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Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le refroidisseur comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles : - les première et seconde extrémités de l'élément de liaison sont disposées de part et d'autre d'un plan formé par le premier axe du piston de compression et le troisième axe du vilebrequin ; - le deuxième axe du piston de régénération est situé à une distance non nulle du troisième axe du vilebrequin ; - le troisième axe est disposé entre le deuxième axe et le cylindre de compression ; - les au moins trois tronçons sont sensiblement rectilignes ; - les au moins deux tronçons de l'élément de liaison les plus proches du piston de régénération sont disposés sensiblement parallèlement au deuxième axe, et au moins le tronçon le plus proche de la tête de bielle est disposé sensiblement parallèlement au premier axe ; - les liaisons sont formées par des ressorts de torsion hélicoïdaux ; - les ressorts hélicoïdaux sont disposés selon des axes parallèles l'un à l'autre ; - les ressorts hélicoïdaux sont disposés selon des axes perpendiculaires l'un à l'autre.
According to other advantageous aspects of the invention, the cooler includes one or more of the following characteristic features, taken into consideration individually or in accordance with all possible technical combinations:the first and second ends of the link element are disposed on either side of a plane formed by the first axis of the compression piston and the third axis of the crankshaft;the second axis of the regeneration piston is located at a non-zero distance from the third axis of the crankshaft;the third axis is disposed between the second axis and the compression cylinder;the at least three sections are substantially rectilinear;the at least two sections of the link element that are closest to the regeneration piston are disposed to be substantially parallel to the second axis, and at least the section that is closest to the head of the connecting rod is disposed to be substantially parallel to the first axis;the links are formed by helical torsion springs;the helical coil springs are disposed along axes that are parallel to one another;the helical coil springs are disposed along axes that are perpendicular to one another.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un refroidisseur selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue d'un élément du refroidisseur de la figure 1 ; et - les figures 3 à 6 sont des vues de variantes de réalisation de l'élément de la figure 2.
The invention will be better understood upon reading the description which follows, provided purely by way of example and with reference being made to the drawings in which: FIG. 1is a cross-sectional view of a cooler according to one embodiment of the invention; FIG. 2is a view of one element of the cooler shown in FIG. 1; and FIGS. 3 to 6are views of variants of the embodiments of the element shown in FIG. 2.
La figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif 10 selon un premier mode de réalisation de l'invention.
FIG. 1shows a cross-sectional view of a device 10according to a first embodiment of the invention.
Le dispositif 10 est un refroidisseur fonctionnant selon le cycle de Stirling.
The device 10is a cooler operating according to the Stirling cycle.
Le dispositif 10 comprend un carter 12.
The device 10includes a housing 12.
Ledit carter 12 comporte notamment un corps 14 et un puits de cryostat 16, assemblés l'un à l'autre et définissant un volume 18 interne au carter.
The said housing 12comprises in particular a body 14and a cryostat well 16, assembled to one another and defining an internal volume 18within the housing.
Le volume interne 18 est préférentiellement rempli d'un gaz à haute pureté tel que de l'hélium.
The internal volume 18is preferably filled with a high purity gas such as helium.
Dans la suite de la description, on considère une base orthonormée (X, Y, Z).
In the following sections of the description, an orthonormal base (X, Y, Z) is considered.
Le corps 14 du carter définit notamment une première paroi interne 20, de forme cylindrique, disposée selon un premier axe 22 parallèle à Z. Ladite paroi interne 20 est dite cylindre de compression.
The body 14of the housing in particular defines a first internal wall 20, having a cylindrical form, disposed along a first axis 22that is parallel to Z. The said internal wall 20is referred to as the compression cylinder.
Le carter 12 comporte en outre un flasque 24 assemblé au corps 14.
The housing 12further also includes a flange 24assembled on to the body 14.
Le flasque 24 ferme un orifice situé à une première extrémité axiale du cylindre de compression 20.
The flange 24closes an orifice situated at a first axial end of the compression cylinder 20.
Le puits de cryostat 16 définit une deuxième paroi interne 26, de forme cylindrique, disposée selon un deuxième axe 28 incliné par rapport au premier axe 22.
The cryostat well 16defines a second internal wall 26, having a cylindrical form, disposed along a second axis 28that is inclined in relation to the first axis 22.
Dans l'exemple de la figure 1, le deuxième axe 28 est parallèle à X, soit perpendiculaire au premier axe 22.
In the example represented in FIG. 1, the second axis 28is parallel to X, that is to say, perpendicular to the first axis 22.
Le deuxième axe 28 est sensiblement coplanaire au premier axe 22.
The second axis 28is substantially coplanar to the first axis 22.
La deuxième paroi interne 26 est dite cylindre de régénération.
The second internal wall 26is referred to as the regeneration cylinder.
Une première extrémité axiale 30 du cylindre de régénération 26, dite extrémité froide, est fermée.
A first axial end 30of the regeneration cylinder 26, referred to as the cold end, is closed.
De manière classique, l'extrémité froide 30 est au contact d'un élément 31 à refroidir au moyen du dispositif 10, par exemple un composant électronique.
In a conventional manner, the cold end 30is in contact with an element 31to be cooled by means of the device 10, for example an electronic component.
Les deuxièmes extrémités axiales du cylindre de compression 20 et du cylindre de régénération 26 communiquent avec un espace central 32 du carter 12.
The second axial ends of the compression cylinder 20and of the regeneration cylinder 26communicate with a central space 32of the housing 12.
L'espace central 32 est sensiblement cylindrique, disposé parallèlement à Y. L'espace central 32 loge un système de vilebrequin 36, relié à un moteur (non représenté).
The central area 32is substantially cylindrical, disposed to be parallel to Y. The central space 32accommodates a crankshaft system 36, connected to a motor (not shown).
Le vilebrequin 36 comporte un arbre moteur disposé selon un troisième axe 34, parallèle à Y. Le troisième axe 34 est sensiblement coplanaire au premier axe 22.
The crankshaft 36includes a motor shaft disposed along a third axis 34that is parallel to Y. The third axis 34is substantially coplanar to the first axis 22.
De préférence, comme représenté sur la figure 1, le troisième axe 34 est disposé entre le deuxième axe 28 et le cylindre de compression 20, à une distance 38 non nulle du deuxième axe 28.
Preferably, as shown in FIG. 1, the third axis 34is disposed between the second axis 28and the compression cylinder 20, at a non-zero distance 38from the second axis 28.
Sur l'arbre moteur du vilebrequin 36 est monté fixe un maneton excentrique 40.
Mounted in a fixed manner on the motor shaft of the crankshaft 36is an eccentric crank pin 40.
Le maneton 40 est accouplé à une bielle 42 sensiblement disposée dans le plan (X, Z) contenant les premier et deuxième axes 22, 28.
The crank pin 40is coupled to a connecting rod 42that is substantially disposed in the plane (X, Z) containing the first and second axes 22, 28.
La bielle 42 est une pièce rigide, comprenant une tête 44 montée sur le maneton 40 par l'intermédiaire d'un palier 46.
The connecting rod 42is a rigid piece, comprising a head 44that is mounted on to the crank pin 40by means of a bearing 46.
La bielle 42 comprend en outre un pied 48 articulé à un premier piston 50, dit piston de compression.
The connecting rod 42further comprises a foot 48that is attached in an articulated manner to a first piston 50, referred to as the compression piston.
Le piston de compression 50 est mobile en translation selon le premier axe 22 dans le cylindre de compression 20, qui guide le piston 50 lors de son déplacement.
The compression piston 50is movable in translational motion along the first axis 22within the compression cylinder 20, which guides the piston 50during its movement.
Le piston de compression 50 définit une chambre de compression 52, située dans le cylindre de compression 20 entre le flasque 24 et ledit piston de compression 50.
The compression piston 50defines a compression chamber 52, located within the compression cylinder 20between the flange 24and the said compression piston 50.
La chambre de compression 52 a un volume variable en fonction du déplacement du piston 50.
The compression chamber 52has a variable volume that varies based on the movement of the piston 50.
Par l'intermédiaire d'un élément de liaison 54, qui sera décrit ci-après, le maneton excentrique 40 est également relié à un deuxième piston 56, dit piston de régénération.
By means of a link element 54, which will be described here below, the eccentric crank pin 40is also connected to a second piston 56, referred to as the regeneration piston.
Le piston de régénération 56 est mobile en translation selon le deuxième axe 28 dans le cylindre de régénération 26, qui guide le piston 56 lors de son déplacement.
The regeneration piston 56is movable in translational motion along the second axis 28in the regeneration cylinder 26, which guides the piston 56during its movement.
Le piston de régénération 56 comporte une base 58, ainsi qu'un tube 60 qui s'étend à partir de la base 58 dans le cylindre de régénération 26, en direction de l'extrémité froide 30.
The regeneration piston 56comprises a base 58as well as a tube 60, which extends from the base 58in the regeneration cylinder 26, in the direction towards the cold end 30.
Typiquement, l'intérieur du tube 60 est garni d'un matériau poreux (non représenté) apte à l'échange thermique avec un fluide contenu dans le cylindre de régénération 26.
Typically, the interior of the tube 60is packed with a porous material (not shown) that is capable of heat exchange with a fluid contained in the regeneration cylinder 26.
Le matériau poreux est par exemple formé d'un empilage de grilles métalliques.
The porous material is for example formed by a stack of metal meshes.
Le piston de régénération 56 définit une chambre de régénération 62, située dans le cylindre de régénération 26 entre l'extrémité froide 30 et ledit piston de régénération 56.
The regeneration piston 56defines a regeneration chamber 62, located within the regeneration cylinder 26between the cold end 30and the said regeneration piston 56.
La chambre de régénération 62 a un volume variable en fonction du déplacement du piston 56.
The regeneration chamber 62has a variable volume that varies based on the movement of the piston 56.
Une liaison pneumatique entre la chambre de compression 52 et la chambre de régénération 62 est assurée par exemple par un conduit dont une première partie 64 traverse le carter 12 et une deuxième partie 66 traverse la base 58 du piston de régénération 56.
A pneumatic connection between the compression chamber 52and the regeneration chamber 62is ensured for example by a conduit of which a first part 64passes through the housing 12and a second part 66passes through the base 58of the regeneration piston 56.
La figure 2 montre une vue de détail de l'élément de liaison 54 qui relie le maneton 40 au deuxième piston 56.
FIG. 2shows a detailed view of the link element 54which connects the crank pin 40to the second piston 56.
L'élément de liaison 54 comprend trois tronçons adjacents 70, 72, 74, lesdits tronçons étant rigides et sensiblement rectilignes.
The link element 54comprises three adjacent sections 70, 72, 74, the said sections being rigid and substantially rectilinear.
Une première extrémité 75 d'un premier tronçon 70 est montée fixe sur la base 58 du piston de régénération 56.
A first end 75of a first section 70is mounted in a fixed manner on the base 58of the regeneration piston 56.
Le premier tronçon 70 est sensiblement aligné sur l'axe 28 de déplacement du piston 56, parallèlement à X. Une deuxième extrémité du premier tronçon 70 correspond à une première liaison 76 de type ressort, qui relie le premier tronçon 70 à un deuxième tronçon 72.
The first section 70is substantially aligned with the axis 28of movement of the piston 56, parallel to X. A second end of the first section 70corresponds to a first spring-type link 76, which connects the first section 70to a second section 72.
ANTENNE OMNIDIRECTIONNELLE Domaine de l'invention L'invention concerne de manière générale les antennes, et en particulier les antennes omnidirectionnelles.
The invention relates in a general manner to antennas, and in particular to omnidirectional antennas.
Art antérieur Les plateformes marines (par exemple les bateaux de surface) sont généralement équipées d'antennes sonar immergées pour détecter et/ou situer des objets sous l'eau.
Marine platforms (for example surface boats) are generally equipped with immersed sonar antennas for detecting and/or pinpointing objects under the water.
Une antenne sonar comprend un ensemble de transducteurs empilés assurant l'émission des signaux acoustiques et montés sur un support.
A sonar antenna comprises an assembly of stacked transducers ensuring the emission of the acoustic signals and mounted on a support.
La réception des signaux est effectuée par un ensemble de récepteurs (par exemple des hydrophones) agencés selon une configuration choisie par rapport à la configuration de l'ensemble des transducteurs d'émission.
The reception of the signals is performed by an assembly of receivers (for example hydrophones) arranged according to a chosen configuration with respect to the configuration of the assembly of the emission transducers.
Dans des réalisations existantes, l'antenne a une forme généralement cylindrique ou sphérique et comprend un ensemble de transducteurs élémentaires d'émission superposés (anneaux piézoélectriques) selon l'axe de l'antenne, chaque transducteur ayant une forme d'anneau comme décrit dans la demande FR2 776 1 61.
In existing embodiments, the antenna has a generally cylindrical or spherical shape and comprises an assembly of elementary emission transducers (piezoelectric rings) superposed along the axis of the antenna, each transducer having a ring shape as described in application FR2 776 161.
De tels transducteurs peuvent être de type « Tonpilz » et assurent à la fois l'émission et la réception.
Such transducers can be of “Tonpilz” type and ensure both emission and reception.
Cependant, le diamètre des anneaux étant lié à la fréquence d'émission souhaitée, plus la fréquence désirée est basse, plus l'anneau doit être grand.
However, the diameter of the rings being related to the desired emission frequency, the lower the desired frequency, the larger the ring must be.
De telles antennes sont donc encombrantes et ont un poids relativement important.
Such antennas are therefore bulky and have a relatively significant weight.
Par ailleurs, les transducteurs de type « Tonpilz » nécessitent d'équiper l'élément actif (matériau piézoélectrique, magnéto- ou électro-strictif) de pièces mécaniques encombrantes (masse sismique arrière, pavillon et boîtier d'étanchéité notamment).
Moreover, transducers of “Tonpilz” type make it necessary to equip the active element (piezoelectric, magneto- or electro-strictive material) with bulky mechanical components (rear seismic mass, pavilion and leaktight casing in particular).
Une telle architecture d'antenne est donc inadaptée à la conception d'antennes basses fréquences pour des bâtiments de surface de faible tonnage (notamment de masse inférieure à 1500 Tonnes) ou pour des sous-marins de faible tonnage (notamment de masse inférieure à 6000 Tonnes).
Such an antenna architecture is therefore unsuitable for the design of low-frequency antennas for surface vessels of low tonnage (in particular less than 1500 Tonnes in mass) or for submarines of low tonnage (in particular less than 6000 Tonnes in mass).
Dans une autre approche connue, l'antenne sonar omnidirectionnelle comporte un réseau vertical de transducteurs compacts de type « flex-tenseurs » fonctionnant dans une bande de fréquences réduite en mode actif (1800-2300 Hz).
In another known approach, the omnidirectional sonar antenna comprises a vertical array of compact transducers of “flex-tensor” type operating in a reduced frequency band in active mode (1800-2300 Hz).
Ce type d'antenne est dédié à l'émission uniquement.
This type of antenna is dedicated to emission alone.
Cette architecture est suffisamment compacte et présente un poids relativement faible.
This architecture is sufficiently compact and exhibits a relatively low weight.
Toutefois, ce type d'antennes ne permet pas d'obtenir la largeur de bande de fréquences nécessaire pour les sonars large-bande modernes.
However, antennas of this type do not make it possible to obtain the frequency band width necessary for modern wide-band sonars.
Un autre architecture connue d'antenne sonar omnidirectionnelle comprend un réseau vertical d'anneaux d'émission actifs, dans lequel l'intérieur des anneaux est isolé du milieu dans lequel baigne l'antenne (selon une technologie appelée « Air Backed Ring » ou ABR en langue anglo-saxonne).
Another known architecture of omnidirectional sonar antenna comprises a vertical array of active emission rings, in which the interior of the rings is insulated from the medium in which the antenna bathes (according to a technology called “Air Backed Ring” or ABR).
Ce type d'antenne est utilisé notamment pour des applications de sonar héliporté, comme par exemple la solution décrite dans la demande de brevet FR 1303023, et présente l'avantage d'offrir plus de compacité avec un poids faible.
This type of antenna is used in particular for heliborne-sonar applications, such as for example the solution described in patent application FR 1303023, and exhibits the advantage of offering greater compactness with low weight.
Toutefois, ces antennes sont limitées en bande de fréquences du fait du comportement mono-résonnant des anneaux actifs utilisés en mode ABR.
However, these antennas are limited in terms of frequency band on account of the mono-resonant behavior of the active rings used in ABR mode.
Dans d'autres réalisations encore, comme décrit par exemple dans le brevet EP1356450B1, l'antenne sonar omnidirectionnelle comprend un réseau vertical de transducteurs d'émission compacts et large bande, dont les parois sont en contact avec un fluide à l'état liquide (selon une technologie appelée « Free-flooded Rings» ou FFR en langue anglo-saxonne).
In yet other embodiments, as described for example in patent EP1356450B1, the omnidirectional sonar antenna comprises a vertical array of compact and wideband emission transducers, whose walls are in contact with a fluid in the liquid state (according to a technology called “Free-flooded Rings” or FFR).
La présence de liquide vient améliorer les performances acoustiques de l'antenne.
The presence of liquid improves the acoustic performance of the antenna.
La réception est assurée par un ensemble d'hydrophones omnidirectionnels placés sur une structure légère transparente aux ondes acoustiques dans la bande de fréquence utilisée.
Reception is ensured by an assembly of omnidirectional hydrophones placed on a lightweight structure transparent to acoustic waves in the frequency band used.
Ce type d'architecture antennes sonar omnidirectionnelle est particulièrement adapté aux antennes SONAR remorquées de bâtiments de surface et à certains SONAR de coque pour bâtiments de surface.
This type of omnidirectional sonar antenna architecture is particularly suitable for the towed SONAR antennas of surface vessels and for certain hull SONARs for surface vessels.
Les antennes réalisées avec des anneaux FFR adressant le domaine des moyennes fréquences peuvent être relativement compactes et large-bande.
The antennas embodied with FFR rings addressing the medium frequency region can be relatively compact and wide-band.
Cependant, de telles antennes présentent des limitations en termes de compacité et de performance de niveau sonore et largeur de bande dues principalement : - à la présence autour des éléments actifs de dispositifs d'étanchéité, métalliques et/ou élastomériques ; et - à l'espacement régulier entre les anneaux.
However, such antennas exhibit limitations in terms of compactness and performance in respect of sound level and bandwidth which are due mainly: to the presence around the active elements of metallic and/or elastomeric leaktightness devices; and to the regular spacing between the rings.
Définition générale de l'invention L'invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités, en proposant une antenne omnidirectionnelle destinée à équiper un sonar, l'antenne étant centrée autour d'un axe longitudinal et comprenant un ensemble d'anneaux d'émission empilés selon l'axe longitudinal, chaque anneau d'émission étant formé autour de l'axe longitudinal.
The aim of the invention is in particular to alleviate the aforementioned drawbacks, by proposing an omnidirectional antenna intended to equip a sonar, the antenna being centered around a longitudinal axis and comprising an assembly of emission rings stacked along the longitudinal axis, each emission ring being formed around the longitudinal axis.
Avantageusement, les anneaux d'émission sont assemblés par groupe d'anneaux, l'antenne comprenant au moins deux groupes d'anneaux et chaque groupe d'anneaux comprenant au moins deux anneaux.
Advantageously, the emission rings are assembled in groups of rings, the antenna comprising at least two groups of rings and each group of rings comprising at least two rings.
Les espacements inter-anneaux entre les anneaux d'un même groupe et les espacements inter-groupe entre deux groupes d'anneaux successifs sont choisis de manière à optimiser la largeur de bande d'émission et le niveau sonore.
The inter-ring spacings between the rings of one and the same group and the inter-group spacings between two successive groups of rings are chosen so as to optimize the emission bandwidth and the sound level.
En particulier, les espacements inter-anneaux entre les anneaux d'un même groupe peuvent être une fonction de la fréquence de cavité du groupe d'anneaux tandis que les espacements inter-groupe entre deux groupes d'anneaux successifs sont une fonction de la fréquence d'utilisation opérationnelle des anneaux d'émission.
In particular, the inter-ring spacings between the rings of one and the same group can be a function of the cavity frequency of the group of rings while the inter-group spacings between two successive groups of rings are a function of the frequency of operational use of the emission rings.
Selon une caractéristique, les anneaux peuvent être en matériau piézoélectrique.
According to a characteristic, the rings can be made of piezoelectric material.
Dans un mode de réalisation, la somme de l'espacement inter-groupe entre deux groupes d'anneaux (p), de l'espacement inter-anneau (d) entre deux d'anneaux et du double de la hauteur (h) d'un anneau peut être sensiblement égale à la demi- longueur d'onde de la fréquence d'utilisation opérationnelle des anneaux d'émission (20).
In one embodiment, the sum of the inter-group spacing between two groups of rings (p), of the inter-ring spacing (d) between two of rings and of twice the height (h) of a ring can be substantially equal to half the wavelength of the frequency of operational use of the emission rings (20).