FR3140774A1 - Système de séparation de gaz - Google Patents

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Abstract

L’invention a pour objet un système de séparation de gaz (1) comprenant : une unité de séparation de gaz (2) comprenant un corps (3) comportant au moins une entrée de gaz (4),au moins une sortie de gaz (5, 6), etau moins une membrane de séparation de gaz (7), apte à être agencée dans le corps (3) entre l’entrée de gaz (4) et la sortie de gaz (5, 6) ; etun organe de filtration (8), apte à être disposé en amont de la membrane de séparation de gaz (7), en particulier en amont de l’unité de séparation de gaz (2). En outre, l’unité de séparation de gaz (2) et/ou l’organe de filtration (8) comprend au moins un capteur (20, 21, 22) d’un paramètre du gaz traversant la membrane de séparation de gaz (7). Figure pour l’abrégé : Fig 1

Description

Système de séparation de gaz
L’invention concerne, de manière générale, la séparation de composants présents au sein d’un gaz, en particulier, les systèmes de séparation de gaz, et plus spécifiquement, l'instrumentation intégrée dans les systèmes de séparation de gaz.
Plus précisément, l’invention se rapporte à une unité de séparation de gaz, tel qu’un module de séparation d’air, et à un système de séparation de gaz incorporant une telle unité de séparation de gaz et permettant le contrôle de paramètres, tels qu’une température, une pression et une pollution, influant sur les performances de séparation du gaz d’un tel système de séparation de gaz.
 Etat de la technique
Il est connu des systèmes de séparation de gaz permettant de séparer différents composants présents au sein d’un gaz.
En particulier, dans le domaine aéronautique, des unités de séparation de l’air, également dénommées par l’acronyme ASM pour « Air Separation Modules » en anglais, sont incorporés à des systèmes embarqués sur des aéronefs civils ou militaires, pour produire de l’azote à partir d’air. L’azote produit est acheminé vers les réservoirs de carburant afin d’abaisser le taux d’oxygène à l’intérieur de ceux-ci et ainsi écarter les risques d’explosion.
Dans le cas d'utilisation d'une unité de séparation de l’air de type ASM, la séparation est réalisée à l’aide d’une membrane formée, classiquement, par des fibres creuses en polymère encapsulée dans un tube métallique. L’air admis dans le tube traverse la membrane. Il en résulte une fraction riche en oxygène sortant par une première sortie et une fraction d’air riche en azote sortant par une deuxième sortie.
De plus, les membranes sont sensibles à la pollution de l’air injecté. Notamment, l’ozone, les composés organiques volatiles ou encore les particules fines présents dans l’air sont susceptibles d’endommager la membrane et de diminuer ses performances.
Généralement, à cet égard, un élément de filtration est positionné en amont de l’unité de séparation de l’air de type ASM afin de filtrer la pollution de l’air, notamment des particules fines, avant que dernier soit acheminé vers la membrane. De tels éléments de filtration peuvent être notamment des filtres à composés organiques volatils (COV), des filtres à ozone, des filtres à particules susceptible d’être agencés indépendamment les uns des autres ou d’être regroupés en une unité multi-étages.
La séparation de l’air étant optimale à une pression et à une température données au niveau de la membrane, dans les systèmes de séparation de gaz actuels qui incorporent des unités de séparation de l’air de type ASM, des capteurs de pression et de température sont disposés en amont de la membrane et permettent de contrôler les paramètres liés à la pression et à la température.
Actuellement, les unités de séparation de l’air de type ASM sont des équipements passifs. La température et la pression de la membrane sont déduites de mesures en amont de l’unité de séparation de l’air de type ASM, sans mesure directe, c’est-à-dire à l'intérieur de la membrane.
La mesure des paramètres liés à la température et la pression est donc peu fiable, et peut conduire à un jugement erroné de l’état de la membrane.
De plus, l’absence de détection d’une utilisation de la membrane dans des conditions inappropriées peut conduire à une dégradation prématurée.
Pour ces raisons, les éléments de filtration sont régulièrement changés afin de s’assurer que la membrane ne soit pas soumise à des conditions qui pourraient dégrader ses performances. De même, les membranes sont également régulièrement changées à titre préventif.
Par conséquent, les éléments de filtration, et les membranes sont remplacés sans prendre en compte l’état réel de dégradation de la membrane.
L’invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer une unité de séparation de gaz comprenant un corps comportant :
  • au moins une entrée de gaz,
  • au moins une sortie de gaz, et
  • au moins une membrane de séparation de gaz, apte à être agencée dans le corps entre l’entrée de gaz et la sortie de gaz.
En outre, au moins un capteur d’un paramètre du gaz traversant la membrane de séparation de gaz est intégré à l’unité de séparation de gaz.
Avantageusement, le capteur de mesure peut être positionné en aval et/ou en amont de la membrane de séparation de gaz.
L’invention concerne également un système de séparation de gaz comprenant :
  • une unité de séparation de gaz comprenant un corps comportant
    • au moins une entrée de gaz,
    • au moins une sortie de gaz, et
    • au moins une membrane de séparation de gaz, apte à être agencée dans le corps entre l’entrée de gaz et la sortie de gaz ; et
  • un organe de filtration, apte à être disposé en amont de la membrane de séparation de gaz, en particulier en amont de l’unité de séparation de gaz.
En outre, l’unité de séparation de gaz et/ou l’organe de filtration comprend au moins un capteur d’un paramètre du gaz traversant la membrane de séparation de gaz.
Avantageusement, le capteur intégré à l’unité de séparation de gaz peut être disposé en aval et/ou en amont de la membrane de séparation de gaz.
Selon une caractéristique, le capteur intégré à l’organe de filtration peut être disposé en aval et/ou en amont de moyens de filtration intégrés à l’organe de filtration pour assurer une filtration du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz.
Avantageusement, le capteur intégré à l’unité de séparation de gaz et/ou à l’organe de filtration peut être un capteur parmi :
  • un capteur de température ;
  • un capteur de pression ; et/ou
  • un capteur de pollution.
De préférence, le système de séparation de gaz comprend au moins un connecteur électrique d’interface raccordé au capteur de l’unité de séparation de gaz et/ou de l’organe de filtration, et un calculateur de gestion relié au connecteur électrique d’interface.
Avantageusement, l’unité de séparation de gaz et/ou l’organe de filtration peuvent comprendre au moins une mémoire.
Selon une caractéristique, le connecteur électrique d’interface peut être raccordé à la mémoire.
Avantageusement, un code, configuré pour déterminer une durée de fonctionnement de la membrane de séparation de gaz et/ou de l’organe de filtration, peut être intégré à la puce mémoire.
De préférence, le code intégré à la mémoire est crypté.
L’invention se rapporte également à un aéronef comprenant :
  • au moins un système de séparation de gaz comme décrit précédemment ; et/ou
  • au moins une unité de séparation de gaz comme décrit précédemment.
Bien entendu les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description détaillée qui va suivre, comprenant des modes de réalisation donnés à titre purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés, présentés en tant qu’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de l’invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquels :
est une vue en coupe schématique d’un système de séparation de gaz selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
est une vue en coupe schématique d’un système de séparation de gaz selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et
est une vue en coupe schématique d’un système de séparation de gaz selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Dans la description de l’invention qui va être faite, l’expression « au moins un » utilisée doit être considérée comme équivalente à l’expression « un ou plusieurs ».
De même, les termes « aval » et « amont » qualifient la position d'un élément par rapport à un autre, selon le sens de circulation du gaz dans le système de séparation de gaz.
Exposé détaillé d’un mode de réalisation
La illustre une vue en coupe schématique d’un système de séparation de gaz 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention comprenant une unité de séparation de gaz 2.
Dans le premier mode de réalisation de l’invention, l’unité de séparation de gaz 2 comprend un corps 3 comportant au moins une entrée de gaz 4 et au moins une sortie de gaz. Par exemple, le corps 3 est un corps tubulaire métallique.
Selon l’exemple spécifique illustré en , le corps 3 de l’unité de séparation de gaz 2 comporte avantageusement au moins deux sorties de gaz, respectivement une première sortie de gaz 5 et une deuxième sortie 6. Toutefois, le nombre de sorties de gaz pourra être adapté en fonction du nombre de composants du gaz à séparer.
En particulier, la première sortie de gaz 5 est destinée à une extraction d’un air enrichi en azote et la deuxième sortie 6 est destinée à une extraction d’un air appauvri en azote.
Une ou plusieurs membranes de séparation de gaz 7 sont agencées dans le corps 3 de l’unité de séparation de gaz 2 entre l’entrée de gaz 4 et la sortie de gaz, en particulier entre, d’une part, l’entrée de gaz 4 et, d’autre part, la première sortie de gaz 5 et la deuxième sortie 6. Les membranes de séparation de gaz 7 sont destinées à séparer le gaz qui les traverse. Les membranes de séparation de gaz 7 sont maintenues dans le corps 3 entre l’entrée de gaz 4 et la sortie de gaz, notamment la première sortie de gaz 5 et la deuxième sortie de gaz 6. En particulier, l’unité de séparation de gaz 2 illustrée en comporte une unique membrane de séparation de gaz 7.
Dans l’exemple présenté, le gaz traversant la membrane de séparation de gaz 7 est l’air.
La membrane de séparation de gaz 7 peut être formée par une pluralité de fibres creuses, notamment une pluralité de fibres creuses en polymère, préférentiellement encapsulées dans le corps 3 de l’unité de séparation de gaz 2.
En outre, selon le premier mode de réalisation illustré à la , au moins un capteur est incorporé à l’unité de séparation de gaz 2. Le capteur est apte à mesurer un paramètre du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7.
Plus spécifiquement, dans l’exemple illustré à la , l’unité de séparation de gaz 2 comprend un capteur de température 20 et un capteur de pression 21.
Le fonctionnement de la membrane de séparation de gaz 7 étant optimal à une température et une pression données, le capteur de température 20 et le capteur de pression 21 permettent de déterminer une température T et une pression P au sein de l’unité de séparation de gaz 2, en particulier au sein de la membrane de séparation de gaz 7.
Par ailleurs, la membrane de séparation de gaz 7, notamment les fibres polymères, étant sensible à la pollution de l’air la traversant, telle que l’ozone, les composés organiques volatils, les particules fines…, une durée de vie de la membrane de séparation de gaz 7 est donc impactée par la pollution de l’air.
Dans le domaine aéronautique, le niveau de pollution de l’air dans lequel peut voler un aéronef est très dépendant de la zone géographique et des conditions d’opération. Le niveau de pollution de l’air peut donc varier, fluctuer et atteindre un niveau critique pour le bon fonctionnement de l’unité de séparation de gaz 2 et la durée de vie de la membrane de séparation de gaz 7.
A cet égard, dans l’exemple illustré en , le système de séparation de gaz 1 comporte un organe de filtration 8, disposé en amont de de la membrane de séparation de gaz 7, en particulier en amont de l’unité de séparation de gaz 2.
De préférence, l’organe de filtration 8 est configuré pour filtrer les particules fines, l’ozone et les composés organiques volatils du gaz pénétrant dans le système de séparation de gaz 1 et destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7.
De façon particulièrement avantageuse, l’unité de séparation de gaz 2 comprend en outre un capteur de pollution 22. Notamment, le capteur de pollution 22 est intégré dans l’unité de séparation de gaz 2. Le capteur de mesure de pollution 22 permet de déterminer un taux de pollution Pol du gaz traversant la membrane de séparation de gaz 7.
La présence du capteur de température 20, du capteur de pression 21 et/ou du capteur de pollution 22 offre une possibilité de mesurer la température T, la pression P et le taux de pollution Pol du gaz traversant la membrane de séparation de gaz 7 et de permettre un contrôle de ces paramètres en temps réel, ponctuellement ou en continu. Il est ainsi possible de réguler ces paramètres en vue d’optimiser le fonctionnement de la membrane de séparation de gaz 7.
Le contrôle des paramètres relatifs à la température T, à la pression P et au taux de pollution Pol du gaz traversant la membrane de séparation de gaz 7 permet également d’envisager une maintenance prédictive du système de séparation de gaz 1. Notamment, il est ainsi possible de considérer un remplacement de la membrane de séparation de gaz 7 et/ou de l’organe de filtration 8 au juste nécessaire, c’est-à-dire lorsque la membrane de séparation de gaz 7 et/ou l’organe de filtration 8 ont perdu des performances dégradées constatées et que leur efficacité ne permet pas d’assurer une séparation de gaz optimale.
De préférence, le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22, avantageusement disposés dans l’unité de séparation de gaz 2, sont positionnés en amont de la membrane de séparation de gaz 7 afin de déterminer les paramètres du gaz destiné à la traverser, notamment la température T, la pression P et/ou le taux de pollution Pol du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7.
Avantageusement, le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 sont disposés directement en amont de la membrane de séparation de gaz 7. Un tel agencement permet d’augmenter la fiabilité du contrôle des paramètres du gaz au plus près de la membrane de séparation de gaz 7 destinée à être traversée par celui-ci, juste avant une entrée dans la membrane de séparation de gaz 7.
Selon une alternative de réalisation, le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 peuvent être positionnés dans un boîtier 9, notamment un premier boitier 9, préférentiellement disposé entre l’entrée de gaz 4 de l’unité de séparation de gaz 2 et l’entrée de la membrane de séparation de gaz 7.
De façon complémentaire, il peut être envisagé qu’un capteur de température, un capteur de pression et/ou un capteur de pollution soient intégrés dans l’unité de séparation de gaz 2 directement en aval de la membrane de séparation de gaz 7, c’est-à-dire au niveau d’une sortie de la membrane de séparation de gaz 7. Une telle disposition complémentaire permet de déterminer une température, une pression et un taux de pollution du gaz après avoir traversé la membrane de séparation de gaz 7. Il est ainsi possible d’estimer l’efficacité et la performance de la membrane de séparation de gaz 7 et/ou de l’organe de filtration 8, en particulier par mesure différentielle des paramètres relatifs à la température, à la pression et au taux de pollution du gaz.
Dans l’exemple illustré à la , l’unité de séparation de gaz 2 peut comprendre en outre une mémoire MEM1, en particulier une première mémoire MEM1.
La première mémoire MEM1 de l’unité de séparation de gaz 2 est apte à être agencée dans le boîtier 9 dans lequel sont positionnés le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22.
De préférence, la première mémoire MEM 1 est, par exemple, une mémoire non volatile et permet de stocker les données recueillies par le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 de l’unité de séparation de gaz 2. Par ailleurs, la première mémoire MEM1 de l’unité de séparation de gaz 2 est apte à stocker les données relatives aux conditions de vol et/ou d'utilisation, à l’identification, aux phases de vol de l’aéronef sur lequel est monté le l’unité de séparation de gaz 2. Par ailleurs, la première mémoire MEM1 est également apte à stocker toutes autres données relatives propres à l’aéronef sur lequel est monté le l’unité de séparation de gaz 2 transmises via un système avionique embarqué.
La mémoire MEM1 de l’unité de séparation de gaz 2 permet d’enregistrer, de conserver et/ou de consulter une évolution des paramètres mesurés par le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22.
En consultant les données stockées dans la première mémoire MEM1, il est possible de qualifier les contraintes exercées sur la membrane de séparation de gaz 7 et les conditions d’utilisation de cette dernière.
Le contrôle permet de déterminer les contraintes anormales qu’a pu subir la membrane de séparation de gaz 7, pouvant la rendre défectueuse au cours de son cycle de vie. Cela peut être notamment lors d’un retour en service après-vente d’une unité de séparation de gaz 2, ayant été détecté comme défectueuse.
Il est ainsi possible de valider ou révoquer des retours de l’unité de séparation de gaz 2 sous garantie en fonction des conditions de fonctionnement déterminées.
Bien entendu, on pourra prévoir d’autres capteurs de mesure, en substitution ou en complément du capteur de température 20, du capteur de pression 21 et/ou du capteur de pollution 22, adaptés à mesurer d’autres paramètres au sein de la membrane de séparation de gaz 7 et grandeurs caractéristiques du gaz la traversant.
Dans l’exemple illustré, le système de séparation de gaz 1 comprend en outre un connecteur électrique d’interface 10, en particulier un premier connecteur électrique d’interface 10, raccordé au capteur de température 20, au capteur de pression 21 et au capteur de pollution 22 et à la première mémoire MEM1 de l’unité de séparation de gaz 2.
Par ailleurs, le système de séparation de gaz 1 comprend un calculateur de gestion 11 relié au connecteur électrique d’interface 10.
De préférence, un code configuré pour déterminer une durée de fonctionnement de la membrane de séparation de gaz 7 est intégré à la première mémoire MEM1 de l’unité de séparation de gaz 2.
L’organe de filtration 8 peut également intégrer une mémoire MEM2, en particulier une deuxième mémoire MEM2. De préférence, la deuxième mémoire MEM2 est, par exemple, une mémoire non volatile, et est, avantageusement, raccordée au calculateur de gestion 11.
De préférence, un code configuré pour déterminer une durée de fonctionnement de l’organe de filtration 8 est intégré à la mémoire MEM2 de l’organe de filtration 8.
Avantageusement, le code intégré à la première mémoire MEM1 de l’unité de séparation de gaz 2 est crypté. Ainsi, un tel code crypté permet d’attester de l’authenticité de l’unité de séparation de gaz 2, et plus particulièrement de la membrane de séparation de gaz 7, face aux contrefaçons. De plus, un tel code crypté permet de renforcer la sécurité et l’intégrité du système de séparation de gaz 1.
La deuxième mémoire MEM2 de l’organe de filtration 8 est avantageusement reliée au calculateur de gestion 11.
Avantageusement, le code intégré à la deuxième mémoire MEM 2 de l’organe de filtration 8 est crypté. Ainsi, un tel code crypté permet d’attester de l’authenticité de l’unité de séparation d’air 2, et plus particulièrement de l’organe de filtration 8, face aux contrefaçons. De plus, un tel code crypté permet complémentairement de renforcer la sécurité et l’intégrité du système de séparation de gaz 1
La est une vue en coupe schématique illustrant un deuxième mode de réalisation d’un système de séparation de gaz 1. Le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation illustré à la par un positionnement différent du capteur de température 20, du capteur de pression 21 et/ou du capteur de pollution 22.
Ainsi, dans le deuxième mode de réalisation, au moins un capteur est incorporé à l’organe de filtration 8. Le capteur est apte à mesurer un paramètre du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7.
Plus spécifiquement, dans l’exemple illustré à la , l’organe de filtration 8 comprend un capteur de température 20, un capteur de pression 21 et/ou un capteur de pollution 22 positionnés dans l’organe de filtration 8.
A partir de l’organe de filtration 8 incorporant le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22, il est ainsi possible de fournir un système de séparation de gaz 1 incorporant une unité de séparation d’air classique mais néanmoins adapté pour contrôler les paramètres du gaz traversant la membrane de séparation de gaz 7.
Dans le deuxième mode de réalisation, un connecteur électrique d’interface 13, notamment un deuxième connecteur électrique d’interface 13, raccorde le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 au calculateur de gestion 11.
Avantageusement, le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 intégrés à l’organe de filtration 8 sont disposés en sortie de l’organe de filtration 8 afin de caractériser le gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7 après filtration.
Ainsi, préférentiellement, le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 sont disposés dans l’organe de filtration 8 et en aval de moyens de filtration, non représentés sur la , intégrés à l’organe de filtration 8 pour assurer une filtration du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7.
Le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22 intégrés à l’organe de filtration 8 peuvent être positionnés dans un boîtier 14, notamment un deuxième boîtier 14.
Selon le deuxième mode de réalisation, la première mémoire MEM1 de l’unité de séparation d’air 2 peut être disposé dans ou sur l’unité de séparation de gaz 2 ou dans le deuxième boîtier 14 et est apte à être directement raccordée au calculateur de gestion 11.
En outre, la deuxième mémoire MEM2 de l’organe de filtration 8 peut être raccordée au connecteur électrique d’interface 13.
La mémoire MEM2 de l’organe de filtration 8 peut être positionnée dans le boîtier 14.
En alternative, on pourra également prévoir que les capteurs, tels que des capteurs de température 20 et le capteur de pression 21 intégrés à l’organe de filtration 8 soient disposés en entrée de l’organe de filtration 8, notamment en amont des moyens de filtration, non représentés sur la , intégrés à l’organe de filtration 8 pour assurer une filtration du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz 7.
La est une vue en coupe schématique d’un troisième mode de réalisation du système de séparation de gaz 1, combinant à la fois l’organe de filtration 8, similaire à celui décrit en relation avec le deuxième mode de réalisation et l’unité de séparation de gaz 2, similaire à celui décrite en relation avec le premier mode de réalisation.
Ainsi, selon le troisième mode de réalisation du système de séparation de gaz 1, l’organe de filtration 8 intègre un capteur de température 20, un capteur de pression 21 et/ou un capteur de pollution 22, en particulier un premier capteur de température 20, un premier capteur de pression 21 et/ou un premier capteur de pollution 22.
De même, dans ce même troisième mode de réalisation du système de séparation de gaz 1, l’unité de séparation de gaz 2 intègre également un capteur de température 20, un capteur de pression 21 et/ou un capteur de pollution 22, en particulier un deuxième capteur de température 20, un deuxième capteur de pression 21 et/ou un deuxième capteur de pollution 22.
Selon le troisième mode de réalisation du système de séparation de gaz 1, le premier capteur de température 20 et le deuxième capteur de température 20 peuvent être identiques ou différents, le premier capteur de pression 21 et le deuxième capteur de pression 21 peuvent être identiques ou différents et le premier capteur de pollution 22 et le deuxième capteur de pollution 22 peuvent être identiques ou différents.
L’intégration de capteurs de mesure de paramètres du gaz, tels que le capteur de température 20, le capteur de pression 21 et/ou le capteur de pollution 22, traversant la membrane de séparation de gaz 7 permet d’optimiser le point de fonctionnement de la membrane de séparation de gaz 7, notamment en température, en pression et en taux de pollution. Il est ainsi possible d’optimiser les performances de la membrane de séparation de gaz 7par mesure directe des paramètres.
Le système de séparation de gaz 1 permet d’adapter le remplacement de l’organe de filtration 8 et de la membrane de séparation de gaz 7 au juste nécessaire en fonction de la dégradation de performance constatée.
Dans les exemples illustrés, le système de séparation de gaz 1 est un système de séparation d’air d’un aéronef et l’unité de séparation de gaz 2 est une unité de séparation d’air du type ASM destiné à produire de l’azote à partir de l’air traversant dans le système de séparation de gaz 1.
En alternative, il peut être prévu que le système de séparation de gaz 1 incorpore tous types de membrane de séparation de gaz 7.
Ainsi, l’invention trouve également une application pour des unités de traitement de mélanges gazeux, telles que les unités d’adsorption par inversion de pression, également dénommées par l’acronyme APM pour « Air Preparation Modules » ou par l’acronyme PSA pour « Pressure Swing Adsorption » en anglais, qui sont incorporées à des systèmes embarqués sur des aéronefs civils ou militaires, pour permettre la séparation de mélanges de gaz par une adsorption d’un gaz par un solide ou un liquide à une pression donnée, puis par une désorption de celui-ci à une pression plus faible.
Par ailleurs, l’invention trouve également une application pour des systèmes de génération d'oxygène embarqués, également dénommés par l’acronyme OBOGS pour « OnBoard Oxygen Gas Generation System » en anglais, alimentés en air issu d’un compresseur d'un ou plusieurs des moteurs.
Enfin, l’invention trouve également une application pour des systèmes générateur d'oxygène embarqués pouvant comprendre un système de génération d'oxygène à tamis moléculaire, également dénommé par l’acronyme MSOGS pour « Molecular Sieve Oxygen Generating Systems » en anglais, agencé pour fournir de l'air enrichi en oxygène d'une valeur de concentration en oxygène souhaitée en adsorbant l'azote de l'air alimenté au système.
Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la description qui vient d’être exposée, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.

Claims (12)

  1. Unité de séparation de gaz (2) comprenant un corps (3) comportant :
    • au moins une entrée de gaz (4),
    • au moins une sortie de gaz (5, 6), et
    • au moins une membrane de séparation de gaz (7), apte à être agencée dans le corps (3) entre l’entrée de gaz (4) et la sortie de gaz (5, 6) ;
    caractérisée en ce qu’au moins un capteur (20, 21, 22) d’un paramètre du gaz traversant la membrane de séparation de gaz (7) est intégré à l’unité de séparation de gaz (2).
  2. Unité selon la revendication 1, dans laquelle le capteur de mesure (20, 21, 22) est positionné en aval et/ou en amont de la membrane de séparation de gaz (7).
  3. Système de séparation de gaz (1) comprenant :
    • une unité de séparation de gaz (2) comprenant un corps (3) comportant
      • au moins une entrée de gaz (4),
      • au moins une sortie de gaz (5, 6), et
      • au moins une membrane de séparation de gaz (7), apte à être agencée dans le corps (3) entre l’entrée de gaz (4) et la sortie de gaz (5, 6) ; et
    • un organe de filtration (8), apte à être disposé en amont de la membrane de séparation de gaz (7), en particulier en amont de l’unité de séparation de gaz (2),
    caractérisé en ce que l’unité de séparation de gaz (2) et/ou l’organe de filtration (8) comprend au moins un capteur (20, 21, 22) d’un paramètre du gaz traversant la membrane de séparation de gaz (7).
  4. Système de séparation de gaz (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur (20, 21, 22) intégré à l’unité de séparation de gaz (2) est disposé en aval et/ou en amont de la membrane de séparation de gaz (7).
  5. Système de séparation de gaz (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le capteur (20, 21, 22) intégré à l’organe de filtration (8) est disposé en aval et/ou en amont de moyens de filtration intégrés à l’organe de filtration (8) pour assurer une filtration du gaz destiné à traverser la membrane de séparation de gaz (7).
  6. Système de séparation de gaz (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le capteur (20, 21, 22) intégré à l’unité de séparation de gaz (2) et/ou à l’organe de filtration (8) est un capteur parmi :
    • un capteur de température (20) ;
    • un capteur de pression (21) ; et/ou
    • un capteur de pollution (22).
  7. Système de séparation de gaz (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un connecteur électrique d’interface (10, 13) raccordé au capteur (20, 21, 22) de l’unité de séparation de gaz (2) et/ou de l’organe de filtration (8), et un calculateur de gestion (11) relié au connecteur électrique d’interface (10, 13).
  8. Système de séparation de gaz (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l’unité de séparation de gaz (2) et/ou l’organe de filtration (8) comprend au moins une mémoire (MEM1, MEM2).
  9. Système de séparation de gaz (1) selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le connecteur électrique d’interface (10, 13) est raccordé à la mémoire (MEM1, MEM2).
  10. Système de séparation de gaz (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu’un code, configuré pour déterminer une durée de fonctionnement de la membrane de séparation de gaz (7) et/ou de l’organe de filtration (8), est intégré à la puce mémoire (MEM1, MEM2).
  11. Système de séparation de gaz (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le code intégré à la mémoire (MEM1, MEM2) est crypté.
  12. Aéronef comprenant :
    • au moins un système de séparation de gaz (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 11 ; et/ou
    • au moins une unité de séparation de gaz (2) selon la revendication 1 ou 2.
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CN106178849A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 安徽美空气电科技有限公司 一种基于变频负压法实现空气氮氧分离的系统
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