INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En référence plus particulièrement aux figures 2, 4A et 4B, la motorisation 30 comporte pour chacun des montants latéraux 12 du cadre fixe 11, un support moteur 40 spécifique et constituant un sous-ensemble de la porte de garage 1. Le support moteur 40 est conçu de manière standard et forme un logement pour recevoir l’ensemble des parties constitutives de la motorisation 30, telles que le moteur 31, le palier 19 pour l’arbre de rotation 18, la transmission mécanique 33, le boitier de commande 37, et la pièce d’accrochage 22 du mécanisme de compensation 20.
Le support moteur 40 comporte un profilé de support 41, rectiligne, de longueur inférieure à la hauteur des montants latéraux 12. Le profilé de support 41 présente une section en forme de U délimitant un fond 42 et deux parois latérales 43 perpendiculaires au fond. Le fond 42 du profilé de support 41 comporte une pluralité d’orifices oblongs 44 et de trous de fixation 45, répartis dans la hauteur et dans la largeur du profilé, dont la fonction sera décrite ci-après.
Les parois latérales 43 du profilé de support 41 comportent dans la moitié supérieure, des découpes 46 et 47 parallèles deux à deux, pour permettre le passage et le maintien respectivement de l’arbre de sortie 32 du moteur 31 et de l’arbre de rotation 18 du panneau d’obturation 15. Elles comportent des trous 48 pour la fixation du moteur 31 et des paliers 19, et des orifices 49 pour des entretoises 50. Les parois latérales 43 du profilé de support 41 comportent dans la partie inférieure, des joues 51 parallèles pour recevoir la fixation du mécanisme de compensation 20. La paroi latérale 43 du côté extérieur de la porte de garage 1 comporte en outre des pattes de fixation 52 saillantes, pourvues de trous oblongs 44, et obtenues par découpe de la paroi latérale 43 correspondante.
Les montants latéraux 12 du cadre fixe 11 sont également spécifiques et agencés pour coopérer avec les supports moteurs 40. Ils sont conçus de manière standard et forment chacun un logement pour recevoir un support moteur 40. Ils comportent chacun un profilé de montant 61, rectiligne, s’étendant sur toute la hauteur du cadre fixe 11. Le profilé de montant 61 présente une section en forme de U délimitant un fond 62 et deux parois latérales 63 perpendiculaires au fond. La section du profilé de montant 61 est complémentaire à la section du profilé de support 41 pour permettre un assemblage par emboitement et coulissement du profilé de support 41 à l’intérieur du profilé de montant 61.
Le fond 62 du profilé de montant 61 comporte une pluralité d’orifices oblongs 64 et de trous de fixation 65, répartis dans la hauteur et dans la largeur du profilé, agencés pour coopérer avec les orifices oblongs 44 et les trous de fixation 45 du support moteur 40. La combinaison des orifices oblongs 44, 64 et des trous de fixation 45, 65, forme des moyens d’indexage de mise en position du profilé de support 41 par rapport au profilé de montant 61 selon différentes positions de montage. Les orifices oblongs 44, 64 permettent une compensation des tolérances de fabrication et/ou de montage. Les différentes positions de montage sont déterminées par le cahier de charges de la porte de garage 10, et notamment sa hauteur, sa largeur, et l’épaisseur du revêtement isolant extérieur 15’.
La montre un exemple d’implantation d’une porte de garage 10 dans une ouverture 1 d’une entrée de garage 2, le cadre fixe 11 étant posé en applique à l’arrière de la retombée 5 de la maçonnerie. La position illustrée peut correspondre à la première position de montage décrite en référence à la selon la cote D1. La montre le même exemple d’implantation de la porte de garage 10 que celui de la . Dans ce cas, le panneau d’obturation 15 comporte un revêtement isolant extérieur 15’ plus épais que celui de la , nécessitant d’abaisser la position de montage de la motorisation 30, en choisissant par exemple la deuxième position de montage décrite en référence à la figure 3Bselon la cote D2. La montre un autre exemple d’implantation d’une porte de garage 10 dans une ouverture 1 d’une entrée de garage 2, le cadre fixe 11 étant posé en tunnel au droit de la retombée 5 de la maçonnerie. La position illustrée peut correspondre à la première position de montage décrite en référence à la selon la cote D1. Dans ce type d’implantation, le revêtement isolant extérieur 15’ de la porte de garage 10 affleure le revêtement de la façade du bâtiment, pour obtenir une esthétique plus contemporaine de la porte de garage 10. Bien entendu, les montants latéraux 12 du cadre fixe 11 sont complétés, du côté intérieur du garage 2, par un capotage 25 pour protéger les organes en mouvement.
Il est représenté dans ce document une forme de réalisation alternative comprenant un circuit d’huile H et une autre forme de réalisation alternative comprenant deux circuits de carburant CQ1, CQ2 et deux boucles de circulation CF1, CF2 de deux fluides caloporteurs F1, F2, cependant, le système de refroidissement S pourrait alternativement comprendre à la fois deux boucles de circulation CF1, CF2 de deux fluides caloporteurs F1, F2 pour réchauffer deux flux de carburant Q1, Q2, un circuit d’huile CH et un quatrième échangeur de chaleur 64, monté à la fois sur le circuit d’huile CH et sur l’une des boucles de circulation CF1, CF2 de fluides caloporteurs F1, F2 pour refroidir le flux d’huile H lors de la circulation de l’un des fluides caloporteurs F1, F2. Le circuit d’huile CH pourrait également alternativement comprendre deux échangeurs de chaleur pour refroidir le flux d’huile H successivement au moyen des deux boucles de circulation CF1, CF2 de fluides caloporteurs F1, F2.
Il va dorénavant être décrit un procédé de refroidissement de la turbomachine à gaz 3 en référence à la , selon un mode de mise en œuvre de l’invention. Un flux de carburant Q circule dans le circuit de carburant CQ entre le réservoir cryogénique R et la chambre de combustion 32 de la turbomachine à gaz 3. La pompe 5 permet de faire circuler le fluide caloporteur F dans la boucle de circulation CF.
Dans une étape préliminaire E0, le flux de carburant Q issu du réservoir cryogénique R traverse le troisième échangeur de chaleur 63 dans lequel il refroidit le fluide caloporteur F circulant dans la boucle de circulation CF.
Le procédé comprend alors une première étape E1 de prélèvement du premier flux d’air D1 et du deuxième flux d’air D2 dans le compresseur 31 de la turbomachine à gaz 3, de manière à les faire circuler respectivement dans le premier circuit de refroidissement CD1 et dans le deuxième circuit de refroidissement CD2. Dans cet exemple, un organe de distribution 71, 72 étant monté sur chaque circuit de refroidissement CD1, CD2, le premier organe de distribution 71 autorise la circulation du premier flux d’air D1 dans un premier conduit de circulation CD11 du premier circuit de refroidissement CD1 et interdit la circulation du premier flux d’air D1 dans un deuxième conduit de circulation CD12 du premier circuit de refroidissement CD1. De même, le deuxième organe de distribution 72 autorise la circulation du deuxième flux d’air D2 dans un premier conduit de circulation CD21 du deuxième circuit de refroidissement CD2 et interdit la circulation du deuxième flux d’air D2 dans le deuxième conduit de circulation CD22 du deuxième circuit de refroidissement CD2.
Dans une étape E2, le fluide caloporteur F, qui a été refroidi par le flux de carburant Q dans le troisième échangeur de chaleur 63, traverse le deuxième échangeur de chaleur 62 puis le premier échangeur de chaleur 61. Le premier flux d’air D1 qui circule dans le premier circuit de refroidissement CD1 est refroidi dans le premier échangeur de chaleur 61 par la circulation du fluide caloporteur F.
En sortie du premier échangeur de chaleur 61, le premier flux d’air D1 circule dans le premier circuit de refroidissement CD1 et est injecté dans la turbine à gaz 33 pour la refroidir, dans une étape E3.
Le fluide caloporteur F traverse ensuite à nouveau le troisième échangeur de chaleur 63, dans une étape E4, dans lequel il échange des calories avec le flux de carburant Q. En particulier, dans cette étape, le fluide caloporteur F est refroidi par du carburant Q cryogénique pour pouvoir ensuite retourner dans le réservoir 4 avant de refroidir le premier flux d’air D1 dans le premier échangeur de chaleur 61, pendant que le flux de carburant Q est réchauffé, de manière à pouvoir être injecté dans la chambre de combustion 32 de la turbomachine à gaz 3.
Dans un mode de mise en œuvre, dans lequel le système de refroidissement S comprend un organe de mesure 81 du débit monté sur le premier circuit de refroidissement CD1, le procédé comprend une étape E4 de mesure du débit du premier flux d’air D1 dans chaque conduit de circulation CD11, CD12 du premier circuit de refroidissement CD1 et de comparaison, par le calculateur 9, du débit mesuré avec à un seuil de débit prédéterminé. Lorsque le débit mesuré est supérieur au seuil de débit prédéterminé, par exemple en cas de fuite dans le premier conduit de circulation CD11, le calculateur 9 commande, dans une étape E5, le premier organe de distribution 71, de manière à interdire la circulation du premier flux d’air D1 dans le premier conduit de circulation CD11 du premier circuit de refroidissement CD1 et à autoriser la circulation du premier flux d’air D1 dans le deuxième conduit de circulation CD12 du premier circuit de refroidissement CD1. La circulation du premier flux d’air D1 est ainsi avantageusement assurée grâce à la redondance des conduits de circulation, ce qui permet de s’assurer d’un refroidissement efficace de la turbine à gaz 33.
De manière analogue aux étapes E2 et E3, le fluide caloporteur F circulant dans la boucle de circulation CF traverse le deuxième échangeur de chaleur 62 dans lequel il transfère des frigories au deuxième flux d’air D2. En sortie du deuxième échangeur de chaleur 62, le deuxième flux d’air D2 circule dans le deuxième circuit de refroidissement CD2 et est injecté dans la turbine à gaz 33 pour la refroidir.
DÉMARREUR DE TURBINE À AIR L’invention se rapporte d’une manière générale à un démarreur pour un moteur à combustion, et plus particulièrement à un démarreur de turbine à air ayant un élément turbine rotatif.
CONTEXTE Un moteur à combustion peut venir en prise en fonctionnement habituel avec un démarreur de turbine à air (ATS). L’ATS peut être utilisé pour déclencher la rotation du moteur à combustion. L’ATS est souvent monté près du moteur et peut être accouplé à une source de fluide, telle que de l’air comprimé, qui arrive sur un rotor de turbine dans l’ATS l’amenant à tourner à une vitesse relativement élevée. L’ATS comporte un arbre de sortie qui est accouplé au rotor de turbine, typiquement par l’intermédiaire d’un réducteur. L’arbre de sortie peut être entraîné pour amener un organe rotatif de la combustion (par exemple un vilebrequin) à commencer à tourner. Cette rotation par l’ATS continue jusqu’à ce que le moteur à combustion atteigne une vitesse de rotation d’autonomie.
L’invention concerne un démarreur de turbine à air pour démarrer un moteur, comprenant :
- un élément d’amortissement se trouvant axialement face à au moins un parmi la plateforme ou l’ensemble d’aubes.
Optionnellement, l’élément d’amortissement se trouve axialement face à la plateforme.
Ce genre de porte de garage basculante, du type à déplacement circulaire, est bien connu et utilisé pour obturer l'entrée d'un garage ou de tout autre local. La publication FR 2 871 189 B1 de la demanderesse propose une solution de motorisation intégrée dans le cadre fixe de la porte de garage, qui permet de s’affranchir des rails de guidage au plafond et offre de nombreux avantages. Notamment, le montage de la porte de garage ne nécessite aucun travail de maçonnerie, ni d'électricité, un simple branchement électrique sur une prise du secteur suffit. En outre, la porte de garage est silencieuse, car le panneau d'obturation présente une grande stabilité latérale et se déplace uniformément sans secousse, ni à-coups.
Jusqu’à présent, la motorisation est montée dans les montants latéraux du cadre fixe par l’intermédiaire de différentes pièces de support aptes à recevoir le bloc moteur, les paliers des axes de rotation du panneau d’obturation, les points d’accrochage des ressorts de compensation, etc. Ces pièces de support sont soudées individuellement et directement sur les montants latéraux à des emplacements déterminés. Cependant, les pièces de support et les emplacements déterminés sont variables en fonction des dimensions du panneau d’obturation, de la position en hauteur de l’arbre de rotation, et du type de montage de la porte de garage.
Ce mode de fabrication implique une gestion de production et de stock de différentes pièces de support, ce qui est contraignant et couteux. De plus, les opérations de soudure requièrent un traçage préalable, une précision d’exécution et du temps d’intervention en usine non négligeable. Ces opérations de soudure peuvent également générer, sous l’effet de la chaleur, des déformations au niveau des montants latéraux du cadre fixe. Ces déformations sont préjudiciables pour la rigidité du cadre fixe et pour le montage du cadre fixe en applique sur la maçonnerie lors du montage de la porte de garage.
Par ailleurs, le développement des maisons contemporaines engendre un besoin de portes de garage de grandes hauteurs et/ou de grandes largeurs, qui sont souvent implantées à fleur de façade, c’est-à-dire posées en tunnel et non en applique contre la maçonnerie comme traditionnellement. Ce type de pose sans appui vertical nécessite des portes de garage de conception spécifique pour pouvoir supporter le poids de panneau d’obturation de grandes dimensions.
Il existe donc un besoin d’adapter le procédé de fabrication des portes de garage pour répondre à ces nouvelles exigences, tout en maintenant une offre large sur des portes de garage de dimensions traditionnelles (par exemple de 2400mm à 3500mm en largeur et de 1800mm à 2200mm en hauteur) aux grandes dimensions (par exemple de 3500mm à 6000mm en largeur et jusqu’à 3000mm en hauteur), avec une implantation au choix en applique ou en tunnel.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une porte de garage dont le procédé de fabrication est simplifié et standardisé, permet de réduire la quantité de matière première, le nombre de pièces à fabriquer et à gérer, ainsi que le nombre d’opérations de montage, supprime le recours aux métrés et au traçage préalables, ainsi qu’aux opérations de soudure, ne génère donc aucun risque de déformation du cadre fixe, est modulaire et compatible avec différentes dimensions de portes de garage, avec ou sans revêtement isolant extérieur, et pour tout type d’installation : en applique et en tunnel.
Dans ce but, l'invention concerne une porte de garage du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce qu’elle comporte pour chacun des montants latéraux dudit cadre fixe, un support moteur constituant un sous-ensemble de ladite porte de garage et comportant un profilé de support de section en forme de U, constituant un logement dans lequel sont montés un moteur, un palier pour ledit arbre de rotation, une transmission mécanique entre ledit moteur et ledit arbre de rotation, un boitier de commande, et des moyens d’accrochage dudit mécanisme de compensation.
Le sous-ensemble moteur est alors rapporté sur chaque montant latéral du cadre fixe de la porte par vissage, et permet d’assurer à la fois une fonction de support moteur et une nouvelle fonction de renfort mécanique des montants latéraux. En effet, il a été constaté que le sous-ensemble moteur améliore significativement la rigidité du cadre fixe, permettant de répondre au nouveau besoin de portes de garage de grandes dimensions.
A cet effet, l'invention est le résultat des recherches technologiques visant à améliorer de manière très significative les performances des aéronefs et, en ce sens, contribue à la réduction de l’impact environnemental des aéronefs. Pour cela, l’invention concerne le domaine des aéronefs comprenant une turbomachine alimentée par un carburant (plus généralement nommé combustible) stocké dans un réservoir cryogénique.
De manière connue, en référence à la , un aéronef comprend un ensemble propulsif 1 pour permettre son déplacement. L’ensemble propulsif 1 s’étend longitudinalement suivant un axe X et est configuré pour participer à la propulsion de l’aéronef par accélération d’un flux d’air A qui circule d’amont en aval. Dans ce document, les termes « amont » et « aval » s’entendent en référence à l’axe longitudinal X qui s’étend d’amont en aval. Pour cela, l’ensemble propulsif 1 comprend une soufflante 2 configurée pour générer le flux d’air A pour alimenter une turbomachine à gaz 3 et permettre la propulsion de l’aéronef.
Comme cela est connu, la turbomachine à gaz 3 comprend successivement suivant l’axe longitudinal X, au moins un compresseur 31, une chambre de combustion 32 et au moins une turbine à gaz 33. Le compresseur 31 est configuré pour recevoir le flux d’air A issu de la soufflante 2 et le comprimer de manière à alimenter la chambre de combustion 32. Un flux d’air d’échappement AE, issu de la combustion, dans la chambre de combustion 32, entre le carburant et le flux d’air comprimé, entraine la turbine à gaz 33 en rotation qui entraine le compresseur 31 avec la soufflante 2.
En pratique, en sortie de la chambre de combustion 32, le flux d’air d’échappement AE possède une température très élevée, généralement de l’ordre de 1700°C (2000K). Une telle température impose de refroidir la turbine à gaz 33 qui reçoit le flux d’air d’échappement AE.
Pour refroidir la turbine à gaz 33, il est connu de prévoir un circuit de refroidissement CD qui prélève une partie du flux d’air A comprimé, ci-après « flux d’air de refroidissement AR », dans le compresseur 31 et l’injecte dans la turbine à gaz 33. Le flux d’air de refroidissement AR, issu du compresseur 31, possède une température plus faible que celle du flux d’air d’échappement AE, ce qui assure un refroidissement efficace.
En référence à la , pour refroidir plus efficacement la turbine à gaz 33, il est connu de prévoir un échangeur de chaleur 6 dans le circuit de refroidissement CD afin d’apporter des frigories au flux d’air de refroidissement AR. Il a été proposé de faire circuler dans l’échangeur de chaleur 6 un flux de carburant Q, en particulier de l’hydrogène, qui est stocké à une température de l’ordre de -253 à -251°C (20 à 22 Kelvins) dans un réservoir cryogénique R de l’aéronef. Le carburant Q représente alors une source froide importante pouvant apporter des frigories au flux d’air de refroidissement AR.
En pratique, une telle architecture peut présenter des risques d’endommagement de la turbomachine à gaz 2 en cas de fuite dans l’échangeur de chaleur 6. Du carburant pourrait ainsi être conduit par le circuit de refroidissement à proximité de la turbine à gaz qui est une zone chaude de la turbomachine à gaz 2.
L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant un système de refroidissement d’une turbine à gaz simple et efficace tout en garantissant une sécurité optimale dans la turbomachine à gaz.
PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un système de refroidissement d’une turbomachine à gaz d’aéronef, la turbomachine à gaz étant configurée pour être alimentée par un carburant stocké dans au moins un réservoir cryogénique et comprenant successivement suivant un axe longitudinal au moins un compresseur, une chambre de combustion et au moins une turbine à gaz, un flux de carburant circulant dans un circuit de carburant monté entre le réservoir cryogénique et la chambre de combustion de la turbomachine à gaz, le système de refroidissement comprenant : un premier circuit de refroidissement configuré pour prélever dans le compresseur un premier flux d’air et pour l’injecter dans la turbine à gaz, un deuxième circuit de refroidissement configuré pour prélever dans le compresseur un deuxième flux d’air et pour l’injecter dans la turbine à gaz, au moins une boucle de circulation d’un fluide caloporteur, un premier échangeur de chaleur, monté dans le premier circuit de refroidissement et dans la boucle de circulation, configuré pour refroidir le premier flux d’air lors de la circulation du fluide caloporteur, un deuxième échangeur de chaleur, monté dans le deuxième circuit de refroidissement et dans la boucle de circulation, configuré pour refroidir le deuxième flux d’air lors de la circulation du fluide caloporteur, et un troisième échangeur de chaleur, monté dans la boucle de circulation, et configuré pour refroidir le fluide caloporteur à partir de la circulation du flux de carburant, la boucle de circulation étant configurée pour faire circuler le fluide caloporteur successivement dans le deuxième échangeur de chaleur le premier échangeur de chaleur et le troisième échangeur de chaleur.
Le système de refroidissement selon l’invention permet avantageusement de refroidir efficacement et en toute sécurité la turbine à gaz à partir de flux d’air prélevés dans le compresseur. La boucle de fluide caloporteur permet de s’affranchir de tout risque de mélange entre l’air et le carburant, assurant ainsi un niveau de sécurité élevé.
De plus, deux circuits de refroidissement permettent de s’assurer du refroidissement de la turbine à gaz même en cas de panne de l’un d’eux par exemple. Une modulation est également possible pour obtenir un compromis entre le rendement et le refroidissement désiré et optimal.
L’air pour le refroidissement de la turbine à gaz est avantageusement refroidi de manière efficace, via la boucle de fluide caloporteur, grâce au carburant issu d’un réservoir cryogénique, qui représente une source de froid importante. Dans ce document, le terme « carburant » désigne un combustible destiné à être brûlé dans la chambre de combustion d’une turbomachine à gaz.
Un montage en série permet de refroidir le premier flux d’air chaud issu du compresseur puis le deuxième flux d’air, tout en réchauffant le fluide caloporteur qui pourra ensuite avantageusement réchauffer le flux de carburant. En réchauffant le flux de carburant, le fluide caloporteur est refroidi de manière efficace pour repartir dans la boucle et revenir refroidir le flux d’air. Le refroidissement en cascade permet de réduire de manière rapide la différence de température. De plus, le flux de carburant étant réchauffé par le fluide caloporteur, cela permet de s’affranchir d’un système de conditionnement indépendant, permettant ainsi de limiter l’encombrement et le masse de l’aéronef et donc de limiter les émissions de gaz à effet de serre et l’impact sur l’environnement.
De manière préférée, le compresseur de la turbomachine à gaz comprenant un étage basse pression et un étage haute pression, configurés pour comprimer le flux d’air entrant pour alimenter la chambre de combustion, le premier flux d’air est un flux d’air basse pression issu de l’étage basse pression et le deuxième flux d’air est un flux d’air haute pression issu de l’étage haute pression. Une telle forme de réalisation permet avantageusement de refroidir en premier le flux d’air issu du compresseur haute pression qui est surcomprimé et donc plus chaud, puis le flux d’air issu du compresseur basse pression moins chaud et dont les besoins en refroidissement sont moins importants.
Dans une forme de réalisation, chaque circuit de refroidissement comprend un premier conduit de circulation et un deuxième conduit de circulation montés en parallèle respectivement dans le premier circuit de refroidissement et dans le deuxième circuit de refroidissement. Chaque circuit de refroidissement comprend ainsi une redondance des conduits de circulation, ce qui permet avantageusement de s’assurer de la circulation du premier flux d’air et du deuxième flux d’air dans les circuits de refroidissement, permettant de garantir un refroidissement efficace de la turbine, même en cas de défaut de l’un des conduits de circulation, et donc un niveau de sûreté important.