant agencées dans chaque deuxième passage et destinées à être balayées par le gaz d’échappement.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, cette configuration permet de réduire considérablement l’encombrement de l’échangeur de chaleur, notamment l’encombrement axial. L’alimentation de l’échangeur par les premiers et deuxièmes fluides (chauds et froids) sont réalisés sur une extension angulaire importante (proche de 360°) ce qui permet d’éviter l’ajout de pièces supplémentaires pour collecter et distribuer les fluides, vers et depuis, l’échangeur de chaleur. Ces pièces supplémentaires entrainent généralement de fortes pertes de charge ne contribuant pas à l’échange thermique et impactant la masse de l’échangeur de chaleur. Par ailleurs, la configuration de cette turbomachine simplifie sa fabrication ce qui permet un gain en coût de fabrication et n’appelle pas de modifications majeures dans la turbomachine.
La turbomachine comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : l’échangeur de chaleur présente autour de l’axe longitudinal une alternance de premières ailettes balayées par l’air comprimé et de deuxième ailettes balayées par le gaz d’échappement. les premières ailettes sont disposées en plusieurs rangées suivant l’axe longitudinal et les premières ailettes d’une rangée adjacente sont décalées par rapport à l’autre suivant l’axe radial. les premières ailettes sont agencées en une première série de premières ailettes à travers lesquelles l’air comprimé circule suivant une première direction et une deuxième série de premières ailettes à travers lesquelles l’air comprimé circule suivant une deuxième direction, l’échangeur de chaleur comprenant au moins une zone de retour dans laquelle l’air comprimé débouche et change de direction. la première série et la deuxième série de premières ailettes sont séparées par une cloison longitudinale s’étendant suivant l’axe longitudinal et disposées entre les panneaux d’un étage. l’échangeur de chaleur comprend des déflecteurs qui sont agencés dans la zone de retour et qui sont configurés de manière à changer la direction de l’air comprimé. chaque déflecteur présente au moins une portion rectiligne parallèle à l’axe longitudinal et une portion courbe. les deuxièmes ailettes sont agencées suivant des motifs identiques ou différents dans les deuxièmes passages, les motifs étant compris dans le groupe comprenant les ailettes ondulées, plates, discontinues, continues, inclinées, en quinconce, à pas décalé ou une combinaison de celles-ci. l’échangeur de chaleur présente une surface amont s’étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal et dans laquelle est définie une entrée et une sortie des premiers passages. l’échangeur de chaleur présente une surface cylindrique interne dans laquelle est définie une entrée des deuxièmes passages et une surface cylindrique externe dans laquelle est définie une sortie des deuxièmes passages, la surface cylindrique interne et la surface cylindrique externe étant centrées sur l’axe longitudinal. l’échangeur de chaleur est réalisé par fabrication additive. L’échangeur de chaleur est avantageusement venu de matière ou formé de plusieurs secteurs (ou blocs sectorisés) venus de matière. le secteur angulaire est de 360°. l’échangeur de chaleur est formé de plusieurs secteurs assemblés autour d’un axe longitudinal. l’ensemble de turbine comprend au moins une turbine libre, l’échangeur de chaleur étant agencé axialement en aval de la turbine libre. plusieurs premiers et deuxièmes panneaux sont empilés autour de l’axe longitudinal.
La représentent en vue de dessus, les mésas des figures 6A, 6B, 6C et 6D respectivement, selon la ligne de coupe représentée en pointillé sur les figures 6A, 6B, 6C et 6D.
La , représentent de manière schématique, différentes étapes d’un procédé de fabrication d’une mésa selon une variante du deuxième mode de réalisation du procédé selon l’invention, les structures sont représentées en coupe selon les lignes en pointillés des figures 7E, 7F, 7G et 7H.
La représentent en vue de dessus, les mésas des figures 7A, 7B, 7C et 7D respectivement, selon la ligne de coupe représentée en pointillé sur les figures 7A, 7B, 7C et 7D,
La représentent de manière schématique, différentes étapes d’un procédé de fabrication d’une mésa selon un troisième mode de réalisation du procédé selon l’invention, les structures sont représentées en coupe selon les lignes en pointillés des figures 8D, 8E et 8F,
Selon un mode de réalisation, le filtre optique passe bande a un maximum de transmission à une longueur d'onde comprise entre 430 nm et 480 nm, et le bloc du deuxième matériau photoluminescent est configuré pour absorber le rayonnement émis par la troisième diode électroluminescente et le convertir en un rayonnement à une longueur d'onde comprise entre 600 nm à 720 nm.
Selon un mode de réalisation, les éléments semiconducteurs tridimensionnels de la première diode électroluminescente sont à base d'un composé III-V ou II-VI.
Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication de dispositifs optoélectroniques comprenant les étapes suivantes : - former sur une plaque des premières diodes électroluminescentes comprenant chacune des éléments semiconducteurs tridimensionnels correspondant chacun à un microfil, un nanofil, ou un élément conique ou tronconique de taille micrométrique ou nanométrique, et une zone active recouvrant chaque élément semiconducteur tridimensionnel, chaque première diode électroluminescente étant configurée pour émettre un rayonnement avec un spectre d'émission pour lequel l'intensité lumineuse est supérieure à 80 % de l'intensité lumineuse maximale du spectre sur une première plage de longueurs d'ondes supérieure à 30 nm et pour lequel l'intensité lumineuse est supérieure à 50 % de l'intensité lumineuse maximale sur une deuxième plage de longueurs d'ondes inférieure à la première plage augmentée de 30 nm ; - former un filtre optique passe bande recouvrant la première diode électroluminescente pour chaque dispositif optoélectronique ; et - découper la plaque pour séparer les premières diodes électroluminescentes.
Ceci permet avantageusement que les dispositifs optoélectroniques formés sur la même plaque présentent le même spectre d'émission étroit alors que les diodes électroluminescentes ont des spectres d'émissions larges, éventuellement décalés, réduisant ainsi les contraintes de fabrication des diodes électroluminescentes.
Les premières diodes électroluminescentes sont formées par croissance épitaxiale. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de formation sur la plaque d'un masque comprenant des ouvertures, et une étape de croissance des éléments semiconducteurs tridimensionnels dans les ouvertures, dans lequel la dispersion globale des diamètres équivalents des ouvertures est comprise entre 2 % et 100 % du diamètre équivalent moyen des éléments semiconducteurs tridimensionnels de la première diode électroluminescente.
la représente, pour plusieurs plaques, la longueur d'onde médiane du rayonnement émis par les diodes électroluminescentes de la plaque en fonction du diamètre médian des diodes électroluminescentes de la plaque ;
la représente, pour plusieurs plaques, la longueur d'onde maximale du rayonnement émis par les diodes électroluminescentes de la plaque en fonction du diamètre médian des diodes électroluminescentes de la plaque ;
la est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes ;
la est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'une diode électroluminescente ;
la est une vue de dessus, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'agencement des diodes électroluminescentes du dispositif optoélectronique représenté en ;
la représente, de façon schématique, une courbe d'évolution de l'intensité lumineuse du rayonnement émis par les diodes électroluminescentes du dispositif optoélectronique de la ;
la représente, de façon schématique, la courbe d'évolution de l'intensité lumineuse du rayonnement émis par les diodes électroluminescentes représentée en sur laquelle est superposée la courbe de réponse du filtre optique du dispositif optoélectronique de la ;
la représente, de façon schématique, une courbe d'évolution de l'intensité lumineuse du rayonnement émis par le dispositif optoélectronique de la ;
la est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'un dispositif optoélectronique à diodes électroluminescentes ; et
la , la , la , la , et la sont des vues en coupe de structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif optoélectronique de la .
L’invention a ainsi pour objet une architecture électrique, notamment pour véhicule, notamment un véhicule automobile, comprenant : un réseau haute tension, notamment de tension nominal égale à 48 volts, un réseau basse tension, notamment de tension nominal égale à 12 volts, un batterie haute tension adaptée pour fournir une haute tension adaptée au réseau haute tension via au moins une ligne de puissance, un onduleur comprenant des éléments de commutation qui sont interconnectés de manière à convertir une tension fournie par la batterie haute tension, en fonction de signaux de commutation commandant des éléments de commutation, en un courant alternatif pour faire fonctionner une machine électrique, cet onduleur faisant partie à la fois du réseau haute tension et du réseau basse tension, un contacteur électrique placé sur la ligne de puissance et configuré pour déconnecter, en état ouvert, la batterie haute tension du réseau haute tension, et dans cet état ouvert du contacteur, l’architecture est configuré pour pouvoir réveiller l’onduleur préalablement en mode sommeil, à partir d’une tension provenant de la batterie haute tension.
Grâce à l’invention, il est possible, en utilisant la batterie haute tension pour commander l’onduleur, de se passer d’une batterie spécifique dédiée au réseau basse tension, et donc de rendre l’architecture moins couteuse. En outre, l’onduleur n’est pas connecté en permanence à la batterie haute tension (grâce au contacteur commandable), ce qui limite les risques de pertes à travers une décharge passive de condensateurs et les risques thermiques.
Selon l’un des aspects de l’invention, le contacteur est commandé par un système de contrôle (ou BMS en anglais) de la batterie haute tension.
Selon l’un des aspects de l’invention, le système de contrôle (ou BMS) est configuré pour commander la fermeture du ou des contacteurs sur la ou les sur les lignes de puissance, et envoyer par le système de contrôle (ou BMS) le statut du ou des contacteurs vers l’onduleur via une communication, notamment de type CAN.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’onduleur comprend un convertisseur de type DC/DC (convertisseur de courant continu en courant continu d’au niveau de tension différent) qui est alimenté par la tension de la batterie haute tension et qui est configuré pour fournir en sortie une tension adaptée au réseau basse tension.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’onduleur comprend une alimentation électrique interne pour un microcontrôleur (ou MCU en anglais) dans l’onduleur, ce microcontrôleur étant configuré pour contrôler des composants de l’onduleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette alimentation électrique interne est elle-même alimentée par la batterie haute tension.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’onduleur comprend un circuit de réveil connecté par une ligne électrique à la batterie haute tension.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette ligne électrique est ouverte ou fermée par l’action d’une clé de contact du véhicule.
Selon l’un des aspects de l’invention, un convertisseur DC/DC externe à l’onduleur est configuré pour convertir la tension de la batterie haute tension en tension adaptée au réseau basse tension, qui comprend notamment des charges telles que des équipements embarqués (par exemple un écran tactile) ou une prise de recharge électrique disponible dans l’habitacle du véhicule. Le convertisseur DC/DC externe et l’onduleur peuvent être logé dans un même boitier.
Selon l’un des aspects de l’invention, le convertisseur est isolé des lignes de puissance. Le circuit de réveil est associé à l’alimentation électrique interne pour le microcontrôleur au sein d’un même ensemble.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’onduleur comprend un circuit de réveil et un convertisseur DC/DC isolé intégrés au sein d’un même ensemble. Un convertisseur DC/DC non-isolé peut être connecté à l’une des lignes de puissance Le convertisseur DC/DC non isolé agit comme une alimentation redondante pour le microcontrôleur. Le convertisseur DC/DC non isolé alimente la ligne de puissance. Selon l’un des aspects de l’invention, l’alimentation électrique interne pour le microcontrôleur est séparée du circuit de réveil et du convertisseur.
Selon l’un des aspects de l’invention, une capacité est placée entre les lignes de puissance positive et négative qui vont de la batterie haute tension aux commutateurs de puissance de l’onduleur. La capacité permet de filtrer pour éviter les oscillation de tension. Sans capacité, une tension de 48V avec des oscillations de +/- 4% peut par exemple résulter d’une demande de tension 48V.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’onduleur comprend un circuit de contrôle de précharge et de décharge connecté aux lignes de puissance vers les commutateurs de puissance.
Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle de précharge et de décharge contrôle, sur commande du microcontrôleur, une charge de la capacité en présence de puissance sur les lignes de puissance. Le microcontrôleur peut commander une charge du condensateur avant et/ou durant la fermeture du contacteur électrique. Cela évite un choc de courant.
Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle de précharge et de décharge contrôle, sur commande du microcontrôleur, une décharge de la capacité en absence de puissance sur les lignes de puissance. Le microcontrôleur peut commander une décharge de la capacité durant et/ou après l’ouverture du contacteur électrique. Cela permet de réduire la tension de la capacité en dessous d'une limite de sécurité.