INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La partie inférieure 18c de l’élément gouttière 18 présente une surface inclinée 18c1 orientée dans une direction vers le panneau inférieur 16 et vers le plateau de vidange 40. Une partie extrême inférieure 18c2 de la surface inclinée 18c1 est formée sous une partie extrême supérieure 40c du plateau de vidange 40, la partie extrême supérieure 40c étant située à côté du panneau arrière 12. La partie extrême inférieure 18c2 de la surface inclinée 18c1 est la partie extrême inférieure de chacune des deux parties extrêmes de gouttière 18b. La partie extrême supérieure 40c du plateau de vidange 40 est la partie extrême supérieure de paroi latérale 42a de l’élément paroi latérale arrière 42.
En effet, l’ensemble d’étanchéité peut alors être formé en plaçant le joint d’étanchéité 300 en butée contre le renfoncement radial 502, puis en plaçant l’organe de redressement d’air 200 de sorte que l’organe de distanciation 203 soit en butée contre le joint d’étanchéité 300.
En outre, la bride radialement de fixation radialement externe 202 de l’organe de redressement d’air 200 est elle aussi en butée contre la bride radiale externe 501 de la partie fixe 54 du carter, ce qui assure une redondance du contrôle de position de l’organe de redressement d’air 200.
Dans un tel mode de réalisation, aucune mesure du positionnement d’un élément de l’ensemble ne doit être réalisée pour que les éléments 200, 300 de l’ensemble d’étanchéité soient disposés de manière fonctionnelle.
En outre, il est précisé que la est une coupe schématique dans laquelle l’organe de redressement n’est pas représenté dans son intégralité.
Dans un mode de réalisation, l’organe de redressement comprend une pluralité de secteurs d’organes de redressement, et éventuellement des moyens de liaisons adaptés entre deux organes de redressement successifs, de sorte que l’ensemble des secteurs d’organes de redressement permette de former un organe de redressement circonférentiel.
Ce mode de réalisation permet de simplifier le montage et la bonne tenue de l’organe de redressement en le décomposant en une pluralité de secteurs, chacun de plus petite dimension.
La illustre les différentes dimensions des aubes formant dans un mode de réalisation l’organe de redressement.
Dans un mode de réalisation, les aubes d’un organe de redressement d’air peuvent présenter une ligne moyenne ζ comprise entre 15 mm et 25 mm.
Dans un mode de réalisation, l’épaisseur e de l’aube peut être en tout point inférieure ou égale à 5,0 mm.
De manière équivalente, l’épaisseur de l’aube est définie en un point de l’aube 210 comme le trajet le plus court permettant de passer de l’intrados 210a à l’extrados 210b.
Dans un mode de réalisation, qui n’est pas celui représenté, les aubes 210 de l’organe de redressement d’air peuvent avoir une épaisseur qui varie entre le bord d’attaque et le bord de fuite.
Par exemple, l’épaisseur e de l’aube peut décroitre strictement entre le bord d’attaque et le bord de fuite de l’aube.
Dans un mode de réalisation, l’épaisseur au bord d’attaque e 1 et l’épaisseur au bord de fuite e 2 peuvent être telles que l’épaisseur au bord de fuite e 2 soit compris entre 50% et 100% de la valeur de l’épaisseur au bord d’attaque e 1 .
Une telle variation de l’épaisseur de l’aube e permet de donner un profil qui assure une augmentation de la pression statique de l’air dans l’organe de redressement d’air 200.
Dans un mode de réalisation, toutes les aubes 210 de l’organe de redressement d’air 200 sont identiques.
Si le moteur thermique alimenté à l’hydrogène présente un certain nombre d’avantages, une problématique spécifique a toutefois été identifiée : la présence d’hydrogène résiduel dans les gaz de carter. Les gaz de carter sont des gaz issus de la chambre de combustion qui s’échappent en petites quantités à travers les interstices existants entre les pistons et les cylindres (jeux à la coupe des segments notamment), jusqu’à arriver dans le carter moteur. Dans les moteurs Essence, Diesel, GPL ou GNV, ces gaz de carter sont constitués de gaz de combustion, d’hydrocarbures imbrûlés et de vapeurs d’huile. Ceux-ci sont usuellement réinjectés à l’admission afin d’une part éviter une montée en pression dans le carter du moteur, qui pourrait endommager les joints participant à l'étanchéité du circuit de lubrification et d’autre part être en accord avec les normes pollution, pour lequel il n’est pas possible de rejeter ces effluents directement dans l’atmosphère. Dans les moteurs à combustion interne d’hydrogène, l’hydrogène imbrûlé remplace les hydrocarbures imbrûlés dans la composition des gaz de carter. La molécule d’hydrogène étant bien plus petite que les molécules constituant les hydrocarbures imbrûlés conventionnels, un niveau de fuite plus important a été observé expérimentalement entre les pistons et les cylindres, conduisant à des concentrations en hydrogène bien supérieures. Ainsi, il est possible d’atteindre des niveaux de concentration en hydrogène dans les gaz de carter supérieurs à la limite inférieure d’explosivité (LIE) qui se situe à environ 4 % en volume. Des mesures expérimentales ont montré des teneurs pouvant atteindre 7 à 8 % en volume. En présence d’oxygène, l’hydrogène peut donc s’enflammer voire même entraîner une explosion du carter, créant un risque pour les personnes et les biens se trouvant à proximité. Ce phénomène est d’autant plus marqué lorsque le moteur est en dessous de sa température de fonctionnement optimale, les jeux entre les pistons, les segments et les cylindres étant plus importants et créent ainsi des niveaux de fuite de gaz plus importants.
Dans un moteur Essence, Diesel, GPL (gaz de pétrole liquéfié) ou GNV (gaz naturel pour véhicules) standard, après être passé dans un déshuileur (appelé également système de déshuilage), les gaz de carter sont réinjectés à l’admission, soit après la vanne papillon pour un moteur atmosphérique, soit à l’entrée du compresseur ou à la fois à l’entrée du compresseur et après le papillon pour un moteur suralimenté. Dans ce système standard, les gaz de carter (appelé gaz de « blow-by ») circulent naturellement du carter moteur vers l’admission, la pression au niveau du carter étant supérieure à celle à l’admission. Certes, il peut ne pas y avoir pas de surpression excessive au niveau du carter, mais si la concentration des gaz de blow-by n’est pas diluée, elle peut dépasser la limite d’inflammabilité dans le cas d’un moteur fonctionnant à l’hydrogène.
La demande de brevet portant le numéro de dépôt FR22/09249 concerne le captage de l’hydrogène dans le carter et sa réinjection dans la ligne d’échappement, de manière à permettre une catalyse à réduction sélective de Nox. Ainsi, cette méthode permet de réduire les émissions de polluants d’un tel moteur à combustion interne tout en limitant la quantité d’hydrogène présent dans le carter. Toutefois, cette méthode ne permet pas d’améliorer les performances du moteur à combustion interne, et nécessite une ligne d’échappement spécifique.
L'objectif du système décrit dans la demande de brevet JP2021-127704 est de réduire la teneur d'hydrogène dans le carter bas moteur pour éviter l'inflammation de l'hydrogène contenu dans les gaz de carter pour un moteur fonctionnant à l'hydrogène. Pour ce système, le carter est balayé soit avec des gaz brulés issus de l’échappement soit avec de l'air filtré provenant de l'extérieur au moyen d'une pompe ou un ventilateur. L’utilisation d’une telle pompe ou d’un ventilateur augmente les coûts du système, ainsi que la complexité d’installation. De plus, les gaz sont rejetés à l'extérieur et non réadmis à l'admission, or de récentes études ont montré que l’hydrogène libéré dans l’atmosphère a un impact indirect non négligeable sur l’effet de serre. De plus, il est prévu un capteur d’hydrogène dans le carter bas moteur. Or, dans cette partie du carter, l’huile présente est porté à des températures élevées de l’ordre de 90 voire 110°C avec des gaz de blow-by issus de la combustion assez chauds, ce qui impose des conditions très sévères au capteur d’hydrogène (présence d’huile et température élevée).
Le système décrit dans la demande de brevet US6606982 permet le balayage d’un carter d’un moteur à hydrogène. Ce système utilise deux clapets anti-retours : un en entrée et un en sortie du carter d'huile. Ce système ne met pas en œuvre de contrôle de la concentration d’hydrogène dans les gaz blow-by, et ne met pas en œuvre de contrôle du débit d'air qui passe dans le carter bas moteur. Ce brevet propose certes un balayage d'air du carter d'huile pour un moteur fonctionnant à l’hydrogène mais avec un système spécifique. En particulier, s'il y a un balayage d'air dans le carter qui s'opère, il sera faible en pleine charge car le papillon sera ouvert à son maximum, et dans ce cas la différence de pression sera très faible entre l'entrée et la sortie du carter d'huile, ce qui aura pour conséquence d'abaisser le balayage d'air, alors que ce sont sur ces points qu'il y a le plus besoin de balayer le carter d'huile pour rester en dessous de la limite d'inflammabilité. De plus, la configuration illustrée par la de cette demande de brevet n'est pas recommandée. Le déshuileur n'arrive jamais à enlever toute l'huile présente dans les gaz blow-by, des vapeurs d'huile pourraient remonter en amont du filtre et donc imbiber les filtres, ce qui aurait pour conséquence de réduire la perméabilité des filtres. De plus, des impuretés pourraient venir polluer l'huile car il n'est pas fait mention de filtrage en amont du système venturi, les impuretés peuvent donc remonter au déshuileur en fonctionnement ou à l'arrêt du moteur.
Le système de la demande de brevet US5603290 décrit un balayage du carter d’huile par de l’air via une pompe mais avec un faible taux de balayage. Le but de ce système n’est pas de rester en dessous de la limite LIE dans le carter bas moteur, mais d’éviter la remontée de vapeur d’huile dans la chambre de combustion. Pour cela, il est proposé de mettre le carter bas moteur à un certain niveau de dépression (5 inch de Hg = 170 mbar de pression = 17000 Pa) de manière à réduire les remontées d’huile par la segmentation vers la chambre de combustion d’un moteur fonctionnant à l’hydrogène. Les remontées d’huile par la segmentation étant à priori à la source de phénomène de pré-allumage du mélange air-hydrogène dans la chambre de combustion. Dans ce brevet, il n’est pas prévu de mesure concentration d’hydrogène, dans le but de réaliser un contrôle adéquat.
Le système décrit dans la demande de brevet CN114320529 concerne également le balayage du carter. Pour cela, le système fait appel à un capteur d’hydrogène. Dans ce système, c’est l’air comprimé par la suralimentation qui vient balayer le carter (en ouvrant l’électrovanne qui relie le collecteur d’admission au carter). L’hydrogène du carter va ensuite passer par le séparateur, et être réadmis à l’admission donc les gaz dans le plenum d’admission servant à balayer le carter vont toujours contenir de l’hydrogène. Dans ce système, il est possible d’abaisser la teneur d’hydrogène du carter mais pas la réduire à zéro. Dans un tel système, le carter est en surpression par rapport à la pression atmosphérique en mode suralimenté. Il y a donc un risque de fuite d’hydrogène et autres composés de dégradation de l’huile par les joints du carter vers l’atmosphère avec leur usure dans le temps. Un tel système n’est pas adapté à un moteur à injection indirecte d’hydrogène, car en injectant de l’hydrogène dans le plenum d’admission ou même après dans les conduits d’amission avant les soupapes étant donné qu’en mode suralimenté, le plénum est en surpression par rapport au carter, de l’air très chargé en hydrogène rentrer dans le carter. Dans un tel système, le capteur d’hydrogène est logé dans le carter, ce qui implique l’utilisation d’un capteur onéreux apte à résister notamment à la température de l’huile, et ce qui nécessite une installation complexe d’un tel capteur. La concentration d’hydrogène dans le carter n’est pas forcément homogène (point d’entrée de l’hydrogène par les segments et point d’entrée de l’air par leur tubulure), d’autant plus qu’ils ferment et ouvrent l’électrovanne par intermittence. Cette disposition ne permet pas de prendre en compte, par le contrôle moteur, la quantité précise d’hydrogène réadmis à l’admission, ni de réajuster la quantité d’hydrogène à injecter dans le moteur pour le suivi de la richesse cible (amélioration du contrôle richesse).
L’invention a pour but d’assurer la sécurité d’un moteur à combustion interne à hydrogène, tout en augmentant les performances du moteur, de manière simple et peu onéreuse. Pour cela, la présente invention concerne une installation de moteur à combustion interne utilisant partiellement ou totalement de l’hydrogène en tant que carburant. L’installation comprend une ligne d’admission d’air, une ligne de captage d’hydrogène présent dans le carter reliée à la ligne d’admission, et une conduite de balayage du carter par de l’air à la pression atmosphérique. Pour cette invention, la ligne de captage comprend un capteur de concentration en hydrogène en sortie d’un système de déshuilage. Ainsi, l’hydrogène capté dans le carter est réintroduit à l’admission, ce qui permet d’augmenter les performances du moteur à combustion interne. Un tel système ne nécessite pas de pompe ou de ventilateur pour le balayage du carter, ainsi cette installation est simple et peu onéreuse. En outre, l’installation d’un capteur de concentration en hydrogène en sortie d’un système de déshuilage, permet l’utilisation d’un capteur de concentration en hydrogène peu onéreux et simple à implémenter sur une conduite.
De plus, l’invention concerne un procédé de commande d’une telle installation.
L’invention concerne une installation de moteur à combustion interne utilisant partiellement ou totalement de l’hydrogène en tant que carburant, ladite installation comprenant une ligne d’admission d’air, une ligne de captage d’hydrogène présent au sein d’un carter dudit moteur à combustion interne, ladite ligne de captage comprenant un système de déshuilage et étant reliée à ladite ligne d’admission en amont du moteur à combustion interne. La ligne d’admission d’air comprend une conduite de balayage dudit carter avec de l’air à la pression atmosphérique issue de ladite ligne d’admission, et en ce que ladite ligne de captage comprend un capteur de concentration en hydrogène en sortie dudit système de déshuilage.
Selon un mode de réalisation, ladite ligne d’admission comprend une vanne, notamment une vanne papillon, pilotée en fonction de ladite concentration en hydrogène mesurée.
Conformément à une mise en œuvre, ladite conduite de balayage et/ou ladite ligne d’admission comprend une vanne pilotée pour contrôler un débit d’air à la pression atmosphérique dans ladite conduite de balayage.
Selon un aspect, ladite ligne d’admission comprend un compresseur, notamment un compresseur d’un turbocompresseur, et ladite ligne de captage est reliée à ladite ligne d’admission en amont et/ou en aval dudit compresseur.
Avantageusement, ladite ligne d’admission comprend un injecteur d’hydrogène.
Selon une configuration, ladite conduite de balayage comprend un clapet anti-retour.
Par exemple, lorsque la fréquence F2 du signal sig2 est indépendante de la température et que la fréquence F1 du signal sig1, donc la fréquence de l'oscillateur LO1, dépend linéairement de la température T selon la relation F1 = E.T, avec E un coefficient constant, alors P = N.F2/(E.T). Comme la fréquence F2 est constante avec la température, que le nombre N est connu et que le coefficient E est constant, P = B/T avec B = N.F2/E. En déterminant B, par exemple lors d'une étape de calibration, la température T mesurée est directement égale au ratio B/P.
Par exemple, lorsque la fréquence F2 du signal sig2 est indépendante de la température et que la fréquence F1 du signal sig1, donc la fréquence de l'oscillateur LO1, dépend linéairement de l'inverse de la température T selon la relation F1 = E/T, avec E un coefficient constant, alors P = N.F2.T/E. Comme la fréquence F2 est constante avec la température, que le nombre N est connu et que le coefficient E est constant, P = B.T avec B = N.F2/E. En déterminant B, par exemple lors d'une étape de calibration, la température T mesurée est directement égale au ratio P/B.
Dans les exemples ci-dessus, l'un des oscillateurs doit avoir sa fréquence indépendante de la température. La mise en œuvre d'un tel oscillateur peut se faire grâce à un quartz, mais cela n'est pas souhaitable pour limiter la complexité, l'encombrement et le cout du capteur 1. Un oscillateur fournissant une fréquence indépendante de la température peut également être mis en œuvre autrement qu'avec un quartz, mais au prix d'une complexité encore plus grande du capteur 1.
Par ailleurs, même en utilisant un oscillateur qui intrinsèquement a sa fréquence qui ne dépend pas de la température, en pratique il faut polariser cet oscillateur avec un circuit de polarisation qui comprend généralement une ou plusieurs résistances. Ces résistances ont des valeurs de résistance qui dépendent de la température, ce qui entraîne que, en pratique, la fréquence de cet oscillateur ne sera pas complètement indépendante de la température. Il est alors nécessaire de prendre au moins deux points de calibration pour déterminer la relation entre la température T (ou l'inverse de la température 1/T) et le nombre P compté.
Dans d'autres exemples, les fréquences F1 et F2 peuvent dépendre toutes les deux de la température. Au minimum deux points de calibration sont alors nécessaires pour pouvoir déterminer la température mesurée à partir du nombre P, ce qui n'est pas souhaitable.
La représente, sous la forme de blocs, un mode de réalisation d'un capteur de température 2 basé sur une mesure différentielle de la fréquence d'un oscillateur.
Le capteur 2 comprend, comme le capteur 1, un oscillateur LO1', un oscillateur LO2' et le compteur COUNTER. Le compteur COUNTER est, par exemple, identique à celui décrit en relation avec la . En particulier, le compteur COUNTER est configuré pour compter le nombre P de périodes de l'oscillateur LO2' pendant une durée D déterminée par la période de l'oscillateur LO1'.
L'oscillateur LO1' fournit un signal sig3 périodique de fréquence F3. La fréquence F3 détermine la durée D de comptage. Plus particulièrement, la durée D est égale à N*T1, avec T1 la période d'un signal sig1 ayant une fréquence F1 déterminée par la fréquence F3 du signal sig3, donc la fréquence F3 de l'oscillateur LO1'. Dit autrement, la fréquence F1 du signal sig1 est égal à 1/Q fois la fréquence F3 du signal sig3, avec Q un nombre constant supérieur ou égal à 1, Q étant de préférence un entier. Ainsi, la durée D est égale à N.Q/F3 et est donc bien déterminée par la période T3 du signal sig3. Le signal sig3 et le nombre N sont fournis au compteur COUNTER.
Par exemple, lorsque le coefficient Q est strictement supérieur à 1, le capteur 2 comprend un circuit DIVQ configuré pour recevoir le signal sig3 et pour fournir le signal sig1 avec une fréquence F1 égale à 1/Q fois la fréquence F3 du signal sig3. Dit autrement, le circuit DIVQ est un diviseur de fréquence par Q configuré pour fournir le signal sig1 à partir du signal sig3.
A titre d'exemple alternatif, lorsque le coefficient Q est égal à 1, le circuit DIVQ peut être omis, le signal sig1 étant alors directement le signal sig3.
A titre d'exemple, les nombres N et Q sont des nombres constants fixés une fois pour toute la durée de fonctionnement du capteur 2. A titre d'exemple alternatif, au moins l'un des nombres N et Q est un paramètre qui est fixé par l'utilisateur, de sorte que l'utilisateur puisse modifier la valeur de ce nombre, par exemple pendant la durée de vie du capteur 2 et/ou en fonction de l'application embarquant le capteur 2.
L'oscillateur LO2' fournit un signal sig2 périodique à la fréquence F2. Le signal sig2 est fourni au compteur COUNTER.
A titre d'exemple, comme en , le signal sig1 est fourni à l'entrée I1 du compteur COUNTER, le nombre N est fourni à l'entrée I2 du compteur COUNTER, le signal sig2 est fourni à l'entrée CK du compteur COUNTER et la sortie O du compteur fourni le nombre P.
De manière similaire à ce qui a été indiqué en relation avec la , à la fin de chaque durée D de comptage, le nombre P est égal à N.F2/F1, donc à N'.F2/F3 avec N' égal à N.Q.
L'un des oscillateurs LO1' et LO2' est configuré pour que sa fréquence dépende linéairement de la température T, ou de l'inverse de la température (1/T). En outre, cet oscillateur LO1' ou LO2' est configuré pour que sa fréquence soit en partie déterminée par l'inverse d'une valeur Rv de résistance d'un composant résistif R de cet oscillateur. Dit autrement, cet oscillateur est configuré pour que le coefficient reliant linéairement la température T (ou l'inverse de la température T) à sa fréquence soit un multiple de 1/Rv, avec Rv la valeur de résistance du composant résistif R.
Dans l'exemple de mode de réalisation de la , l'oscillateur LO2' est configuré pour que sa fréquence F2 dépende linéairement de la température T, selon un coefficient constant multiple de 1/Rv, le composant R faisant alors parti de cet oscillateur LO1'.
Lors du montage des aubes, une mise en appui des faces circonférentielles de contact est générée par le biais d’une déformée angulaire de la pale, constituant la prétorsion souhaitée.
En fonctionnement, les vibrations des aubes induisent des glissements relatifs au niveau des faces circonférentielles des talons, qui, couplées aux pressions de contact, créent de l’amortissement par friction.
Avec cette technologie, l’effort de contact entre les talons peut varier pendant le fonctionnement de la turbomachine. Cette variation peut provenir de la rotation naturelle de la pale autour de son axe de vrillage (sens horaire ou antihoraire), ou encore du mouvement relatif des talons adjacents selon la direction circonférentielle (rapprochement ou écartement). Lors du montage des aubes, il est nécessaire de tenir compte de ces possibles variations en fonctionnement, et de s’assurer qu’à haut régime, c’est-à-dire au régime où l’amortissement dynamique est principalement recherché, l’effort de contact cible soit atteint. Cela peut conduire à appliquer un effort de contact très élevé lors du montage des aubes, qui se traduit par des sur-contraintes statiques importantes, susceptibles de fragiliser les aubes et/ou d’en réduire la durée de vie. Cet inconvénient s’avère plus ou moins contraignant, en fonction du matériau utilisé et de sa capacité à supporter de telles contraintes. Par exemple, pour des aubes réalisées en matériau composite à matrice céramique, également dit matériau CMC, les contraintes mécaniques admissibles restent souvent faibles, ce qui rend les aubes peu tolérantes à ce principe de prétorsion. Ainsi, lorsqu’une aube est réalisée en matériau CMC, elle peut s’avérer incompatible avec la nécessité d’appliquer une forte prétorsion au montage, requise aux fins d’un amortissement satisfaisant au régime souhaité.
D’autres solutions d’amortissement dynamique sont connues, comme le fait de rapporter des éléments de friction à l’interface entre les talons, au niveau de leurs faces circonférentielles qui coopèrent deux à deux. Ces solutions présentent généralement l’inconvénient de générer des perturbations aérodynamiques au niveau de la veine.
Pour répondre aux inconvénients mentionnés ci-dessus, l’invention a tout d’abord pour objet une roue aubagée pour turbomachine d’aéronef, la roue comprenant plusieurs aubes se succédant selon une direction circonférentielle de la roue de manière à former une rangée annulaire d’aubes, chacune des aubes comportant une pale ainsi qu’un talon solidaire de la tête de pale et agencée en saillie à partir de celle-ci radialement vers l’extérieur, le talon comprenant une base ainsi qu’au moins un organe d’étanchéité faisant saillie radialement vers l’extérieur à partir de la base, le talon s’étendant circonférentiellement de part et d’autre de la tête de pale respectivement en une première portion de talon, et une seconde portion de talon, chacune des première et seconde portions de talon présentant une surface radialement interne délimitant en partie une veine de circulation des gaz.