FR2904102A1

FR2904102A1 - HEAT FLOW DEVICE

Info

Publication number: FR2904102A1
Application number: FR0653014A
Authority: FR
Inventors: Emile Colongo; Stephane Ortet
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2008-01-25
Anticipated expiration: 2026-07-18
Also published as: JP2009543997A; CA2657777C; US20090283251A1; BRPI0713193A2; CA2657777A1; EP2044381B1; WO2008009811A1; CN101490496A; RU2465531C2; EP2044381A1; RU2009105499A; FR2904102B1

Abstract

Un dispositif comprend un équipement (501 ) avec une source de chaleur, une partie froide (502) relativement à l'équipement et un élément (503) apte à transmettre la chaleur de l'équipement à la partie froide.L'élément (503) est apte à provoquer une limitation de la chaleur transmise pour des conditions thermiques supérieures à un seuil déterminé.A device comprises equipment (501) with a heat source, a cold part (502) relative to the equipment and an element (503) capable of transmitting the heat of the equipment to the cold part.The element (503) ) is able to cause a limitation of the transmitted heat for thermal conditions higher than a determined threshold.

Description

1 L'invention concerne un dispositif à écoulement de chaleur. Dans un telThe invention relates to a heat flow device. In such a

dispositif, on cherche à évacuer l'énergie thermique (ou chaleur) dissipée au niveau d'un équipement par une quelconque source de chaleur (par exemple un circuit électrique ou un composant électronique). On relie classiquement pour ce faire l'équipement à une partie froide par rapport à celui-ci, qui joue le rôle d'une source froide, au moyen d'un élément conducteur de la chaleur. Ainsi, une quantité de chaleur s'écoule à travers l'élément conducteur, avec une puissance inversement proportionnelle à la résistance thermique de celui-ci, ce qui permet d'évacuer une partie au moins de la chaleur générée au niveau de l'équipement et d'éviter par conséquent un échauffement excessif de celui-ci. La demande de brevet US 2003/0196787 utilise par exemple cette technique et propose par ailleurs, pour des motifs liés au fonctionnement de l'équipement, de réduire cette évacuation de la chaleur à basse température. device, it seeks to evacuate the heat energy (or heat) dissipated at the equipment by any heat source (eg an electrical circuit or an electronic component). Classically connected to do this the equipment to a cold part relative thereto, which plays the role of a cold source, by means of a heat conductive element. Thus, a quantity of heat flows through the conductive element, with a power inversely proportional to the thermal resistance thereof, which allows to evacuate at least a portion of the heat generated at the equipment and therefore avoid excessive heating of it. For example, the patent application US 2003/0196787 uses this technique and proposes, for reasons related to the operation of the equipment, to reduce this evacuation of the heat at low temperature.

Les inventeurs se sont rendus compte que ces solutions pouvaient présenter des risques en pratique, en particulier lorsque la partie formant source froide n'est pas adaptée à toutes les conditions de température et/ou de puissance thermique dissipée, comme c'est le cas par exemple lorsque cette partie froide est formée d'un matériau combustible ou sensible aux élévations de température. Afin d'éviter de tels problèmes, l'invention propose un dispositif comprenant un équipement avec une source de chaleur, une partie froide relativement à l'équipement et un élément apte à transmettre la chaleur de l'équipement à la partie froide, caractérisé en ce que l'élément est apte à provoquer, pour des conditions thermiques supérieures à un seuil déterminé, une limitation de la chaleur transmise. The inventors realized that these solutions could present risks in practice, in particular when the cold-source portion is not adapted to all the conditions of temperature and / or heat dissipation, as is the case for example. example when this cold part is formed of a combustible material or sensitive to temperature rises. In order to avoid such problems, the invention proposes a device comprising equipment with a heat source, a cold part relative to the equipment and an element able to transmit the heat of the equipment to the cold part, characterized in that that the element is able to cause, for thermal conditions above a predetermined threshold, a limitation of the heat transmitted.

2904102 2 Ainsi, la chaleur générée au sein de l'équipement n'est plus totalement transmise (voire quasiment plus transmise) à la partie froide lorsque ces conditions thermiques sont rencontrées (c'est-à-dire par exemple lorsque la température ou la puissance thermique transmise à travers l'élément dépasse 5 ledit seuil) et on évite un échauffement trop important de celle-ci. Les conditions thermiques correspondent par exemple à une puissance thermique transmise à travers l'élément. Dans ce cas, l'élément peut limiter la puissance thermique transmise à la valeur dudit seuil déterminé L'équipement et la partie froide peuvent en outre être séparés 10 essentiellement par une lame gazeuse, au moins dans lesdites conditions thermiques, afin d'éviter également dans ces conditions la transmission des phénomènes électriques (tels que des arcs électriques), en particulier la propagation des arcs électriques, de l'équipement à la source froide. L'équipement et la partie froide sont par exemple séparés par ladite 15 lame quelles que soient les conditions thermiques et l'élément peut alors comprendre au moins un caloduc traversant ladite lame. Dans ce cadre, on profite de la limitation de la puissance thermique que peuvent transmettre les caloducs, passé un certain seuil, afin de limiter la puissance thermique transmise par l'élément à ce seuil.2904102 2 Thus, the heat generated within the equipment is no longer completely transmitted (or almost no longer transmitted) to the cold part when these thermal conditions are encountered (that is to say for example when the temperature or thermal power transmitted through the element exceeds said threshold) and overheating thereof is avoided. The thermal conditions correspond for example to a thermal power transmitted through the element. In this case, the element can limit the transmitted thermal power to the value of said determined threshold. The equipment and the cold part can also be essentially separated by a gaseous blade, at least in said thermal conditions, so as to also avoid under these conditions the transmission of electrical phenomena (such as electric arcs), in particular the propagation of electric arcs, from the equipment to the cold source. The equipment and the cold part are for example separated by said blade regardless of the thermal conditions and the element may then comprise at least one heat pipe passing through said blade. In this context, we take advantage of the limitation of the thermal power that can transmit the heat pipes, past a certain threshold, to limit the thermal power transmitted by the element to this threshold.

20 Selon une autre solution possible, l'élément comprend au moins un composant dont un changement d'état (par exemple un passage de l'état liquide à l'état gazeux) dans lesdites conditions thermiques provoque l'augmentation de la résistance thermique, ce qui permet également de limiter la quantité de chaleur transmise. On profite ici de l'augmentation de la 25 résistance thermique généralement liée à un tel changement d'état. Le composant peut alors former ladite lame après ledit changement d'état, ce qui est une manière pratique d'obtenir cette lame. Selon un autre mode de réalisation envisageable, l'élément est configuré pour perdre le contact avec l'équipement ou la partie froide dans 30 lesdites conditions thermiques. C'est dans ce cas la rupture du contact entre les différentes pièces qui provoque l'interruption du chemin thermique entre 2904102 3 l'équipement et la partie froide, et par conséquent la limitation de la transmission de la chaleur. L'élément comprend par exemple dans ce cas au moins un composant dont un changement d'état dans lesdites conditions thermiques 5 provoque ladite perte de contact. On peut prévoir dans ce cadre que ledit composant participe à la conduction de l'équipement à la partie froide en dehors desdites conditions thermiques et s'efface du fait de son changement d'état dans lesdites conditions thermiques, isolant ainsi essentiellement l'équipement et la partie 10 froide. Selon une autre approche, qui peut éventuellement être combinée à la précédente, le changement d'une propriété mécanique du composant lors de son changement d'état peut entraîner un mouvement d'une partie de l'élément, provoquant ainsi ladite perte de contact.According to another possible solution, the element comprises at least one component whose change of state (for example a transition from the liquid state to the gaseous state) in said thermal conditions causes the increase of the thermal resistance, which also limits the amount of heat transmitted. Here we take advantage of the increase in thermal resistance generally related to such a change of state. The component can then form said blade after said change of state, which is a practical way to obtain this blade. According to another conceivable embodiment, the element is configured to lose contact with the equipment or the cold part in said thermal conditions. It is in this case the breaking of the contact between the different parts which causes the interruption of the thermal path between the equipment and the cold part, and consequently the limitation of the transmission of heat. The element comprises for example in this case at least one component, a change of state in said thermal conditions 5 causes said loss of contact. It can be provided in this context that said component participates in the conduction of the equipment to the cold part outside said thermal conditions and is erased because of its change of state in said thermal conditions, thus essentially isolating the equipment and the cold part. According to another approach, which may optionally be combined with the previous one, the change of a mechanical property of the component during its change of state may cause a movement of a part of the element, thus causing said loss of contact.

15 Dans ces cas également, l'élément peut être configuré de telle sorte que le changement d'état du composant permette la formation de ladite lame gazeuse. Le changement d'état permet alors non seulement d'interrompre le chemin thermique, mais également d'éviter la propagation de phénomènes électriques.In these cases also, the element may be configured such that the change of state of the component allows the formation of said gaseous blade. The change of state then makes it possible not only to interrupt the thermal path, but also to avoid the propagation of electrical phenomena.

20 Le changement d'état peut être dans ce contexte un passage de l'état solide à l'état liquide, ou un passage de l'état liquide à l'état gazeux. L'équipement peut être une pompe pour carburant et la partie froide un carburant liquide, par exemple dans un aéronef ; l'invention est particulièrement intéressante dans ce contexte, même si elle a naturellement de 25 nombreuses autres applications, telles que la protection contre les surchauffes d'éléments de puits thermique sensibles aux élévations de température, comme par exemple les structures en carbone. Les agencements proposés ci-dessus, de manière optionnelle pour certains, permettent ainsi notamment d'évacuer la chaleur produite par les 30 équipements, par exemple électroniques comme dans le cas des pompes pour carburant, tout en évitant une surchauffe du puits thermique (par exemple le 2904102 4 carburant), grâce à la limitation de la chaleur transmise, ainsi que la propagation d'arcs électriques depuis les équipements vers ce puits. L'invention propose également un aéronef équipé d'un tel dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 5 lumière de la description qui suit faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1A à 1c représentent un premier exemple de réalisation de l'invention ; - les figures 2A à 2C représentent un second exemple de réalisation 10 de l'invention ; - les figures 2D à 2F représentent une variante du second exemple présenté aux figures 2A à 2C ; - les figures 3A à 3C représentent un troisième exemple de réalisation de l'invention ; 15 - les figures 4A à 4C représentent un quatrième exemple de réalisation de l'invention ; - les figures 5A et 5B représentent un cinquième exemple de réalisation de l'invention. La figure 1A représente un premier exemple de réalisation de 20 l'invention en régime de fonctionnement normal. Dans cet exemple, une plaque chaude 101 qui comprend une source de chaleur (non représentée) est reliée à une plaque froide 102 (par exemple une partie de structure du dispositif) au moyen d'un matériau 103 solide à la température nominale Tnominale correspondant au fonctionnement normal.The change of state may be in this context a passage from the solid state to the liquid state, or a transition from the liquid state to the gaseous state. The equipment may be a fuel pump and the cold part a liquid fuel, for example in an aircraft; the invention is of particular interest in this context, although it naturally has many other applications, such as the protection against overheating of heat sink elements sensitive to temperature rises, such as for example carbon structures. The arrangements proposed above, optionally for some, thus make it possible in particular to evacuate the heat produced by the equipment, for example electronic, as in the case of fuel pumps, while avoiding overheating of the heat sink (for example the fuel), thanks to the limitation of the heat transmitted, as well as the propagation of electric arcs from the equipment to this well. The invention also proposes an aircraft equipped with such a device. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description given with reference to the accompanying drawings in which: - Figures 1A to 1c show a first embodiment of the invention; FIGS. 2A to 2C show a second embodiment of the invention; - Figures 2D to 2F show a variant of the second example shown in Figures 2A to 2C; FIGS. 3A to 3C show a third embodiment of the invention; FIGS. 4A to 4C show a fourth embodiment of the invention; - Figures 5A and 5B show a fifth embodiment of the invention. Figure 1A shows a first exemplary embodiment of the invention in normal operating mode. In this example, a hot plate 101 which comprises a heat source (not shown) is connected to a cold plate 102 (for example a part of the device structure) by means of a solid material 103 at the nominal temperature Tnominal corresponding to the normal running.

25 Le matériau 103 est un conducteur thermique et sa résistance thermique Rmatériau est donc relativement faible. Ainsi, la chaleur générée par la source de chaleur au niveau de la plaque chaude 101 est évacuée, dans les conditions normales de fonctionnement, à travers le matériau 103 vers la plaque froide 102 qui joue le rôle d'un puits de chaleur ou source froide.The material 103 is a thermal conductor and therefore its heat resistance Rmaterial is relatively low. Thus, the heat generated by the heat source at the hot plate 101 is removed, under normal operating conditions, through the material 103 to the cold plate 102 which acts as a heat sink or cold source .

30 Le matériau 103 est également choisi tel que sa température de fusion Ttusion est inférieure ou égale à la température maximum de fonctionnement souhaité Tmax. Une telle température maximum peut être 2904102 5 souhaitée par exemple pour éviter une dégradation de la plaque froide 102, ou d'autres conséquences négatives, comme par exemple un risque d'incendie lorsque la plaque froide est réalisée sous forme d'un matériau combustible comme le carburant d'un aéronef.The material 103 is also selected such that its melting temperature Tm is less than or equal to the desired maximum operating temperature Tmax. Such a maximum temperature may be desired for example to avoid degradation of the cold plate 102, or other negative consequences, such as for example a risk of fire when the cold plate is made in the form of a combustible material such as the fuel of an aircraft.

5 Ainsi, comme représenté en figure 1B, lorsque la température T du matériau 103 atteint, par exemple du fait d'une sortie du régime de fonctionnement normal, la température de fusion Ttusion du matériau 103, celui-ci change d'état : le matériau 103 passe de l'état solide à l'état liquide (représenté sous la référence 103' en figure 1B), ce qui entraine son effacement (ici son 10 écoulement par des moyens appropriés) de sa position initiale au contact de la plaque chaude 101 et de la plaque froide 102. De ce fait, lorsque la température entre les plaques 101, 102 est supérieure à la température maximale souhaitée Tmax, la plaque chaude 101 et la plaque froide 102 ne sont plus reliées par le matériau mais séparées par une 15 lame d'air 106 dont la résistance thermique Rair est très supérieure à celle du matériau Rmatériau, comme représenté en figure 1 C. La plaque froide 102 est alors isolée thermiquement de la plaque chaude 101 grâce à la lame d'air 106 qui les sépare ; cette dernière joue également le rôle d'un isolant électrique, ce qui permet d'éviter également la 20 transmission d'énergie électrique (par exemple sous forme d'arcs électriques) de la plaque chaude à la plaque froide 102. Ce dernier avantage est particulièrement intéressant dans le cas où la plaque chaude 101 comporte un équipement électrique ou électronique dont des disfonctionnements éventuels pourraient se révéler dangereux au niveau de la plaque froide 102 en particulier 25 lorsque celle-ci a atteint une température supérieure à la température maximale souhaitée Tmax. On utilise par exemple comme matériau 103 de la cire dont les propriétés thermiques permettent une conduction de la chaleur nettement supérieure à celle permise par la résistance thermique de l'air 106.Thus, as shown in FIG. 1B, when the temperature T of the material 103 reaches, for example due to an output of the normal operating regime, the melting temperature Ttusion of the material 103, the latter changes state: the material 103 passes from the solid state to the liquid state (represented as 103 'in FIG. 1B), which causes it to be erased (here its flow by appropriate means) from its initial position in contact with the hot plate 101 and the cold plate 102. Therefore, when the temperature between the plates 101, 102 is greater than the desired maximum temperature Tmax, the hot plate 101 and the cold plate 102 are no longer connected by the material but separated by a 15 air blade 106 whose thermal resistance Rair is much greater than that of material Rmaterial, as shown in Figure 1 C. The cold plate 102 is then thermally insulated from the hot plate 101 with the blade of ai 106 which separates them; the latter also plays the role of an electrical insulator, which also prevents the transmission of electrical energy (for example in the form of electric arcs) from the hot plate to the cold plate 102. This last advantage is particularly interesting in the case where the hot plate 101 comprises an electrical or electronic equipment whose possible malfunctions could be dangerous at the cold plate 102, especially when it has reached a temperature above the desired maximum temperature Tmax. For example, wax material whose heat properties permit a conduction of heat that is much greater than that permitted by the thermal resistance of air 106 is used as material.

30 La figure 2A représente un second exemple de réalisation de l'invention en régime de fonctionnement normal, c'est-à-dire, par exemple à une 2904102 6 température de fonctionnement Tnominal nettement inférieure à une température maximale souhaitée. Dans cet exemple, un équipement 201 comprenant une source de chaleur est situé à distance d'une plaque froide 202 et séparé par conséquent 5 de celle-ci par une lame d'air 206. L'équipement 201 est par ailleurs lié à la plaque froide 202 au moyen d'un drain thermique 203 formé dans un matériau bon conducteur de la chaleur (c'est-à-dire de faible résistance thermique) et qui s'étend donc en partie dans l'espace formé par la lame d'air 206 Le drain thermique 203 est maintenu au contact de la plaque froide 10 202 par interposition entre une partie de l'équipement 201 et le drain conducteur 203 d'un matériau de liaison à l'état solide 204. Par ailleurs, un ressort de compression 205 est interposé entre le drain 203 et la plaque froide 202, le ressort 205 étant comprimé lorsque le drain 203 est au contact de la plaque froide 202.FIG. 2A shows a second exemplary embodiment of the invention in normal operating mode, i.e., for example, at an operating temperature Tnominal significantly lower than a desired maximum temperature. In this example, a device 201 comprising a heat source is located at a distance from a cold plate 202 and consequently separated therefrom by an air knife 206. The equipment 201 is also connected to the plate cold 202 by means of a heat sink 203 formed in a good heat-conducting material (that is to say of low heat resistance) and which therefore extends in part in the space formed by the blade of The thermal drain 203 is held in contact with the cold plate 202 by interposing between a part of the equipment 201 and the conductive drain 203 of a solid state bonding material 204. Moreover, a spring of compression 205 is interposed between the drain 203 and the cold plate 202, the spring 205 being compressed when the drain 203 is in contact with the cold plate 202.

15 Le drain 203 est relié à l'équipement 201, d'une part à travers le matériau de liaison 204 et d'autre part directement en d'autres parties de l'équipement 201 que celles recevant le matériau de liaison 204, par exemple au niveau d'une paroi latérale 208 de l'équipement 201. Lorsque la température au niveau du matériau de liaison 204 20 augmente au-delà du régime de fonctionnement normal et atteint la température de fusion Tfusion du matériau de liaison 204, ce dernier passe de l'état solide à l'état liquide (comme représenté en figure 2B où le matériau de liaison dans l'état liquide est référencé 204') et s'écoule en dehors du dispositif selon des moyens appropriés.The drain 203 is connected to the equipment 201, on the one hand through the connecting material 204 and on the other hand directly to other parts of the equipment 201 that those receiving the connecting material 204, for example at a side wall 208 of the equipment 201. When the temperature at the connecting material 204 increases beyond the normal operating regime and reaches the melting temperature T melt of the connecting material 204, the latter passes from the solid state to the liquid state (as shown in FIG. 2B where the bonding material in the liquid state is referenced 204 ') and flows out of the device by appropriate means.

25 De ce fait, le drain 203 n'est plus retenu au contact de la plaque froide 202 mais s'en éloigne au contraire sous l'effet du ressort 205. Du fait du déplacement du drain 203 et de sa perte de contact avec la plaque froide 202, l'équipement 201 et la plaque froide 202 sont séparés par l'épaisseur (ou lame) d'air 206, exception faite du ressort 205 dont la conductivité thermique est 30 négligeable, et ces deux éléments sont donc essentiellement isolés au moyen de la lame d'air 206, comme représenté en figure 2C.As a result, the drain 203 is no longer held in contact with the cold plate 202, but instead moves away under the effect of the spring 205. Due to the displacement of the drain 203 and its loss of contact with the cold plate 202, the equipment 201 and the cold plate 202 are separated by the thickness (or blade) of air 206, with the exception of the spring 205 whose thermal conductivity is negligible, and these two elements are therefore essentially isolated at means of the air knife 206, as shown in Figure 2C.

2904102 7 La figure 2D représente, en régime de fonctionnement normal, une variante du second exemple qui vient d'être décrit. Comme pour le second exemple précédemment décrit, un équipement 211 comprenant une source de chaleur est situé à distance d'une 5 plaque froide 212 et séparé par conséquent de celle-ci par une lame d'air 216. L'équipement 211 est par ailleurs lié à la plaque froide 212 au moyen d'un drain thermique 213 formé dans un matériau de faible résistance thermique et qui s'étend donc en partie dans l'espace formé par la lame d'air 216 Selon cette variante, le drain thermique 213 est toutefois maintenu 10 en appui contre la plaque froide 212 au moyen d'un bloc solide 214 interposé entre le drain conducteur 213 et une partie de structure 210. Par ailleurs, comme pour le second exemple, un ressort de compression 215 est interposé entre le drain 213 et la plaque froide 212, le ressort 215 étant comprimé lorsque le drain 213 est au contact de la plaque froide 212 du fait de la présence du 15 bloc solide 214. Ainsi, selon la présente variante, le bloc solide 214 ne participe pas nécessairement à l'écoulement de la chaleur. Lorsque la température au niveau du bloc solide 214 augmente au-delà du régime de fonctionnement normal et atteint la température de fusion 20 Tfusion du matériau constituant le bloc 214, ce dernier passe de l'état solide à l'état liquide (comme représenté en figure 2E où le bloc en fusion est représenté sous la référence 214') et s'écoule en dehors du dispositif selon des moyens appropriés. De ce fait, le drain 213 n'est plus retenu au contact de la plaque 25 froide 212 mais s'en éloigne au contraire sous l'effet du ressort 215. Du fait du déplacement du drain 213 et de sa perte de contact avec la plaque froide 212, l'équipement 211 et la plaque froide 212 sont séparés par l'épaisseur (ou lame) d'air 216, exception faite du ressort 215 dont la conductivité thermique est négligeable, et ces deux éléments sont donc essentiellement isolés au moyen 30 de la lame d'air 216. Selon le mode de réalisation représenté en figure 2F, le déplacement du drain 213 se poursuit alors jusqu'à ce que celui-ci entre en contact avec la 2904102 8 partie de structure 210 qui pourrait alors dans ce cas faire office à son tour de puits de chaleur. La figure 3A représente un troisième exemple de réalisation de l'invention dans les conditions de fonctionnement normal.FIG. 2D shows, in normal operating mode, a variant of the second example which has just been described. As for the second example previously described, a device 211 comprising a heat source is located at a distance from a cold plate 212 and consequently separated therefrom by an air knife 216. The equipment 211 is moreover connected to the cold plate 212 by means of a heat sink 213 formed in a material of low thermal resistance and which therefore extends in part in the space formed by the air space 216 In this variant, the heat sink 213 however, it is held against the cold plate 212 by means of a solid block 214 interposed between the conductive drain 213 and a structural part 210. Moreover, as for the second example, a compression spring 215 is interposed between the drain 213 and the cold plate 212, the spring 215 being compressed when the drain 213 is in contact with the cold plate 212 due to the presence of the solid block 214. Thus, according to the present variant, the solid block 214 does not participate s necessarily to the flow of heat. When the temperature at the solid block 214 increases beyond the normal operating regime and reaches the melting temperature of the material constituting the block 214, the latter passes from the solid state to the liquid state (as shown in FIG. Figure 2E where the meltblock is shown as 214 ') and flows out of the device by appropriate means. As a result, the drain 213 is no longer held in contact with the cold plate 212, but instead moves away under the effect of the spring 215. Due to the displacement of the drain 213 and its loss of contact with the cold plate 212, the equipment 211 and the cold plate 212 are separated by the thickness (or blade) of air 216, with the exception of the spring 215 whose thermal conductivity is negligible, and these two elements are thus essentially isolated by means of 30 of the air knife 216. According to the embodiment shown in FIG. 2F, the displacement of the drain 213 then continues until the latter comes into contact with the part of structure 210 which could then in this case in turn serve as a heat sink. Figure 3A shows a third embodiment of the invention under normal operating conditions.

5 Selon cet exemple, l'équipement 301 générant de la chaleur et la partie froide 302 faisant office de source froide sont situés respectivement dans la partie supérieure et la partie inférieure d'une enceinte 305. Un espace ménagé dans l'enceinte entre l'équipement 301 et la partie froide 302 est rempli d'un matériau de liaison sous forme liquide 303 10 ayant une résistance thermique faible et qui forme un chemin de conduction de la chaleur entre l'équipement 301 et la partie froide 302. L'enceinte 305 reçoit l'équipement 301, le matériau de liaison 303 et la partie froide 302 de façon hermétique. Seule une soupape de sécurité 304 pénétrant dans l'enceinte au niveau de l'espace rempli par le matériau de 15 liaison 303 permet éventuellement une évacuation du liquide lorsque la pression est supérieure à un seuil comme expliqué ci-après. Le matériau de liaison 303 est tel que sa température de vaporisation correspond approximativement (et est de préférence légèrement inférieure) à une température maximale souhaitée au niveau de la partie froide 302.According to this example, the heat-generating equipment 301 and cold part 302 acting as a cold source are situated respectively in the upper part and the lower part of an enclosure 305. A space provided in the enclosure between the equipment 301 and the cold part 302 is filled with a liquid-form bonding material 303 having a low thermal resistance and which forms a heat conduction path between the equipment 301 and the cold part 302. The enclosure 305 receives the equipment 301, the connecting material 303 and the cold part 302 hermetically. Only a safety valve 304 penetrating into the chamber at the space filled by the connecting material 303 possibly allows evacuation of the liquid when the pressure is above a threshold as explained below. The bonding material 303 is such that its vaporization temperature corresponds approximately (and is preferably slightly less) to a desired maximum temperature at the cold portion 302.

20 De ce fait, lorsque, par exemple en raison d'un disfonctionnement de l'équipement 301, la température du matériau de liaison dépasse la température de vaporisation (et atteint donc la température maximale souhaitée), le matériau de liaison 303 passe de l'état liquide à l'état gazeux au cours d'une phase représentée à la figure 3B (le matériau sous forme gazeuse 25 303' apparaissant naturellement dans la partie supérieure de l'espace de l'enceinte 305 précédemment occupée par le liquide, au contact de l'équipement 301). Le changement d'état dans l'enceinte hermétique 305 provoque une montée en pression à l'intérieur de celle-ci jusqu'à ce que la pression atteigne 30 le seuil de déclenchement de la soupape de sécurité 304 et que la partie liquide du matériau de liaison 303 commence par conséquent à s'évacuer comme représenté en figure 3B.Therefore, when, for example due to a malfunction of the equipment 301, the temperature of the bonding material exceeds the vaporization temperature (and thus reaches the desired maximum temperature), the bonding material 303 passes from the liquid state in the gaseous state during a phase shown in FIG. 3B (the gaseous material 303 'occurring naturally in the upper part of the space of the chamber 305 previously occupied by the liquid, contact of equipment 301). The change of state in the hermetic enclosure 305 causes a rise in pressure therein until the pressure reaches the trip threshold of the safety valve 304 and the liquid portion of the material link 303 therefore begins to drain as shown in Figure 3B.

2904102 9 Si la température continue d'augmenter au-delà de la température de vaporisation du matériau de liaison 303, le phénomène qui vient d'être décrit et représenté à la figure 3B se poursuit jusqu'à ce que l'espace de l'enceinte 305 situé entre l'équipement 301 et la partie froide 302 soit entièrement rempli de la 5 phase gazeuse 303' du matériau de liaison. Le chemin thermique initialement formé par le matériau de liaison 303 sous forme liquide est donc interrompu et la partie froide 302 est de ce fait isolée thermiquement de l'équipement 301, la résistance thermique du matériau de liaison sous forme gazeuse étant bien supérieure à celle du matériau de 10 liaison sous forme liquide. On remarque que le changement de phase (c'est-à-dire le passage de l'état liquide à l'état gazeux) du matériau de liaison a également permis de remplacer le chemin thermique par une lame gazeuse, ce qui permet notamment d'éviter la formation d'arcs électriques entre l'équipement 301 et la 15 partie froide 302. La figure 4A représente un quatrième exemple de réalisation de l'invention dans les conditions normales de fonctionnement, c'est-à-dire pour des températures (dont la température nominale de fonctionnement) nettement inférieures à une température maximale autorisée.If the temperature continues to increase beyond the vaporization temperature of the bonding material 303, the phenomenon just described and shown in FIG. 3B continues until the space of the Enclosure 305 between equipment 301 and cold portion 302 is fully filled with gas phase 303 'of the bonding material. The thermal path initially formed by the bonding material 303 in liquid form is therefore interrupted and the cold part 302 is thereby thermally insulated from the equipment 301, the thermal resistance of the gaseous bonding material being much greater than that of the binding material in liquid form. It is noted that the phase change (that is to say the transition from the liquid state to the gaseous state) of the connecting material has also made it possible to replace the thermal path with a gaseous blade, which makes it possible, in particular, to to avoid the formation of arcing between the equipment 301 and the cold part 302. FIG. 4A represents a fourth embodiment of the invention under normal operating conditions, that is to say for temperatures (whose rated operating temperature) is well below a maximum permitted temperature.

20 Dans cet exemple de réalisation, une enceinte 405 est formée dans le prolongement inférieur d'une plaque chaude 401 (qui constitue par exemple une partie d'un équipement contenant une source de chaleur, telle que par exemple une pompe à carburant équipant les aéronefs). L'enceinte 405 est hermétique et comprend dans sa partie inférieure, 25 en régime de fonctionnement normal, un composant liquide 403. Un drain thermique 404 est également reçu pour partie à l'intérieur de l'enceinte 405 : une partie supérieure 406 (ici substantiellement horizontale) s'étend sur toute la superficie (ici horizontale) de l'enceinte 405 de manière à former un piston qui sépare une partie supérieure de l'enceinte 405, par 30 exemple remplie d'air, d'une partie inférieure de l'enceinte 405 remplie par le composant liquide 403 en régime de fonctionnement normal.In this exemplary embodiment, an enclosure 405 is formed in the lower extension of a hot plate 401 (which is for example a part of an equipment containing a heat source, such as for example a fuel pump equipping the aircraft ). The enclosure 405 is hermetic and comprises in its lower part, 25 in normal operating mode, a liquid component 403. A heat sink 404 is also partially received inside the enclosure 405: an upper part 406 (here substantially horizontal) extends over the entire area (here horizontal) of the enclosure 405 so as to form a piston which separates an upper part of the chamber 405, for example filled with air, from a lower part of the enclosure 405 filled by the liquid component 403 in normal operating mode.

2904102 10 On peut ainsi considérer en fonctionnement normal que le drain flotte sur le composant liquide 403. Le drain thermique 404 comprend également une tige (ici essentiellement verticale) dont une partie inférieure 407 est, en fonctionnement 5 normal comme illustré sur la figure 4A, au contact d'une partie froide formant puits de chaleur, ici formée par le carburant liquide 402 de l'aéronef. La partie inférieure 407 est précisément dans ce cas plongée dans le carburant 402 comme représenté en figure 4A. Dans la configuration de fonctionnement normal présentée à la figure 10 4A (c'est-à-dire notamment pour la température nominale de fonctionnement), un chemin thermique est ainsi formé entre l'équipement 401 et la partie froide 402 au moyen de matériaux ayant une résistance thermique relativement faible, à savoir ici les parois de l'enceinte 405, le composant liquide 403 et le drain thermique 404.2904102 10 It can thus be considered in normal operation that the drain floats on the liquid component 403. The heat sink 404 also comprises a rod (here essentially vertical), a lower portion 407 is, in normal operation 5 as illustrated in FIG. 4A, in contact with a cold part forming a heat sink, here formed by the liquid fuel 402 of the aircraft. The lower portion 407 is precisely in this case immersed in the fuel 402 as shown in Figure 4A. In the normal operating configuration shown in Fig. 4A (i.e., especially for the nominal operating temperature), a thermal path is thus formed between the equipment 401 and the cold part 402 by means of materials having a relatively low thermal resistance, namely here the walls of the chamber 405, the liquid component 403 and the heat sink 404.

15 Lorsque la température dans l'enceinte 405 s'élève au-dessus de la température nominale de fonctionnement (par exemple, à cause d'un disfonctionnement de l'équipement 401) et atteint la température de vaporisation du composant liquide 403 (choisie de préférence légèrement inférieure à une température maximale autorisée à l'intérieur de l'enceinte 405, 20 qui correspond par exemple à une température au-delà de laquelle des risques existent du fait de la présence du carburant 402), une phase gazeuse 403' apparaît dans la partie inférieure de l'enceinte 405 et la pression qu'elle exerce tend à déplacer vers le haut le drain thermique 404 dont on rappelle que la partie supérieure 406 forme piston, comme représenté sur la figure 4B.When the temperature in the enclosure 405 rises above the nominal operating temperature (for example, due to a malfunction of the equipment 401) and reaches the vaporization temperature of the liquid component 403 (selected from preferably slightly lower than a maximum allowed temperature inside the enclosure 405, which corresponds for example to a temperature beyond which there are risks due to the presence of the fuel 402), a gaseous phase 403 'appears in the lower part of the chamber 405 and the pressure it exerts tends to move up the heat sink 404 which is recalled that the upper portion 406 piston shape, as shown in Figure 4B.

25 Ainsi, le mouvement du drain thermique 404 produit sous l'effet de la pression, elle-même due au changement d'état du composant liquide 403, entraîne la partie verticale du drain thermique, pour partie au moins, en dehors de la partie froide 402, ce qui limite le transfert de chaleur vers cette partie froide et évite un échauffement trop important de celle-ci.Thus, the movement of the heat sink 404 produced under the effect of the pressure, itself due to the change of state of the liquid component 403, causes the vertical part of the heat sink, at least partly outside the part cold 402, which limits the heat transfer to this cold part and avoids overheating thereof.

30 Si la température vient toutefois à s'élever encore au-delà de la température de vaporisation du composant liquide 403, l'ensemble de celui-ci se transforme en gaz et la pression exercée dans la partie inférieure de 2904102 11 l'enceinte 405 augmente de telle sorte que le drain 404 est entrainé vers le haut jusqu'à ce que sa partie inférieure 407 émerge du carburant formant source froide 402 et finisse sa course à distance de celui-ci. Dans cette position finale, l'espace situé entre la partie inférieure 407 5 du drain 404 et la surface du carburant liquide 402 est rempli d'une lame d'un gaz isolant thermiquement et électriquement (tel que par exemple l'air) de telle sorte que l'équipement 401 et le carburant liquide 402 formant source froide sont suffisamment isolés thermiquement et électriquement pour éviter tout risque d'incendie du carburant 402.If the temperature, however, still rises above the vaporization temperature of the liquid component 403, the whole thereof is transformed into gas and the pressure exerted in the lower part of the chamber 405. increases so that the drain 404 is pulled upward until its lower portion 407 emerges from the cold source fuel 402 and ends its travel away from it. In this final position, the space between the lower part 407 of the drain 404 and the surface of the liquid fuel 402 is filled with a blade of a thermally and electrically insulating gas (such as for example air) of such so that the equipment 401 and the liquid fuel 402 forming a cold source are sufficiently thermally and electrically insulated to avoid any risk of fire fuel 402.

10 La figure 5A représente un cinquième exemple de mise en oeuvre de l'invention. Selon ce cinquième exemple, un équipement comprenant une source de chaleur (ou plaque chaude) 501 est séparé d'une plaque froide 502 (par exemple un élément de structure d'un aéronef) au moyen d'une lame d'air 15 504 afin d'éviter la propagation d'arcs électriques entre l'équipement 501 et la plaque froide 502. Une pluralité de caloducs (ou tubes de chaleur, plus proche de la formulation anglo-saxonne "heat-pipe') 503 (au nombre de deux sur la figure 5A) traversent la lame d'air 504, chaque caloduc 503 étant à une extrémité au 20 contact de l'équipement 501 et à l'autre extrémité au contact de la plaque froide 502. En variante, on peut utiliser un seul caloduc lorsque le dimensionnement des flux de chaleur dans le dispositif le permet. Les caloducs, réalisés par exemple sous forme de tubes diphasiques, permettent d'évacuer vers la plaque froide 502 la chaleur générée 25 au sein de l'équipement 501, et ce en fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la puissance transmise par les caloducs (ou en variante la température de ceux-ci) ne dépasse pas un seuil de puissance Pseuil (respectivement de température). (On entend ici par seuil de température soit une valeur absolue de température, soit une valeur relative, par exemple par rapport à la 30 température extérieure au caloduc.) La résistance thermique Rth des caloducs 503 est donc relativement faible tant que la puissance thermique qui les parcourt est inférieure au seuil 2904102 12 Pseuil (respectivement tant que la température est inférieure au seuil de température). Les caloducs 503 sont toutefois tels que, lorsque la puissance thermique qui les traverse est supérieure à ce seuil Pseuil (respectivement 5 lorsque la température est supérieure au seuil de température), leur résistance thermique Rth augmente fortement, comme illustré en figure 5B. Dans ces conditions thermiques (qui correspondent à des conditions de fonctionnement des caloducs différentes des conditions usuelles), c'est-à-dire lorsque ce seuil de puissance thermique transmise est atteint (sortie du 10 fonctionnement normal du caloduc), la puissance transmise par le caloduc est limitée à cette valeur seuil. Ainsi, même si l'équipement génère une puissance thermique supérieure au seuil de puissance du caloduc, ce dernier sature et ne transmet donc à la plaque froide qu'une puissance thermique limitée, ce qui évite un 15 échauffement trop important de celle-ci. On continue ainsi en partie l'évacuation de la chaleur, sans entraîner toutefois de risque pour la plaque froide. Les modes de réalisation qui précèdent ne sont que des exemples possibles de mise en oeuvre l'invention qui ne s'y limite pas.Fig. 5A shows a fifth exemplary implementation of the invention. According to this fifth example, an equipment comprising a heat source (or hot plate) 501 is separated from a cold plate 502 (for example a structural element of an aircraft) by means of an air knife 504 so that to avoid the propagation of arcing between the equipment 501 and the cold plate 502. A plurality of heat pipes (or heat tubes, closer to the English wording "heat-pipe ') 503 (two in number) 5A) pass through the air knife 504, each heat pipe 503 being at one end in contact with the equipment 501 and at the other end in contact with the cold plate 502. Alternatively, one can use a single heat pipe when the dimensioning of the heat flow in the device allows it.The heat pipes, made for example in the form of two-phase tubes, allow to evacuate to the cold plate 502 the heat generated 25 within the equipment 501, and this in normal operation, that is to say when the power ance transmitted by the heat pipes (or alternatively the temperature thereof) does not exceed a power threshold Pseuil (temperature respectively). (Here, the term temperature threshold is an absolute value of temperature, or a relative value, for example with respect to the temperature outside the heat pipe.) The heat resistance Rth of the heat pipes 503 is thus relatively low as long as the thermal power which the runs is less than the Threshold 2904102 12 Threshold (respectively as long as the temperature is below the temperature threshold). The heat pipes 503 are, however, such that, when the thermal power therethrough is greater than this threshold Pseuil (respectively when the temperature is greater than the temperature threshold), their thermal resistance Rth increases sharply, as illustrated in FIG. 5B. In these thermal conditions (which correspond to operating conditions of the heat pipes different from the usual conditions), that is to say when this threshold of transmitted thermal power is reached (output of the normal operation of the heat pipe), the power transmitted by the heat pipe is limited to this threshold value. Thus, even if the equipment generates a thermal power greater than the power threshold of the heat pipe, the latter saturates and therefore transmits to the cold plate only a limited thermal power, which prevents too much heating thereof. In this way, the heat evacuation is continued in part, but without risk for the cold plate. The preceding embodiments are only possible examples of implementation of the invention which is not limited thereto.

Claims

1. Device comprising an equipment with a heat source, a cold part relative to the equipment and an element capable of transmitting the heat of the equipment to the cold part, characterized in that the element is able to cause a limitation heat transmitted for thermal conditions above a certain threshold.

2. Device according to claim 1, characterized in that the thermal conditions correspond to a thermal power transmitted through the element.

3. Device according to claim 2, characterized in that the element is adapted to limit the transmitted thermal power to the value of said determined threshold.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the equipment and the cold part are essentially separated by a gaseous blade at least in said thermal conditions.

5. Device according to claim 4, characterized in that the equipment and the cold part are separated by said blade whatever the thermal conditions and in that the element comprises at least one heat pipe passing through said blade.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the equipment is a fuel pump.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cold part is a liquid fuel. 2904102 14

8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cold part is an element sensitive to temperature rises. 5

9. Aircraft equipped with a device according to any one of claims 1 to 8.