INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une partie des parois interne 41 et externe 42, comprenant les extrémités aval 411, 421 de la chambre 4, est insérée dans le fourreau annulaire 54 formé par les extensions amont 512, 522. On comprend à cet égard que l’espace formé entre les extensions amont 512, 522 est plus grand, même légèrement, que la distance entre les parois interne 41 et externe 42, au moins aux extrémités aval 411, 421, afin qu’une telle insertion soit possible.
En d’autres termes, la chambre 4 et le distributeur 50 sont agencés de telle sorte que, dans un état dans lequel la chambre 4 est insérée dans le fourreau annulaire 54, une face extérieure 41b de la paroi interne 41 est en vis-à-vis d’une face intérieure 512a de la première extension amont 512, et une face extérieure 42b de la paroi externe 42 est en vis-à-vis d’une face intérieure 522a de la deuxième extension amont 522.
On comprendra que pour augmenter la qualité du couplage entre la chambre 4 et le distributeur 50, la partie de la chambre 4 insérée dans le fourreau annulaire 54 présente une forme complémentaire à ce dernier. En d’autres termes, dans cet exemple, la paroi interne 41 de la chambre 4 étant sensiblement droite et parallèle à l’axe central X dans sa région d’extrémité aval, la face intérieure 512a de la première extension amont 512 présente également sensiblement droite et parallèle à l’axe central X. Une interface I de contact ou d’appui est par conséquent sensiblement parallèle à l’axe central X et cylindrique. On notera que cette interface I est axisymétrique autour de l’axe central X.
De même, la paroi externe 42 de la chambre 4 étant inclinée vers l’intérieur dans sa région d’extrémité aval, la face intérieure 522a de la deuxième extension amont 522 est également inclinée par rapport à l’axe central X, de telle sorte qu’une interface I de contact ou d’appui est inclinée et présente une forme sensiblement tronconique autour de l’axe central X.
On notera que dans l’exemple représenté sur la et sur les figures suivantes, la paroi interne 41 et la première extension amont 512 d’une part, et la paroi externe 42 et la deuxième extension amont 522 d’autre part, sont volontairement représentées espacées les unes des autres, afin d’en faciliter la visualisation et la description, et mettre notamment en évidence la complémentarité de forme. Néanmoins, en fonctionnement à chaud, un contact existe bien entre ces différentes parois, au moins au voisinage de l’extrémité aval 411, 421.
Ces différentes parois peuvent également être en contact à froid, moteur arrêtée, ou légèrement espacées comme illustré sur la . Cependant, dans ce deuxième cas, lorsque le moteur est à chaud, en fonctionnement, l’augmentation de la température provoque la dilation des parois interne 41 et externe 42 et le plaquage de ces dernières contre les parois du fourreau annulaire 54.
Selon ce mode de réalisation de l’invention, lorsque la turbine 1 est en fonctionnement, la paroi interne 41 de la chambre 4 est en contact avec la première extension amont 512, le contact entre ces deux surfaces se faisant dans une direction d’empilement P sensiblement perpendiculaire à l’interface I de contact entre ces deux surfaces. Contrairement à l‘art antérieur, cette direction d’empilement P n’est pas parallèle à l’axe central X mais transversale à ce dernier. Dans le cas de la paroi interne 41 de cet exemple, la direction d’empilement P est sensiblement perpendiculaire à l’axe central X.
De même, lorsque la turbine 1 est en fonctionnement, la paroi externe 42 de la chambre 4 est en contact avec la deuxième extension amont 522, le contact entre ces deux surfaces se faisant dans une direction d’empilement P sensiblement perpendiculaire à l’interface I de contact entre ces deux surfaces, et transversale à l’axe central X.
Dans un premier exemple modifié de ce mode de réalisation, la turbine à gaz 1 peut comprendre des perturbateurs 48. Ces perturbateurs 48 sont mis en évidence sur la , représentant une vue partielle en perspective de la face extérieure 42b de la paroi externe 42 de la chambre 4 au voisinage de son extrémité axiale 421.
On notera que cet exemple n’est pas limitatif, les perturbateurs 48 pouvant être disposés sur la face extérieure 41b de la paroi interne 41, en plus ou à la place de la paroi externe 42, ou encore sur la face intérieure 512a de la première extension amont 512 et/ou encore sur la face intérieure 522a de la deuxième extension amont 522. Dans ce deuxième cas, les faces extérieures 41b, 42b seraient alors lisses.
Les perturbateurs 48 présentent la forme de murets faisant saillie radialement vers l’extérieure depuis la face extérieure 42b de la paroi externe 42. Ces murets s’étendent principalement longitudinalement, de préférence parallèlement à l’axe central X, et de préférence jusqu’à l’extrémité aval 421. Chaque perturbateur 48 comprend un sommet 48a plat, destiné à venir en contact avec la face intérieure 522a de la deuxième extension amont 522.
On comprend donc qu’en présence de perturbateurs 48, la face extérieure 42b de la paroi externe 42 n’est pas directement en contact avec la face intérieure 522a de la deuxième extension amont 522 via une interface de contact plane, courbe et continue, mais la paroi externe 42 est en contact avec ladite face intérieure 522a par l’intermédiaire des perturbateurs 48. Les portions grisées des sommets 48a des perturbateurs 48 sur la symbolisent les zones destinées à venir en contact avec la face intérieure 522a. Par conséquent, dans ce cas, l’interface de contact est courbe mais discontinue.
Les perturbateurs 48 peuvent être répartis angulairement autour de l’axe central X, de préférence à intervalles réguliers, de telle sorte que deux perturbateurs 48 adjacents 48 forment un couloir de guidage 49. En particulier, un couloir de guidage 49 est délimité par les parois latérales des perturbateurs adjacents 48, par une portion de la face extérieure 42b de la paroi externe 42, et par une portion de la face intérieure 522a de l’extension amont 522 (non visible sur la ) avec laquelle les perturbateurs 48 sont en contact. L’espace formé entre la face extérieur 42b et la face intérieure 522a est ainsi égal à l’épaisseur des perturbateurs 48.
Ces couloirs de guidage 49 permettent l’écoulement d’un fluide extérieure à la chambre 4, par exemple de l’air de refroidissement, créant un film d’air permettant de refroidir à la fois les viroles 51, 52 du distributeur 50 et les parois 41, 42 de la chambre 4. Les flèches en traits interrompus sur la représentent l’écoulement d’un air de refroidissement dans les différents couloirs de guidage 49.
On notera que l’épaisseur des perturbateurs 48 peut ne pas être constante dans la direction axiale. Comme représenté sur la , l’épaisseur des perturbateurs 48 peut diminuer en se rapprochant de l’extrémité aval 421, et être nulle à l’extrémité aval 421. Cela permet à la paroi externe 42 d’être directement en contact avec l’extension amont 522 à l’extrémité aval 421, et ainsi d’améliorer l’étanchéité. L’air de refroidissement peut être évacué via des ouvertures dans l’extension amont 522.
De manière alternative, les perturbateurs 48 peuvent ne pas être axiaux en s’étendant parallèlement à l’axe central X, mais être légèrement biseautés au moins à l’extrémité aval 421 dans le sens des pales 53, en tenant compte de leur angle d’incidence, afin d’initier une giration du flux de refroidissement.
Dans un mode de réalisation préféré, l’étape d’application b) est effectuée par immersion. Selon ce mode de réalisation, la pièce métallique à revêtir est immergée dans la composition de revêtement selon l’invention puis retirée à vitesse constante. La vitesse de retrait de la pièce métallique peut en particulier être comprise entre 1 mm/s et 100 mm/s, par exemple 10 mm/s. Durant l’immersion, la composition de revêtement selon l’invention peut être maintenu sous agitation afin de conserver une suspension homogène.
L’étape d’évaporation du solvant c) peut être effectuée par tout moyen connu de l’homme du métier, notamment sous atmosphère contrôlée ou non. Par exemple, l’étape d’évaporation du solvant c) peut être effectuée par séchage à l’air chaud pulsé, dans une étuve à température comprise entre 20°C et 150 °C, par échauffement sous infrarouge, ou sous vide primaire. Avantageusement, l’étape d’évaporation du solvant c) est effectuée par étuvage.
L’étape de traitement thermique d) est avantageusement effectuée à une température comprise entre 1000°C et 1150°C, plus avantageusement entre 1020 °C et 1055 °C. En particulier, l’étape de traitement thermique d) peut être effectuée entre 1000 °C et 1140 °C, entre 1000 °C et 1130 °C, entre 1000 °C et 1120 °C, entre 1000 °C et 1110 °C, entre 1000 °C et 1100 °C, entre 1000 °C et 1090 °C, entre 1000 °C et 1080 °C, entre 1000 °C et 1070 °C, entre 1000 °C et 1060 °C, entre 1000 °C et 1055 °C, entre 1000 °C et 1050 °C, entre 1000 °C et 1040 °C, entre 1010 °C et 1140 °C, entre 1020 °C et 1140 °C, ou entre 1020 °C et 1055 °C.
Lors de l’étape de traitement thermique d), les vitesses de montée et descente en température sont avantageusement contrôlées. En particulier, les vitesses de montée et descente en température peuvent respectivement être supérieure à 1 °C / minute. Plus particulièrement, les vitesses de montée et descente en température peuvent respectivement être comprises entre 1 °C / minute et 20 °C / minute. A l’échelle industrielle, les vitesses de montée et descente en température peuvent être supérieure. Par exemple, à l’échelle industrielle, les vitesses de montée et descente en température peuvent respectivement être comprises entre 1 °C / minute et 500°C / minute.
L’étape de traitement thermique d) peut, en outre, être effectuée sous atmosphère contrôlée. Par exemple, l’étape de traitement thermique d) peut être effectuée sous pression atmosphérique ou sous vide, soit à une pression comprise entre 1000 mbar et 1.10 -6 mbar. Toujours à titre d’exemple, l’étape de traitement thermique d) peut être effectuée sous pression contrôlée comprise entre 50 et 1000 mbar, ou sous vide à des pression comprise entre 8.10 -4 mbar et 1.10 -6 mbar. A l’échelle industrielle, l’étape d) pourra notamment être effectuée sous pression atmosphérique contrôlée.
Avantageusement, l’étape de traitement thermique d) est effectuée pendant une durée comprise entre 5 et 120 minutes. En particulier, l’étape d) peut être effectuée pendant une durée comprise entre 5 et 100 minutes, entre 5 et 80 minutes, entre 5 et 60 minutes, entre 5 et 40 minutes, entre 5 et 30 minutes, entre 5 et 25 minutes, entre 5 et 20 minutes, ou entre 5 et 15 minutes. Par exemple, l’étape d) peut être effectuée pendant une durée de 15 minutes.
A l’issue de l’étape d), un film sec de revêtement recouvre la surface ainsi revêtue. Ce revêtement correspond notamment au revêtement selon l’invention. Le revêtement ainsi obtenu confère à la surface revêtue des propriétés de non mouillage par le zinc liquide et éventuellement anticorrosion par le zinc liquide.
Dans le cadre de la présente invention, le procédé de revêtement d’au moins une surface d’une pièce métallique peut en outre comprendre une étape préalable de préparation de la surface à revêtir, c’est-à-dire de la surface sur laquelle le revêtement sera fixé. Lorsqu’elle est effectuée, cette étape se fait avant l’étape d’application a). Par exemple, cette étape peut être choisie parmi au moins l’une sélectionnée dans le groupe constitué du décapage mécanique de la surface à revêtir, projection de médias, décapage chimique, et nettoyage par ultrason.
Cette étape préalable à l’avantage de permettre une meilleure adhésion de la composition de revêtement et du revêtement selon l’invention sur la surface à revêtir.
Selon un autre aspect, la présente invention porte sur un revêtement métallique non mouillable par le zinc liquide susceptible d’être obtenu, ou tel qu’obtenu, par le procédé de revêtement d’au moins une surface d’une pièce métallique tel que décrit dans la présente description.
Selon un autre aspect, la présente invention porte sur revêtement métallique non mouillable par le zinc liquide, caractérisé en ce que ledit revêtement est obtenu à partir d’une composition de revêtement selon l’invention et telle que définie dans la présente description.
De manière avantageuse, le revêtement selon l’invention est un revêtement non mouillable par le zinc liquide et également anticorrosion par le zinc liquide.
Avantageusement, le revêtement selon l’invention est caractérisé par une épaisseur comprise entre 5 µm à 250 µm, de préférence entre 10 µm et 150 µm, plus préférentiellement entre 50 µm et 100 µm. Une épaisseur minimale de 5 µm permet notamment d’assurer la longévité de la pièce métallique revêtue.
Le revêtement selon l’invention présente avantageusement une microstructure composée de plusieurs phases. Chacune des phases peut comprendre des éléments métalliques différents, en des teneurs différentes.
A titre d’exemple, le revêtement selon l’invention appliqué sur une pièce en acier peut comprendre les éléments métalliques Ni, Cr, Si, P, Fe et éventuellement B, en particulier dans les proportions suivantes : Ni[35-43%], Cr[15-22 %], Si[6-8 %], P[2-6 %], B[0-1.5 %] et Fe[complément], en masse par rapport à la masse totale des éléments métalliques présents dans le revêtement. Le fer présent dans le revêtement selon l’invention provient de la diffusion entre les particules métalliques de la composition de revêtement et du fer présent dans la pièce en acier revêtue, notamment lors de l’étape de traitement thermique.
Selon l’invention, le revêtement peut être utilisé sur des surfaces simples, planes, internes ou externes ou à des surfaces complexes de types convexe ou concaves telles que celles rencontrées dans les pièces d’accroche de pièces à galvaniser.
Le troisième circuit 137 imprimé peut être agencé dans un boîtier 138 (figures 1, 2 et 9) préférentiellement agencé du côté extérieur du carter 113 de la machine 100 électrique permettant ainsi de déporter la localisation de la branche 122 pour des raisons thermiques de sorte à limiter son échauffement. Ce boîtier 138 peut être soudé ou vissé à la carcasse 112.
Selon une réalisation, pour chaque cellule 116 de commutation, les composants de ladite cellule 116 de commutation peuvent comprendre l’interrupteur 120 de ladite cellule 116 de commutation, et la diode 121 de ladite cellule 116 de commutation. La diode 123 de la branche 122 est reliée électriquement à tous les modules 115 élémentaires de commutation magnétique (notamment via le point 124 de connexion) en vue d’assurer, en fonction du pilotage du système 105 de conversion de puissance, une phase de roue libre pour tout ou partie des (i.e. pour au moins un des) modules 115 élémentaires de commutation magnétique, la diode 123 de la branche 122 étant montée sur le troisième circuit 137 imprimé. L’interrupteur 125 de la branche 122 est relié électriquement à tous les modules 115 élémentaires de commutation magnétique (notamment via le point 124 de connexion) et est configuré pour être piloté en vue d’assurer, en fonction du pilotage du système 105 de conversion de puissance, une phase de démagnétisation pour tout ou partie des (i.e. pour au moins un des) modules 115 élémentaires de commutation magnétique, l’interrupteur 125 de la branche 102 étant monté sur le troisième circuit 137 imprimé. Cela permet de limiter le nombre de composants utilisés par le système 105 de conversion de puissance. La délocalisation de l’interrupteur 125 et de la diode 123 de la branche 122 sur le troisième circuit 137 imprimé permet aussi de faciliter leur refroidissement en les éloignant des bobines 102 et donc de simplifier également la gestion thermique de l’ensemble de la machine 100 électrique car l’interrupteur 125 et la diode 123 de la branche 122 sont notamment les composants les plus sollicités de la machine 100 électrique.
Ainsi, la branche 122 peut être en partie formée par des pistes électriquement conductrices du troisième circuit 137 imprimé. La branche 122 peut alors être reliée électriquement aux premier et deuxième bus 106, 107 de puissance via ses extrémités longitudinales, par exemple par l’intermédiaire du premier circuit 126 imprimé auquel le troisième circuit 127 imprimé est préférentiellement relié électriquement. Le premier circuit 126 imprimé peut alors comprendre des moyens nécessaires, tels que des pistes électriquement conductrices, pour relier les deux extrémités longitudinales de la branche 122 aux premier et deuxième bus 106, 107 de puissance. En outre, le premier circuit 126 imprimé peut comprendre des moyens nécessaires, tels que des pistes électriquement conductrices, permettant de relier électriquement les quatrièmes bornes 119d de connexion des deuxièmes circuits 127 imprimés au point 124 de connexion formé sur le troisième circuit 137 imprimé. Ainsi, le troisième circuit 137 imprimé peut être maintenu à distance des deuxièmes circuits 127 imprimés à l’aide du premier circuit 126 imprimé qui sert alors d’interface à laquelle sont connectés électriquement les deuxièmes circuits 127 imprimés et le troisième circuit 137 imprimé selon une logique de connexion électrique idoine.
Chaque module 115 élémentaire de commutation magnétique peut comprendre un matériau 128 (schématisé en de manière exagérée par des pointillés car ce matériau 128 n’est pas réellement visible à l’œil nu du fait que ce matériau 128 peut se présenter sous la forme d’une couche de recouvrement de quelques micromètres et typiquement inférieure à 100 micromètres) solidarisant mécaniquement et thermiquement son deuxième circuit 127 imprimé et sa bobine 102, la solidarisation mécanique permettant d’apporter une cohérence mécanique pour éviter les vibrations. Ce matériau 128 n’est pas visible sur les figures autres que la dans le sens où il s’agit d’un matériau d’imprégnation, classiquement transparent, utilisé pour imprégner (i.e. recouvrir en tout ou partie) le module 115 élémentaire de commutation magnétique.
Le matériau 128 peut être une résine polymère classiquement utilisée dans les machines électriques pour imprégner des composants. Un tel matériau 128 étant connu en soit, il n’est pas décrit plus en détail dans la présente description détaillée.
Le matériau 128 est aussi connu dans le domaine des machines électriques sous la dénomination de matériau 128 d’imprégnation ou de matériau 128 d’encapsulation.
Notamment, le matériau 128 peut recouvrir en outre la diode 121 et l’interrupteur 120 de la cellule 116 de commutation du module 115 élémentaire de commutation magnétique correspondant ; cela permettant d’améliorer la dissipation thermique du module 115 élémentaire de commutation magnétique dans son ensemble par élimination de vides d’air en son sein néfastes à la conduction thermique, tout en permettant de former un ensemble indissociable et manipulable.
Par exemple, l’interrupteur 120 de chaque cellule 116 de commutation est un transistor, l’interrupteur 125 de la branche 122 est un transistor et le dispositif 117 de commande est relié électriquement à une électrode 120a de commande de chacun des interrupteurs 120 des cellules 116 de commutation et à une électrode 125a de commande de l’interrupteur 125 de la branche 122. Ainsi, il est compris qu’il n’y a pas besoin d’isoler de manière galvanique le dispositif 117 de commande par rapport aux interrupteurs 120, 125 (des liens électriques physiques aux électrodes de commandes sont possibles). Cela permet de simplifier la machine 100 électrique, de diminuer les coûts de fabrication de la machine 100 électrique et d’optimiser la plage de fonctionnement thermique de la machine 100 électrique. La diminution des coûts est liée au fait qu’il n’y a pas besoin d’avoir d’isolation galvanique par exemple en utilisant des phototransistors commandés via un signal lumineux assurant ainsi l’isolation galvanique.
Sur les figures 3, 4, 6, 7, 9, 10, les diodes 121, 123 et les transistors 120, 125 sont représentés chacun à titre d’exemple par un boîtier TO-220 qui intègre la fonction électronique souhaitée.
Les transistors 120, 125 évoqués ci-avant peuvent être des transistors à effet de champ à grille métal-oxyde plus couramment nommé MOSFET. MOSFET est l’abréviation de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » en langue anglaise.
Bien qu’il soit possible de ne pas avoir recours à une isolation galvanique dans le cadre de la commande des interrupteurs 120, 125 des cellules 116 de commutation et de la branche 122, l’utilisation d’une isolation galvanique peut être quand même réalisée. A cet effet, les interrupteurs 120 des cellules 116 de commutation peuvent être des phototransistors et l’interrupteur 125 de la branche 122 peut être un phototransistor. Dans ce cas, le dispositif 117 de commande comprend des dispositifs optoélectroniques configurés chacun pour transformer un signal électrique en un signal lumineux permettant de commander un seul des phototransistors.
Selon une réalisation, le dispositif 117 de commande peut comprendre un premier module 117a de commande et un au moins un deuxième module 117b de commande. Le premier module 117a de commande (aussi appelée commande éloignée) est configuré pour générer des signaux de commande numériques et le, ou le cas échéant chaque, deuxième module 117b de commande est configuré pour mettre en forme au moins un signal de commande numérique, reçu depuis le premier module 117a de commande (notamment par liaison filaire), à destination d’au moins un actionneur du système 105 de conversion de puissance, la distance séparant ledit deuxième module 117b de commande dudit au moins un actionneur 120, 125 étant inférieure à la distance séparant ledit premier module 117a de commande dudit au moins un actionneur 120, 125. L’éloignement du premier module 117a de commande permet d’embarquer dans son fonctionnement des composants de calculs et de commande complexes qui sont plus sensibles aux vibrations et à la température et ne pourraient fonctionner de manière optimale à proximité des bobines 102 notamment dans la carcasse 112 de la machine 100 électrique. Ainsi, le premier module 117a de commande peut déterminer quand les actionneurs (i.e. les interrupteurs 120, 125) doivent être mis en commutation et générer des signaux de commande numériques à destination de la commande des actionneurs. Ces signaux de commande numériques peuvent alors se propager jusqu’à proximité des actionneurs pour être transformés en signaux compatibles avec les actionneurs à commander, conserver des signaux de commande numériques jusqu’au plus proche possible des actionneurs permet de limiter les problèmes de CEM. Par exemple, le premier module 117a de commande peut comprendre un ou des microprocesseurs ou autres composants sensible à la température et/ou aux CEM et/ou aux problématiques de mécaniques vibratoires : ils sont alors déportés par rapport à l’ensemble rotor/stator, voir hors de la carcasse 112, par exemple dans le boîtier 138 pour être protégés. Notamment, le premier module 117a de commande est agencé dans le boîtier 138 et monté sur un quatrième circuit 139 imprimé. Ce quatrième circuit 139 imprimé peut être relié électriquement au premier circuit 126 imprimé qui participe alors au cheminement des signaux de commande numériques, par exemple via des pistes électriquement conductrices adaptées en direction des deuxièmes modules 117b.
En particulier, les actionneurs sont les interrupteurs 120 des cellules 116 de commutation et l’interrupteur 125 de la branche 122.