INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
De manière connue, la pile à combustible 2 permet de générer de l’énergie électrique à partir d’une réaction électrochimique. De manière classique, différents fluides circulent à travers la pile à combustible 2 afin de réagir ensemble et ainsi générer de l’énergie électrique. Une telle réaction peut notamment être une réaction d’oxydo-réduction entre du dioxygène et du dihydrogène. La pile à combustible 2 est ainsi alimentée en dioxygène et en dihydrogène. La réaction d’oxydo-réduction génère également de l’eau qui est évacuée de la pile à combustible 2. Dans cet exemple, en référence à la , comme cela sera présenté par la suite, le système d’alimentation électrique 1 comprend un circuit d’alimentation en air 7 pour fournir un flux d’air FA comprenant du dioxygène à la pile à combustible 2 et un circuit d’alimentation en hydrogène 5 pour fournir un flux d’hydrogène FH à la pile à combustible 2.
Dans cet exemple, la pile à combustible 2 est une pile à haute température dans laquelle l’eau générée par la réaction est à l’état de vapeur. En effet, de l’eau à l’état de vapeur est aisément évacuée. Il va de soi que l’invention s’applique aussi à un pile à combustible 2 basse température.
La pile à combustible 2 est également alimentée en fluide de refroidissement FR afin d’évacuer la chaleur générée par la réaction électrochimique. Un tel fluide de refroidissement FR est un fluide caloporteur, tel que de l’huile ou de l’eau qui peut être mélangé avec des additifs. Dans cet exemple, en référence à la , le système d’alimentation électrique 1 comprend un circuit de refroidissement 6 comme cela sera présenté par la suite.
En référence à la , il est représenté de manière schématique le système d’alimentation électrique 1 de la .
Selon l’invention, la pile à combustible 2 comprend une première ligne électrochimique LA et une deuxième ligne électrochimique LB montées électriquement en parallèle, chaque ligne électrochimique LA, LB comprenant quatre empilements indépendants E1-E4, E5-E8 montés électriquement en série comme illustré à la .
La présence d’au moins deux lignes électrochimiques LA, LB montées électriquement en parallèle permet avantageusement de les alimenter de manière différente afin de réguler de manière native la puissance, c’est-à-dire, sans faire appel à un dispositif électronique de régulation de puissance. La présence d’au moins deux empilements indépendants E1-E4, E5-E8, montés électriquement en série, dans une ligne électrochimique LA, LB permet avantageusement de disposer d’une puissance électrique élevée tout en permettant une maintenance aisée du fait de la modularité.
Cela permet avantageusement de dimensionner de manière optimale la pile à combustible 2 afin de posséder une plage de fonctionnement vaste sans nécessiter de dispositif électronique de régulation de puissance qui est lourd et volumineux. La structure modulaire de la pile à combustible 2 permet ainsi de former un système d’alimentation électrique 1 ayant une grande densité massique et volumique de puissance, ce qui est avantageux dans un contexte aéronautique.
En référence à la , la pile à combustible 2 comprend un collecteur 9 sur lequel sont reliés les empilements E1-E8. Le collecteur 9 est alimenté par le flux d’air FA et le flux d’hydrogène FH pour alimenter chaque ligne électrochimique LA, LB.
En référence à la , le collecteur 9 s’étend longitudinalement selon un axe de collecteur XC et verticalement selon un axe vertical Z. Le collecteur 9 possède un corps 90 comprenant une première face latérale F1 configurée pour s’interfacer avec les empilements E1-E4 de la première ligne électrochimique LA et une deuxième face latérale F2 configurée pour s’interfacer avec les empilements E5-E8 de la deuxième ligne électrochimique LB. Dans cet exemple, en référence à la , la première face latérale F1 et la deuxième face latérale F2 sont inclinées l’une par rapport à l’autre d’un angle d’écartement θ de manière à ce que le collecteur 9 soit évasé en partie inférieure. De manière préférée, la pile à combustible 2 présente une forme en V. De manière préférée, l’angle d’écartement θ est comprise entre 2° et 90°, de préférence, entre 2° et 10°. Cela permet avantageusement de récupérer par gravité dans le collecteur 9 les résidus issus des réactions électrochimiques des empilements E1-E8, par exemple, de l’eau, tout en ayant un encombrement limité. Une telle architecture permet en outre d’améliorer la tenue structurale. L’utilisation d’un collecteur 9 permet d’utiliser plusieurs d’empilements E1-E8 de faible hauteur dans une même ligne électrochimique. La masse déportée, c’est-à-dire la masse des empilements E1-E8 en porte-à-faux, est donc plus faible, ce qui limite les modes propres en vibration à haute fréquence.
Le collecteur 9 comprend en outre une face de connexion F3 qui est de préférence située en aval afin de se connecter au circuit d’alimentation en air 7 et au circuit d’alimentation en hydrogène 5. Comme illustré à la , la face de connexion F3 comprend un connecteur d’entrée d’hydrogène 91a configuré pour alimenter tous les empilements E1-E8, un connecteur de sortie d’hydrogène 91b, un connecteur d’entrée d’air 92a configuré pour alimenter les empilements E1-E8 et un connecteur de sortie d’air 92b.
De manière alternative, la face de connexion F3 pourrait comprendre : un premier connecteur d’hydrogène configuré pour alimenter les empilements E1-E4 de la première face latérale F1, un deuxième connecteur d’hydrogène configuré pour alimenter les empilements E5-E8 de la deuxième face latérale F2, un premier connecteur d’air configuré pour alimenter les empilements E1-E4 de la première face latérale F1 et un deuxième connecteur d’air configuré pour alimenter les empilements E5-E8 de la deuxième face latérale F2.
Selon cet aspect, chaque ligne électrochimique LA, LB est alimentée de manière indépendante en flux d’air FA et en flux d’hydrogène FH. Le collecteur 9 comprend avantageusement des conduites internes indépendantes pour alimenter chaque ligne électrochimique LA, LB.
De préférence, le système d’alimentation électrique 1 comprend une vanne de régulation d’air (non représentée), de préférence associée à chaque ligne électrochimique LA, LB, de manière à réguler la puissance dans la pile à combustible 2 sans recourir à un dispositif électronique de régulation de puissance.
De préférence encore, le système d’alimentation électrique 1 comprend une vanne de régulation d’hydrogène (non représentée), de préférence associée à chaque ligne électrochimique LA, LB, de manière à réguler la puissance dans la pile à combustible 2 sans recourir à un dispositif électronique de régulation de puissance.
Le débitmètre 14 transmet un signal électronique S7 à l’unité de contrôle 10.
Le signal S7, tout comme les signaux S1 à S6, peut être transmis par des lignes électriques ou par des moyens de communication sans fil, par exemple par radio.
Lors de la mise en service du système de pulvérisation 1, il est également mis en œuvre le procédé représenté sur le schéma bloc de la .
Dans la première étape 1000, une valeur est fixée pour une pression de référence Pr d'alimentation des buses 4.
Dans la deuxième étape 1010, l’unité de contrôle 10 calcule un pourcentage de réduction de débit à appliquer en fonction de la pression de référence Pr. Le pourcentage de réduction de débit correspond au débit attendu.
Puis l’unité de contrôle 10 peut générer un signal de commande S1 vers chaque tronçon 5 de la rampe, puis, chaque générateur à modulation de largeur d’impulsion associé à chacune des buses de pulvérisation 4 génère un signal de commande S101 avec une fréquence de hachage correspondant au débit attendu.
Dans la troisième étape 1020, le système de pulvérisation 1 pulvérise du liquide en utilisant la pression de référence Pr comme pression de consigne Pc d'alimentation des buses 4. En d'autres termes, la vanne 9 est pilotée pour alimenter les buses 4 avec une pression Pr délivrée à la nourrice 84. On considère ici que la pression dans la troisième portion de conduit 62 est égale ou sensiblement égale à la pression d'alimentation des buses 4, les pertes de charge dans la nourrice 84 et dans les conduits 83 étant prises en compte dans l'étalonnage préalable du capteur de pression 12.
De plus, le débitmètre 14 est utilisé pour mesurer le débit de liquide de retour en circulation continue. Il fournit le signal électronique S7 à l’unité de contrôle 10.
Dans l’étape 1030, l’unité de contrôle 10 détermine le débit de liquide sortant des buses 4 comme différence entre le débit de liquide d’alimentation de la rampe 3 et le débit de retour de circulation continue. Cette détermination de débit s’effectue sur la base des signaux S6 et S7.
Au terme de cette étape et au cours de l’étape 1040, le débit de liquide pulvérisé par les buses 4 est donc déterminé, en tenant compte de la valeur de la pression de référence Pr fixée à l’étape 1000, directement ou à travers la pression Pt, et pour l’ensemble de la rampe de pulvérisation 3.
A partir de la valeur représentative du débit de liquide pulvérisé par les buses précédemment calculée, le signal de commande du générateur à modulation de largeur d’impulsion est modifié en fonction du débit attendu qui est le débit pulvérisé. La modification du signal de commande, autrement dit sa correction, est représentée par la référence numérique 105 sur la .
En résumé, ce second mode de réalisation correspond au cas d’une circulation de fluide de manière continue dans le système de pulvérisation 1. Le débitmètre 13 mesure le débit de liquide d’alimentation de la rampe de pulvérisation 3 et l’autre débitmètre 14 mesure le débit de liquide du retour de circulation continue, c’est-à-dire le débit du liquide qui n’a pas été pulvérisé par les buses de pulvérisation. Le débit déterminé de liquide sortant de la buse 4 correspond, dans ce cas, à la différence entre le débit mesuré par premier débitmètre 13 (celui mesurant le débit de liquide d’alimentation de la rampe de pulvérisation 3) et le débit mesuré par l’autre débitmètre 14 (celui mesurant le débit de liquide du retour de circulation continue). Il est ainsi déterminé, en temps réel, le débit de liquide pulvérisé par les buses de pulvérisation 4. La commande du générateur à modulation de largeur d’impulsion est donc modifiée en fonction de la comparaison entre le débit de liquide mesuré par le premier débitmètre 13 alimentant la rampe de pulvérisation 3 et le débit de liquide mesuré par l’autre débitmètre 14 de retour de circulation continue.
Le système de pulvérisation de l’invention permet une pulvérisation du liquide selon le procédé décrit précédemment.
Avantageusement, le système comporte en outre un autre débitmètre de retour de circulation continue, l’unité de contrôle déterminant alors le débit de liquide sortant de ladite au moins une buse comme différence entre le débit de liquide d’alimentation de la rampe mesuré par le débitmètre et le débit de retour de circulation continue mesuré par l’autre débitmètre.
Avantageusement, la rampe de pulvérisation comprend une pluralité de buses de pulvérisation, un générateur à modulation de largeur d’impulsion d’au moins un signal de commande étant associé à chacune des buses de la pluralité de buses de pulvérisation.
La est un schéma de principe du système de pulvérisation selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
La est schéma bloc du procédé de contrôle de la circulation de fluide du système de pulvérisation de la ;
La est un schéma de principe du système de pulvérisation selon un second mode de réalisation de l’invention ; et
La est une variante du schéma bloc du procédé de contrôle de la circulation de fluide du système de pulvérisation de la .
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’invention concerne un procédé de contrôle de la circulation de fluide dans un système de pulvérisation 1.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention illustré sur la , le système de pulvérisation 1 comporte au moins une cuve 2 de liquide à pulvériser, une rampe de pulvérisation 3 et des moyens d’alimentation de la rampe de pulvérisation 3 à partir de la cuve 2.
La rampe de pulvérisation 3 est destinée à être portée ou trainée par un véhicule, en particulier un engin agricole, ici un pulvérisateur agricole.
La rampe 3 comporte un conduit principal 6 destiné à acheminer le liquide transmis par les moyens d’alimentation de la rampe de pulvérisation 3 à partir de la cuve 2, jusqu’à au moins une buse de pulvérisation 4 reliée à la rampe de pulvérisation 3.
Tel que cela est représenté sur la , la rampe de pulvérisation 3 comporte une pluralité de tronçons 5, ici trois tronçons 5, et une pluralité de buses de pulvérisation 4. Les buses de pulvérisation 4 sont réparties sur chacun des tronçons 5.
Dans un premier mode de réalisation, tel que représenté sur la , chaque tronçon 5 de la rampe de pulvérisation 3 comporte le même nombre de buses de pulvérisation 4, ici trois buses de pulvérisation 4.
Dans un autre mode de réalisation non illustré, les tronçons peuvent comporter un nombre de buses de pulvérisation différent.
Filtre UV organique hydrosoluble La composition conforme à l’invention comprend au moins un filtre UV organique hydrosoluble.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition selon l’invention comprend au moins un filtre UV organique hydrosoluble, qui est choisi parmi les dérivés bis-benzoazolyle, les dérivés de benzimidazole comportant au moins un radical sulfonique, les dérivés d’acide p-aminobenzoïque et leurs mélanges.
De préférence, la composition selon l’invention comprend au moins un filtre UV hydrosoluble choisi parmi les dérivés de benzimidazole comportant au moins un radical sulfonique.
Expérience Exemple 1 (référence) Exemple 2 (avec plastique) Exemple 3 (avec plastique et ajout d’H 2 S) Sédiments selon norme IP375 % mass. 0,26 0,55 0,03 Conversion du plastique* % mass. - 65% 100% Rendements H 2 S %mass./charge 3,3 3,2 7,4 NH 3 0,3 0,3 0,3 C 1 0,4 0,8 0,8 C 2 0,2 0,5 1,2 C 3 0,1 0,3 0,5 C 4 0,0 0,1 0,3 C 1 – C 4 0,8 1,7 2,8 PI-180°C 18,3 20,5 22,7 180 – 350°C 38,1 37,8 42,9 350 – 540°C 29,4 30,2 24,5 540°C+ 12,1 9,1 6,6 Conversion coupe 540°C+ %mass/540°C+ charge 86,9 90,2 92,9 * Estimation basée sur l’analyse calorimétrique (DSC – Differential Scanning Calorimetry) de la coupe 350+ °C de l’effluent
Une mesure DSC d’un mélange de plastique et hydrocarbures (charge ou effluent) possède donc la signature thermique d’un matériaux semi-cristallin seulement s’il reste du plastique non converti. Dans ce cas, à partir des rendements de distillation de la coupe 350+ °C de l’effluent, d’une mesure DSC de cette coupe et d’une mesure DSC du plastique pur, il est possible de déterminer la quantité de plastique restante et non-convertie dans l’effluent. Dans le cas contraire, si la DSC ne montre aucune signature particulière, alors le plastique a été complètement converti.
Dans le cadre de cette étude, les plastiques utilisés sont semi-cristallins : la DSC est donc un outil analytique approprié pour déterminer leur conversion.
Les résultats de l’exemple 2 montrent que le plastique est converti à hauteur de 65 % selon le mode d’opération de référence du procédé d’hydroconversion. Les résultats de l’exemple 3 démontrent que selon le mode d’opération conforme à l’invention, la conversion des plastiques est nettement améliorée et est totale dans le procédé d’hydroconversion.
Par ailleurs, la comparaison des résultats des exemples 1 et 3 illustre que selon le mode d’opération de l’invention, les plastiques sont majoritairement convertis en coupes d’intérêt de type PI-180 °C ou 180-350 °C, qui peuvent ensuite être envoyées aux unités de pétrochimie pour faire de nouveaux plastiques ou tout autre produit issu du raffinage du pétrole.
Notons enfin qu’on observe une augmentation de la teneur en sédiments entre les exemples 1 et 2, signe soit que la formation de sédiments est favorisée par la présence de plastique, soit qu’ils emprisonnent des plastiques non convertis. Cette teneur diminue entre les exemples 2 et 3 jusqu’à tomber quasiment à la limite de détection de la norme IP375 (0,01 % mass.), signe que non seulement l’H 2 S a eu un impact bénéfique sur la formation de sédiments, mais également qu’il n’y a plus aucun plastique solide résiduel dans l’effluent d’hydroconversion de l’exemple 3. La comparaison des teneurs en sédiments des exemples 1 et 3 n’est pas réalisée car la différence entre les deux valeurs n’est pas suffisamment significative selon la norme IP375.
Quel que soit l’exemple, l’observation visuelle du matériel expérimental, du catalyseur usagé, de l’effluent, ainsi que les faibles teneurs en sédiments, indiquent en outre qu’il n’y as pas de présence anormale de coke dans le réacteur.
Dans l’exemple représenté aux figures 3 et 4, l’enveloppe 300 comprend plusieurs parties. En particulier, l’enveloppe 300 comprend un corps principal 303 et un disque d’obturation 304.
Le corps principal 303 est ici sensiblement cylindrique. Le corps principal 303 est notamment cylindrique, l’accumulateur 3 présentant une forme générale cylindrique. En variantes, le corps principal 303 peut présenter d’autres formes, par exemple oblongue, ovale, ou ayant des bords droits et des extrémités arrondies.
Le corps principal 303 présente sur une extrémité une ouverture transversale 305.
Le disque d’obturation 304 est assemblé au corps principal 303. Le disque d’obturation 304 obture l’ouverture transversale 305 du corps principal 303. Le disque d’obturation 304 forme ainsi l’une des parois transversales 302 de l’enveloppe 300.
L’enveloppe 300 comprend également un joint d’étanchéité 306. Le joint d’étanchéité 306 est disposé entre le corps principal 303 et le disque d’obturation 304.
L’enveloppe 303 comprend une zone fragilisée 307 configurée pour s’ouvrir sous l’effet d’une surpression dans l’accumulateur 3. La zone fragilisée 307 est une zone dans laquelle l’enveloppe 300 est fragilisée de sorte que ladite zone soit la première à s’ouvrir en cas de surpression dans l’accumulateur 3. Autrement dit, l’enveloppe 300 peut comprendre une faiblesse structurelle formant la zone fragilisée 307
La zone fragilisée 307 est calibrée et tarée pour s’ouvrir à un certain niveau ou seuil de pression. La surpression peut survenir dans un accumulateur 3 lors d’un emballement thermique de celui-ci. Ce phénomène est détaillé plus loin.
La faiblesse structurelle forme un fusible mécanique. La faiblesse structurelle peut être typiquement une réduction de l’épaisseur de l’enveloppe 300 sur une zone de l’enveloppe 300. La faiblesse structurelle peut également être un affaiblissement local, par exemple par un marquage ou poinçonnage, sur l’une des parois de l’enveloppe 300.
La zone fragilisée 307 est ici formée dans la paroi transversale, ici le disque d’obturation 304. La zone fragilisée 307 est formée par un bossage réalisée sur le disque d’obturation 304. Le bossage est par exemple réalisé par poinçonnage afin de fragiliser localement le disque d’obturation 304. Le bossage présente une épaisseur plus faible que le reste du disque d’obturation.
La zone fragilisée 307 peut être ménagée ailleurs dans l’enveloppe 300, par exemple dans la paroi latérale 301.
La zone fragilisée 307 peut être formée et/ou présenter une autre forme qu’un bossage.
La zone fragilisée 307 est configurée pour s’ouvrir par rupture sous l’effet de la surpression dans l’accumulateur 3.Lorsqu’il y a surpression, la zone fragilisée 307 se déforme allant jusqu’à l’ouverture de l’enveloppe 300 au niveau de ladite zone fragilisée 307. La taille de l’ouverture devient de plus en plus grande en fonction de la pression des gaz dégagés par l’accumulateur 3.
Le pack-batterie 1 comprend en outre un fluide caloporteur 5. Le fluide caloporteur est contenu dans le boîtier. L’enveloppe de chaque accumulateur 3 est ainsi en contact avec le fluide caloporteur.
Le fluide caloporteur 5 dépasse en hauteur les accumulateurs 3. Autrement dit, le fluide caloporteur 5 recouvre les accumulateurs 3.
Un remplissage sous vide du boîtier 2 par le fluide caloporteur 5 peut être réalisé. Cela permet de garantir une bonne répartition du fluide caloporteur 5 sur l’ensemble des accumulateurs 3 et d’éviter d’emprisonner des bulles d’air dans le boîtier 2 qui pourraient éviter un contact du fluide caloporteur 5 avec les accumulateurs 3.
Le pack batterie 1 dispose d’un capteur de présence d’huile pour détecter une éventuelle fuite dans le boîtier du pack.
Selon un aspect, la première face latérale et la deuxième face latérale sont inclinées l’une par rapport à l’autre d’un angle d’écartement de manière à ce que le corps du collecteur soit évasé en partie inférieure. Cela permet de faciliter la collecte d’eau issue des empilements dans le collecteur tout en réduisant l’encombrement.
Il est également présenté une pile à combustible comprenant un collecteur tel que présenté précédemment configuré pour être alimenté par le flux d’air et le flux d’hydrogène et au moins deux empilements reliés au collecteur, chaque empilement comprenant une pluralité de cellules électrochimiques.
Selon un aspect, le procédé de maintenance comprend une étape consistant à retirer une plaque terminale commune du corps du collecteur, l’ensemble des empilements alimentés par la face latérale associés à la plaque terminale commune demeurant solidaire de la plaque terminale commune.
Selon un aspect, le procédé de maintenance comprend des étapes consistant à : Retirer une plaque terminale personnelle d’un empilement, Retirer l’empilement d’une plaque terminale commune, Mettre en place un nouvel empilement sur la plaque terminale commune, Remettre en place la plaque terminale personnelle sur le nouvel empilement.
La est une représentation schématique d’un aéronef comprenant des moteurs électriques propulsifs alimentés par des systèmes d’alimentation électrique.
La est une représentation schématique d’un système d’alimentation électrique selon l’invention.
La , la et la sont respectivement des vues en perspective, depuis l’amont et de côté d’un système d’alimentation électrique selon une forme de réalisation de l’invention.
La est une représentation schématique de la pile à combustible avec un collecteur et des empilements en position assemblée.
La est une représentation schématique de l’architecture de la pile à combustible.
La est une représentation schématique de la pile à combustible de la après le retrait d’un unique empilement.
La est une représentation schématique de la pile à combustible de la après le retrait d’une plaque terminale commune reliée à plusieurs empilements.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence à la , il est présenté un aéronef A comprenant plusieurs moteurs électriques propulsifs M pour permettre sa propulsion. L’aéronef A comprend en outre deux systèmes d’alimentation électrique 1 selon l’invention pour alimenter chacun plusieurs moteurs électriques propulsifs M.
Il va de soi que l’invention s’applique à tout type d’aéronef, avec un monomoteur, avec deux moteurs, avec un grand nombre de moteurs distribués. L’invention concerne aussi bien des avions, que des hélicoptères ou des aéronefs à atterrissage et décollage vertical.
Dans cet exemple, les moteurs électriques propulsifs M sont positionnés à proximité immédiate du système d’alimentation électrique 1 auquel ils sont associés afin de limiter les pertes électriques. Il va de soi qu’un système d’alimentation électrique 1 pourrait n’alimenter qu’un seul moteur électrique propulsif M. Dans cet exemple, les systèmes d’alimentation électrique 1 sont positionnés sous des ailes latérales de l’aéronef A mais il va de soi que leur positionnement pourrait être différent.
Sur la , la batterie 2 est représenté schématiquement, la région illustrée est celle de l'extrémité arrière du bloc batterie. On constate d'emblée que la boîte à fusibles n’est ni en position verticale ni en position horizontale, elle est en position inclinée comme il va être vu en détail ci-après.