INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un exemple du présent sujet, le noyau du rotor 102 est pris en sandwich entre les capuchons d'extrémité 116a, 116b. Plus particulièrement, le noyau du rotor 102 est pris en sandwich entre un capuchon avant 116a, du côté de l'extrémité motrice (DE) 126 de l'ensemble rotor 100, et un capuchon arrière 116b, du côté de l'extrémité non motrice (NDE) 128 de l'ensemble rotor 100. De plus, dans les exemples illustrés, l'arbre de rotor 108 est supporté par un roulement à billes 118 du côté de l'extrémité non motrice de l'ensemble rotor 100. L'arbre de rotor 108 s'étend au-delà du côté DE 126 de l'ensemble rotor 100. L'arbre de rotor 108 peut comprendre des clavettes ou des moyens similaires (non représentés) pour localiser et positionner l'assemblage du noyau de rotor 102 autour de son axe central 124, l'axe central 124 étant un axe autour duquel l'arbre de rotor 108 tourne. Alternativement, l'arbre de rotor 108 peut être emboîté à la presse dans le noyau de rotor 102, de préférence à une température élevée pendant l'opération d'emboîtement à la presse. Comme décrit ci-dessus, au moins un caloduc 112 est situé à l'intérieur de la pile de tôles 104 du noyau de rotor 102. L'au moins un caloduc 110, ou le(s) caloduc(s) 110, peut être ajusté(s) (par exemple, ajusté(s) à la presse) dans l'au moins un trou 114 de l'empilement de tôles 104. Alternativement, le(s) caloduc(s) 110 peut(vent) être collé(s), brasé(s), soudé(s) ou maintenu(s) d'une autre manière dans l'au moins un trou 114.
La illustre une vue en coupe de l'ensemble rotor 100, assemblé et configuré conformément au présent sujet. La est une vue en coupe B-B de l'ensemble rotor 100 représenté sur la . La illustre une autre perspective de la , représentant la pile de tôles 104, sans les fixations 120, 122 et les aimants permanents 106 assemblés, configurés conformément au présent sujet. Par souci de concision, la description fournie ici concerne les FIGs. 2A, 2B et 2C en tandem.
Conformément au présent sujet, chacun des au moins un caloduc 110 comprend une première partie 200 thermiquement couplée au noyau du rotor 102. L'au moins un caloduc 110 est disposé dans l'au moins un trou 114 de telle sorte que seule la première partie 200 est thermiquement couplée (ou en contact thermique) avec le noyau du rotor 102. Quelle que soit la technique utilisée pour maintenir le caloduc 110 dans le trou 114, il est important de s'assurer qu'un bon contact thermique est établi entre le caloduc 110 et le rotor 102, plus précisément entre la première partie 200 et le rotor 102. En conséquence, un refroidissement efficace de l'ensemble rotor 100 est assuré. Dans certaines configurations, un contact direct est établi entre une surface extérieure de la première partie 200 et une surface intérieure du trou 114 correspondant à cette première partie 200. Dans d'autres configurations, un adhésif thermoconducteur est utilisé pour lier la surface extérieure de la première partie 200 à la surface intérieure du trou 114. Un tel adhésif thermoconducteur possède des propriétés adhésives et est capable de conduire la chaleur. Dans d'autres configurations encore, un matériau de brasage thermoconducteur est utilisé pour braser la surface extérieure de la première partie 200 à la surface intérieure du trou 114. Un tel matériau de brasage thermoconducteur possède des propriétés qui facilitent le brasage de la surface extérieure de la première partie 200 sur la surface intérieure du trou 114 ; il possède également des propriétés adhésives. Dans d'autres configurations encore, une pâte thermoconductrice est placée entre la surface extérieure de la première partie 200 et la surface intérieure du trou 114. Une telle pâte thermoconductrice possède des propriétés de conduction thermique et est dépourvue de toute propriété adhésive.
Selon un aspect du présent sujet, chaque stratifié de la pile de stratifiés 104 comprend un (des) trou(s) 114 ; et le (les) trou(s) 114 est (sont) disposé(s) de manière à ce que chaque trou 114 soit disposé concentriquement, ou aligné, avec les trous 114 correspondants des stratifiés adjacents. Le(s) trou(s) 114 est (sont) donc aligné(s) pour permettre l'insertion du (des) caloduc(s) 110. Dans cet exemple, la première partie 200 est disposée de manière analogue à une direction dans laquelle l'arbre du rotor 108 s'étend. En référence aux figures, l'arbre de rotor 108 s'étend le long de l'axe central 124. En d'autres termes, la première partie 200 de l'au moins un caloduc 110 est conçue pour s'étendre le long d'un axe 208 parallèle à l'axe central 124. En conséquence, pour permettre l'insertion de l'au moins un caloduc 110, le(s) trou(s) 114 s'étend(ent) à travers la pile de tôles 104 le long de l'axe 208 parallèle à l'axe central 124.
Comme expliqué dans un paragraphe précédent, chaque trou 114 peut comprendre un seul caloduc 110 ou plusieurs caloducs 110. Dans les exemples illustrés, un caloduc 110 est inséré dans un trou 114. L'ensemble rotor 100 selon les exemples illustrés comprend quatre caloducs 110, chacun des quatre caloducs 110 étant inséré dans un trou. Les quatre trous 114 sont formés selon un schéma régulier, autour de l'axe central 124, avec un angle de décalage 206 d'un trou à l'autre. Par conséquent, les quatre caloducs 110 sont également disposés de manière régulière avec le même angle de décalage 206 que celui des quatre trous 114. L'angle de décalage 206 illustré dans les figures est de quatre-vingt-dix degrés.
Selon un exemple du présent sujet, l'au moins un trou 114 est en outre configuré pour permettre l'insertion d'un élément de fixation 120, 122. En conséquence, dans cet exemple, l'au moins un trou 114 peut servir à permettre l'insertion d'au moins un caloduc 110 ou d'un élément de fixation 120. Par conséquent, le(s) trou(s) 114 dans la pile de laminés 104 peuvent être formés d'une manière plus simple. La montre une lamelle avec douze trous 114 disposés circonférentiellement et à proximité immédiate de la circonférence de la lamelle. Les douze trous 114 de chaque feuilletage sont concentriquement alignés avec les trous correspondants du feuilletage adjacent. Les douze trous 114 sont disposés de manière régulière autour de l'axe central 124. Dans les exemples illustrés, quatre des douze trous 114 comprennent le(s) caloduc(s) 110 et les huit autres des douze trous 114 comprennent des fixations 120 insérées à l'intérieur. L'élément de fixation 120 est un boulon inséré dans chacun des huit trous 144 susmentionnés. En outre, un écrou 122 est inséré dans le boulon 120 pour fixer et assembler l'ensemble rotor 100.
Selon un aspect du présent sujet, chacun des au moins un caloduc 110 comprend une deuxième partie 202. La seconde portion 202 est adjacente à la première portion 200. La seconde portion 202 s'étend hors de l'au moins un trou 114 et s'étend au-delà d'une extrémité du noyau du rotor 102. Plus particulièrement, la seconde portion 202 s'étend au-delà du côté DE 126. Dans les exemples illustrés, la deuxième partie 202 de chaque caloduc 110 est courbée radialement vers l'intérieur et dirigée vers l'arbre de rotor 108. On peut également dire que la deuxième partie 202 est pliée de manière à être dirigée radialement vers l'intérieur en direction de l'axe central 124. Il peut être établi que la seconde portion 202 est structurée de manière à ce qu'une longueur partielle de la seconde portion 202 s'étende dans la même direction, ou dans l'axe 208 parallèle à l'axe central 124, que celle de la première portion 200 ; et le reste de la seconde portion 202 est plié pour s'étendre dans une direction vers l'axe central 124. Par souci de simplicité, la longueur partielle de la deuxième partie 202 qui s'étend dans la même direction que la première partie 200 est appelée ici "partie axiale" ; et le reste de la deuxième partie 202 qui est dirigée radialement vers l'intérieur de l'arbre de rotor 108 est appelé ici "partie radiale".
Selon un exemple du présent sujet, la première portion 200 et la partie radiale de la seconde portion 202 sont perpendiculaires l'une à l'autre. La première partie 200 du (des) caloduc(s) 110 est agencée pour s'étendre le long de l'axe 208 parallèle à l'axe central 124. La partie axiale de la deuxième partie 202 est adjacente à la première partie 200 et s'étend au-delà du côté DE 126 de l'ensemble rotor 100. La partie axiale est donc le long de l'axe 208 susmentionné, parallèle à l'axe central 124. De plus, grâce à la courbure formée sur la deuxième portion 202, la partie radiale de la deuxième portion 202 est dirigée radialement vers l'axe central 124. Plus particulièrement, la partie radiale est dirigée le long d'un axe 210 perpendiculaire à l'axe central 124,
Selon un aspect du présent sujet, chacun des au moins un caloduc 110 comprend une troisième partie 204 fixée à l'arbre de rotor 108. Plus précisément, la troisième portion 204 du au moins un caloduc 110 est insérée et fixée dans une perforation formée dans l'arbre de rotor 108. En conséquence, il y a une ou plusieurs perforations 212 disposées de manière circonférentielle autour de la périphérie de l'arbre de rotor 108, chacune des perforations 212 correspondant à au moins un caloduc 110. En d'autres termes, le au moins un caloduc 110 est associé à une perforation 212 correspondante dans laquelle est fixée la troisième portion 204. Dans un exemple, la fixation susmentionnée de la troisième portion 204 à l'arbre de rotor 108 est réalisée en faisant coller, braser, souder ou ajuster à la presse la troisième portion 204 dans une perforation 212 correspondante de l'arbre de rotor 108. Selon un exemple, la troisième portion 204 s'étend dans une direction perpendiculaire à la première portion 200. Plus particulièrement, la troisième portion 204 s'étend dans une direction le long de l'axe 210 et la première portion s'étend le long de l'axe 200, les axes 200 et 210 étant perpendiculaires l'un à l'autre.
Selon un exemple du présent sujet, l'arbre de rotor 108 est creux sur la majeure partie de sa longueur, y compris sur toute la partie de l'arbre de rotor 108 en contact avec la pile de tôles 104. Dans un tel exemple, la région creuse permet l'écoulement d'un fluide de refroidissement, fournissant ainsi un moyen supplémentaire de refroidissement de l'ensemble rotor 100. En conséquence, la combinaison du ou des caloducs 110 et de l'écoulement du fluide de refroidissement dans la région creuse améliore l'efficacité du refroidissement de l'ensemble rotor 100.
Un des objectifs de la présente invention est de permettre de sélectionner de manière rigoureuse et fiable des modules de chauffage qui répondent aux exigences d’un système de conditionnement de carburant, en particulier répondant aux conditions d’entrée, aux conditions de sortie mais également aux conditions de transfert, pour toute phase de vol de l’aéronef. Cela permet avantageusement de limiter la variation des conditions d’utilisation des conduites de liaison, ce qui permet de limiter leur poids et leur complexité de mise en œuvre.
PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne un procédé de détermination d’au moins une première quantité de chaleur et au moins une deuxième quantité de chaleur à fournir respectivement dans au moins un premier module de chauffage et au moins un deuxième module de chauffage d’un système de conditionnement de carburant configuré pour alimenter une turbomachine d’aéronef à partir de carburant issu d’un réservoir cryogénique, un flux de carburant circulant entre le réservoir cryogénique et la turbomachine via un circuit de carburant, le système de conditionnement étant défini dans un référentiel aéronef et un référentiel turbomachine distants l’un de l’autre, le réservoir cryogénique étant positionné dans le référentiel aéronef et la turbomachine étant positionnée dans le référentiel turbomachine, l’aéronef étant configuré pour évoluer selon une pluralité de phases de vol, le premier module de chauffage étant monté dans le référentiel aéronef et configuré pour chauffer le flux de carburant jusqu’à une température de circulation à partir de la première quantité de chaleur, le deuxième module de chauffage étant monté dans le référentiel turbomachine en aval du premier module de chauffage, le deuxième module de chauffage étant configuré pour chauffer le flux de carburant jusqu’à une température d’injection à partir de la deuxième quantité de chaleur, au moins une conduite de liaison reliant le premier module de chauffage au deuxième module de chauffage, la conduite de liaison étant configurée pour faire circuler un flux de carburant dans un état monophasique gazeux, le flux de carburant possédant : au moins une première enthalpie prédéterminée à un point d’entrée positionné sur le circuit de carburant en sortie du réservoir cryogénique, au moins une deuxième enthalpie à un point de transfert positionné sur le circuit de carburant en entrée de la conduite de liaison, au moins une troisième enthalpie prédéterminée à un point de sortie positionné sur le circuit de carburant en entrée de la turbomachine, une base de données de couples d’une première quantité de chaleur et d’une deuxième quantité de chaleur étant accessible, chaque couple de quantités de chaleur étant associé à une plage élémentaire de deuxième enthalpie, chaque plage élémentaire étant dimensionnée pour la pluralité de phases de vol de l’aéronef.
Le procédé comprend les étapes consistant à : déterminer une plage globale de deuxième enthalpie définie entre une première borne de deuxième enthalpie et une deuxième borne de deuxième enthalpie, à partir de : la première enthalpie prédéterminée au point d’entrée, la troisième enthalpie prédéterminée au point de sortie, et des formules suivantes : γRmin=min[(HC2a-HC1)/(HC3-HC1)] dans laquelle γRmin est un critère de transfert égal à 0,073, γRmax=max[(HC2b-HC1)/(HC3-HC1)] dans laquelle γRmax est un critère de transfert égal à 0,778, déterminer, dans la base de données, au moins un couple de quantités de chaleur dont la plage élémentaire est comprise entièrement dans la plage globale de manière à déterminer la première quantité de chaleur et la deuxième quantité de chaleur.
Le procédé selon l’invention permet de déterminer la première quantité de chaleur à fournir dans le premier module de chauffage et la deuxième quantité de chaleur à fournir dans le deuxième module de chauffage pour permettre une répartition optimale du chauffage du flux de carburant dans le référentiel aéronef et dans le référentiel turbomachine. Une telle répartition entre la première quantité de chaleur et la deuxième quantité de chaleur permet d’atteindre une température d’injection dans la turbomachine tout en maintenant la puissance de chauffe dans le premier module de chauffage, ce qui permet d’assurer, quel que soit le régime de la turbomachine, un transport du flux de carburant entre le référentiel aéronef et le référentiel turbomachine à des températures optimales. En particulier, les températures du flux de carburant entre le référentiel aéronef et le référentiel turbomachine sont à la fois suffisamment élevées pour s’affranchir de lignes cryogéniques lourdes et encombrantes et suffisamment basses pour éviter tout surdimensionnement des éléments du système de conditionnement. En outre, les températures du flux de carburant dans le circuit de carburant peuvent avantageusement varier en fonction des phases de vol et du régime de la turbomachine sans que cela ne pénalise le système de conditionnement et son fonctionnement.
La répartition des quantités de chaleur permet également au flux de carburant d’être dans un état gazeux monophasique ou super-critique, ce qui permet de s’assurer de la stabilité de l’écoulement dans les conduites du circuit de carburant. Le système de conditionnement est ainsi sûr et sécurisé.
La chaleur disponible dans le référentiel aéronef est également avantageusement exploitée tout en étant limitée pour éviter tout risque de surdimensionnement de la conduite de liaison. De plus, un chauffage optimal dans le référentiel aéronef permet de s’assurer que la température de flux de carburant en sortie du référentiel aéronef est suffisante pour éviter tout risque d’endommagement des matériaux exposés au froid, comme par exemple les ailes de l’aéronef, dans lesquels transite généralement le flux de carburant.
La chaleur disponible dans le référentiel turbomachine est également avantageusement limitée, ce qui permet de limiter le volume des modules de chauffage et les pertes associées (perte de charge tuyère pour un échangeur tuyère par exemple).
Le procédé selon l’invention permet ainsi un gain de temps important lors de la réalisation d’un système de conditionnement en déterminant automatiquement à partir des conditions d’entrée et des conditions de sortie du flux de carburant, l’ensemble des éléments qui permettent une répartition optimale du chauffage du flux de carburant entre le référentiel aéronef et le référentiel turbomachine.
De manière préférée, la base de données associant pour chaque couple de quantités de chaleur, au moins un couple d’un premier module de chauffage et d’un deuxième module de chauffage, le procédé comprend une étape de détermination, dans la base de données, d’au moins un couple de modules de chauffage. Le procédé selon l’invention permet ainsi de choisir parmi une pluralité de modules de chauffage possibles, les modules de chauffage à utiliser dans le référentiel aéronef et dans le référentiel turbomachine pour réchauffer le flux de carburant de manière optimale. Grâce à l’invention, le choix des modules de chauffage n’est plus réalisé de manière empirique comme cela était le cas dans l’art antérieur, ce qui permet un gain de temps important, tout en limitant les coûts.
De manière préférée, chaque module de chauffage est choisi, seul ou en combinaison, parmi : un échangeur de chaleur, un système de chauffage électrique, un système de stockage thermique, une pile à combustible, une turbine à gaz, un brûleur. Le procédé permet ainsi de choisir parmi une pluralité de modules aptes à réchauffer le flux de carburant de manière efficace. Le procédé permet également l’utilisation de types de modules de chauffage dont le fonctionnement et les capacités sont connus.
Dans un mode de mise en œuvre, au moins l’un du premier module de chauffage et/ou du deuxième module de chauffage étant un échangeur de chaleur configuré pour réchauffer le flux de carburant à partir de calories transférées par au moins une source chaude, la base de données associant pour chaque module de chauffage correspondant à un échangeur de chaleur, une source chaude à utiliser, le procédé comprend un étape de détermination, dans la base de données, de la source de chaleur à utiliser dans l’échangeur de chaleur pour réchauffer le flux de carburant. Grâce au procédé selon l’invention, lorsque le module de chauffage est un échangeur de chaleur, la source chaude à utiliser pour atteindre la quantité de chaleur souhaitée est choisie de manière simple et rapide parmi une pluralité de sources chaudes possibles, sans nécessiter un nombre important d’itération comme cela était le cas dans l’art antérieur.
Dans un mode de mise en œuvre, la plage globale de deuxièmes enthalpies est déterminée à partir des formules : γRmin=min[(HC2a-HC1)/(HC3-HC1)] dans laquelle le critère de transfert est égal à 0,309, et γRmax=max[(HC2b-HC1)/(HC3-HC1)], dans laquelle le critère de transfert est égal à 0,681.
Une telle plage de critères de transfert permet un répartition équilibrée du chauffage du flux de carburant entre le premier module de chauffage dans le référentiel aéronef et le deuxième module de chauffage dans le référentiel turbomachine. Une telle répartition équilibrée permet un maintien efficace de la puissance de chauffe des modules de chauffage qui permet d’assurer, quel que soit le régime moteur, un transport de l’hydrogène dans la conduite de liaison, à des températures libres mais suffisamment élevées jusqu’au référentiel moteur. Une répartition équilibrée permet également d’exploiter de manière efficace les sources de chaleur disponibles dans le référentiel aéronef. En outre, une répartition équilibrée permet avantageusement d’utiliser les sources de chaleur présentent dans le référentiel aéronef et dans le référentiel turbomachine, tout en minimisant l’utilisation des sources de chaleur disponibles dans le référentiel aéronef et en limitant la chaleur prélevée dans le référentiel turbomachine, ce qui permet de limiter le volume et l’encombrement des modules de chauffage.
De telles valeurs de critères de transfert permettent de s’assurer que le flux de carburant est dans un état monophasique gazeux ou dans un état super critique, ce qui permet de s’assurer de limiter l’utilisation de conduites de circulation cryogéniques. Cela permet également de limiter l’apparition d’instabilités hydrauliques qui seraient dues à un écoulement diphasique ou trans-critique.
De telles valeurs de critères de transfert permettent également d’assurer un niveau de températures du flux de carburant suffisant pour s’éloigner de la température de transition ductile-fragile du carburant, ce qui permet avantageusement de limiter la fragilité des matériaux du système de conditionnement au froid, permettant d’allonger sa durée de vie.
Dans un premier mode de mise en œuvre alternatif, la plage globale de deuxièmes enthalpies est déterminée à partir des formules : γRmin=min[(HC2a-HC1)/(HC3-HC1)] dans laquelle le critère de transfert est égal à 0,157, et γRmax=max[(HC2b-HC1)/(HC3-HC1)], dans laquelle le critère de transfert est égal à 0,778.
Ceci permet une répartition efficace et facilitée des efforts dus à un choc latéral vers le plancher supérieur 2 et les traverses centrales 4.
En référence à la , le plancher supérieur 2 comprend une plateforme centrale 10 et un pourtour 11, connectés par un flanc 12, s’étendent respectivement dans deux plans distincts pour former un corps creux apte à recevoir les modules de batterie 6.
Avantageusement, les traverses centrales 4 sont fixées sur la plateforme centrale 10.
Le corps creux formé par le plancher supérieure 2 prend la forme d’une cloche ou encore d’une cuvette.
La deuxième zone 11b est destinée à recevoir un premier moyen d’étanchéité 13, et la première zone 11a est destinée à recevoir un deuxième moyen d’étanchéité 14.
Plus précisément, les pions de montage 6 sont fixés dans des pièces support qui sont elles-mêmes fixées au toit. De cette manière, si le propriétaire du véhicule décidait de retirer les barres de toit 1 pour rouler sans lesdites barres de toit 1, il retirerait lesdites pièces support et les pions de montage 6 n’émergeraient pas dudit toit.
En se référant aux figures 2, 3, 4, 5 et 6, la poignée de fixation 4 est allongée et présente une première extrémité de liaison 13 arrondie, qui est montée en rotation autour de l’axe de rotation 5 de la barre de toit 1, et une deuxième extrémité libre 14, lesdites deux extrémités 13, 14 étant à considérer le long d’un axe longitudinal de ladite poignée de fixation 4. L’extrémité de liaison arrondie 13 comporte deux lèvres 15, 16 périphériques et parallèles en forme d’arc de cercle, lesdites deux lèvres 15, 16 ayant une longueur finie. Autrement dit, les deux lèvres 15, 16 ne s’étendent pas sur 360° autour de l’extrémité de liaison arrondie 13. Les deux lèvres 15, 16 sont identiques et possèdent chacune une hauteur variable, lesdites deux lèvres 15, 16 s’étendant entre une première extrémité 17 pour laquelle la hauteur est minimale et une deuxième extrémité 18 pour laquelle la hauteur est maximale. Entre la première extrémité 17 et la deuxième extrémité 18, la hauteur de chaque lèvre 15, 16 croît de façon progressive, la hauteur représentant la dimension desdites lèvres 15, 16 considérée le long d’un axe radial passant par le centre de l’axe de rotation 5 de la poignée de fixation.