Brevet FR2928184A1 — publié le 20090904

B09-0354FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Dispositif de validation Invention de : LOUD Richard Iynn RODRIGUEZ Carlos Andres MELSERT Thimothy Andrew Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 3 mars 2008 sous le n° 12/041.465 Dispositif de ventilation La présente invention concerne de façon générale le domaine des systèmes de ventilation et, plus particulièrement, un procédé et un système pour ventiler une enceinte de groupe électrogène dans une centrale électrique. Au moins certaines centrales électriques selon la technique antérieure comprennent une turbine à vapeur, un générateur électrique et un organe rotatif, tel qu'un arbre, qui accouple la turbine à vapeur avec le générateur électrique. Dans de nombreuses centrales électriques, la combustion d'un combustible tel que du charbon produit de l'énergie thermique qui fait bouillir de l'eau pour produire de la vapeur. La vapeur est amenée à passer dans la turbine, laquelle convertit l'énergie thermique en énergie mécanique en faisant tourner l'organe rotatif accouplant la turbine avec le générateur électrique. La rotation de l'organe rotatif fait tourner le générateur électrique pour produire de l'électricité. En fonctionnement, la rotation de l'organe rotatif produit de la chaleur et du bruit en raison de frottements entre les surfaces de l'organe rotatif et l'air ambiant, et le niveau sonore peut créer des conditions de fonctionnement désagréables. Pour contribuer à atténuer le niveau sonore, au moins certains systèmes selon la technique antérieure emploient une enceinte autour de l'organe rotatif. Cependant, bien que les niveaux sonores puissent être atténués, la chaleur produite lors de la rotation de l'organe rotatif risque, avec le temps, de créer des températures excessives à l'intérieur de l'enceinte. Pour contribuer à empêcher des températures excessives dans l'enceinte, au moins certaines enceintes selon la technique antérieure sont ventilées. Cependant, les systèmes de ventilation selon la technique antérieure peuvent être plus encombrants, risquent d'accroître les coûts afférents au montage, à l'entretien et au fonctionnement du système et sont susceptibles de réduire le rendement du système. Selon un premier aspect, il est proposé un procédé de montage d'un système de ventilation. Le procédé comprend la réalisation d'une hotte de ventilation qui comprend une partie formant capot et une partie de refoulement s'étendant depuis la partie formant capot. La partie formant capot comporte une première ouverture, une seconde ouverture opposée, renferme une cavité, un intérieur de la partie de refoulement étant en communication d'écoulement avec la cavité de la partie formant capot. Le procédé comprend aussi le montage d'un organe rotatif au moins partiellement à l'intérieur de la hotte de ventilation, de façon que l'organe rotatif s'étende au moins partiellement à travers au moins une des première et seconde ouvertures, et que la rotation de l'organe rotatif induise, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation de fluide entre une partie de l'organe rotatif et au moins une des première et seconde ouvertures. Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif de ventilation destiné à servir avec un organe rotatif. Le dispositif de ventilation comprend une hotte pourvue d'une partie formant capot et d'une partie de refoulement qui s'étend depuis la partie formant capot. La partie formant capot est creuse et définit une cavité interne, et un intérieur de la partie de refoulement est relié en communication d'écoulement à la cavité. La partie formant capot comporte une surface extérieure pourvue d'au moins une des première ouverture et seconde ouverture ménagées dans celle-ci, au moins une des première et seconde ouvertures étant apte à recevoir un fluide passant par celle(s)-ci. Le dispositif de ventilation comprend également un organe rotatif s'étendant au moins partiellement à travers au moins une des première et seconde ouvertures de sorte que la rotation de l'organe rotatif induise, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation de fluide vers l'intérieur via au moins une des première et seconde ouvertures et vers l'extérieur via la partie de refoulement. Selon encore un autre aspect, il est proposé un système pour ventiler une zone. Le système comprend une hotte de ventilation comportant une partie formant capot et une partie de refoulement qui s'étend depuis la partie formant capot. La partie formant capot comporte une première ouverture, une seconde ouverture opposée, et une cavité dans celle-ci, un intérieur de la partie de refoulement étant en communication d'écoulement avec la cavité de la partie formant capot. Le système comprend aussi un organe rotatif monté au moins partiellement dans la hotte de ventilation, l'organe rotatif s'étendant au moins partiellement à travers au moins une des première et seconde ouvertures, et la rotation de l'organe rotatif induisant, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation de fluide entre une partie de l'organe rotatif et au moins une des première et seconde ouvertures. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un exemple de système de ventilation ; - la figure 2 est une vue schématique d'un exemple de dispositif de ventilation employé avec le système représenté sur la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en coupe de l'exemple de dispositif de ventilation représenté sur la figure 2. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un exemple de système de ventilation 10. Le système de ventilation 10 peut comprendre une enceinte pour un organe rotatif quelconque, comme décrit ici. Par exemple, le système de ventilation 10 peut comprendre une enceinte pour un organe rotatif qui accouple un moteur électrique avec une pompe ou peut comprendre une enceinte pour un élément rotatif qui accouple une turbine à gaz avec une turbine à vapeur. Bien que le système de ventilation 10 puisse être conçu pour servir dans divers montages mécaniques, dans l'exemple de forme de réalisation, le système de ventilation 10 comprend une enceinte 12 pour un groupe électrogène (non représenté) d'une centrale électrique (non représentée). En particulier, l'enceinte 12 loge au moins partiellement un organe tournant 18 qui accouple l'une avec l'autre une turbine (non représentée) et une charge (non représentée) telle qu'un générateur électrique. Le système de ventilation 10 comprend l'enceinte 12 et un dispositif de ventilation 14. Le dispositif de ventilation 14 comprend une hotte de ventilation 16 et un organe rotatif 18. L'enceinte 12, décrite plus en détail plus loin, contribue à atténuer le bruit produit par la rotation de l'organe rotatif 18, et le dispositif de ventilation 14 contribue à la ventilation de l'enceinte 12. Bien que l'enceinte 12 soit décrite comme contribuant à atténuer le bruit, l'enceinte 12 peut aussi contribuer à diverses autres fonctions, comme par exemple la protection contre les intempéries, la protection contre l'incendie et/ou la protection du personnel. Selon une autre possibilité, la principale fonction de l'enceinte 12 peut être de contribuer à la ventilation de l'organe tournant 18. Dans les exemples de formes de réalisation, l'enceinte 12 a une section de forme globalement rectangulaire. Dans d'autres formes de réalisation possibles, l'enceinte 12 peut avoir n'importe quelles dimensions ou n'importe quelle forme permettant au système 10 de fonctionner comme décrit ici. Plus particulièrement, dans l'exemple de forme de réalisation, l'enceinte 12 comporte une paroi extérieure 20 pourvue d'une première ouverture 26 et d'une seconde ouverture 28 ménagées dans celle-ci. Les ouvertures 26 et 28 ont des dimensions permettant de recevoir à travers celles-ci au moins une partie de l'élément rotatif 18. En outre, les ouvertures 26 et 28 sont situées sur des côtés opposés de l'enceinte 12, sont sensiblement alignées coaxialement et ont des dimensions et une forme sensiblement symétriques. Selon une autre possibilité, une des première ouverture 26 et seconde ouverture 28 peut avoir des dimensions, une forme et/ou une orientation différentes de celles de l'autre ouverture 26 ou 28. De plus, dans une autre forme de réalisation possible, l'enceinte 12 peut ne pas comporter les ouvertures 26 et 28, et l'organe rotatif 18 peut être entièrement logé dans l'enceinte 12. La paroi extérieure 20 comporte aussi une entrée 22 et une sortie 24 ménagées dans des côtés adjacents de l'enceinte 12. L'entrée 22 et la sortie 24 permettent à un fluide 62 de traverser l'enceinte 12, de l'entrée 22 à la sortie 24. Selon une autre possibilité, l'entrée 22 et la sortie 24 peuvent être situées sur des côtés opposés de l'enceinte ou peuvent être situées sur un seul côté de l'enceinte 12. Bien que, dans l'exemple de forme de réalisation, l'entrée 22 et la sortie 24 soient espacées l'une de l'autre d'une certaine distance dans la paroi extérieure 20, dans une autre forme de réalisation l'entrée 22 et la sortie 24 peuvent être réunies l'une à l'autre. En outre, l'enceinte 12 peut comporter une pluralité d'entrées 22 et/ou une pluralité de sorties 24 ménagées dans celle-ci. La figure 2 est une illustration schématique d'un exemple de dispositif de ventilation 14 utilisable avec le système de ventilation 10 (représenté sur la figure 1) et la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de ventilation 14 représenté sur la figure 2. Dans l'exemple de forme de réalisation, le dispositif de ventilation 14 comprend la hotte de ventilation 16 et l'organe rotatif 18. Comme représenté sur la figure 2, la hotte de ventilation 16 comprend une partie formant capot 30 et une partie de refoulement 32, la partie formant capot 30 et la partie de refoulement 32 étant creuses. Plus particulièrement, la partie formant capot 30 comporte une première face 36, une deuxième face opposée 40 (représentée sur la figure 3) et une face périphérique 44 qui s'étend entre la première face 36 et la deuxième face 40. La première face 36 est sensiblement parallèle à la deuxième face 40 et les faces 36 et 40 comportent respectivement une ouverture 38 et une ouverture 42 (représentées sur la figure 3). Selon une autre possibilité, l'une des première face 36 et deuxième face 40 peut être dépourvue d'ouverture respective 38 ou 42 et peut être sensiblement pleine, si bien que la partie formant capot 30 ne comporte qu'une seule ouverture 38 ou 42. De plus, les ouvertures 38 et 42 ont une forme globalement circulaire et sont alignées de manière sensiblement concentrique, si bien que la partie formant capot 30 a une forme globalement toroïdale et globalement symétrique. Selon une autre possibilité, la partie formant capot 30 peut avoir n'importe quelles dimensions ou forme appropriées permettant à la hotte de ventilation 16 de fonctionner comme décrit ici. En outre, dans une autre forme de réalisation, les ouvertures 38 et/ou 42 peuvent avoir n'importe quelle forme non circulaire permettant à la hotte 16 de fonctionner comme décrit ici. Dans l'exemple de forme de réalisation, la partie de refoulement 32 comporte une première extrémité 46, une seconde extrémité 48 et un corps 50 s'étendant entre les extrémités 46 et 48. La première extrémité 46 est reliée en communication d'écoulement à la partie formant capot 30 et, comme représenté sur la figure 1, la seconde extrémité 48 est soit reliée en communication d'écoulement à la sortie 24 de l'enceinte soit positionnable en communication d'écoulement avec la sortie 24 de l'enceinte pour permettre à un fluide venant de la partie formant capot 30 d'entrer dans la partie de refoulement 32 via la première extrémité 46 et d'être refoulé depuis la partie de refoulement 32 via la seconde extrémité 48. Bien que, dans l'exemple de forme de réalisation, la partie de refoulement 32 ait, en coupe, un profil globalement rectangulaire, la partie de refoulement 32 peut avoir, en coupe, n'importe quelle forme permettant à la hotte 16 de fonctionner comme décrit ici. La partie formant capot 30 et la partie de refoulement 32 sont placées chacune dans l'enceinte 12 et, plus particulièrement, chaque partie 30 et/ou 32 peut être montée dans l'enceinte 12 à l'aide de tout moyen adéquat. Selon une autre possibilité, la seconde extrémité 48 de la partie de refoulement 32 peut s'étendre au-delà de la paroi extérieure 20 de l'enceinte. Dans une autre forme de réalisation, une surface intérieure 45 (représentée sur la figure 3) de la hotte de ventilation 16 peut comporter un mécanisme de silencieux (non représenté) et/ou peut être garnie d'un isolant thermique (non représenté) et/ou d'un isolant phonique (non représenté) destiné(s) à contribuer à réduire la dissipation de chaleur et/ou la propagation du bruit. En particulier, le mécanisme de silencieux et/ou l'isolant phonique peut/peuvent être installé(s) à l'intérieur du corps 50 de la partie de refoulement 32 de façon que le mécanisme de silencieux et/ou l'isolant phonique s'étende(nt) sur une partie de la surface intérieure 45 à proximité de la seconde extrémité 48 ou s'étende(nt) de la première extrémité 46 à la seconde extrémité 48, ce qui contribue à atténuer le bruit lorsque le fluide 62 sort de la partie de refoulement 32 par la seconde extrémité 48. Dans l'exemple de forme de réalisation, illustré sur la figure 3, l'organe rotatif 18 comporte un premier arbre 52 s'étendant depuis une première extrémité 52, un second arbre 54 s'étendant depuis une seconde extrémité 55 et un coupleur 56 servant à accoupler le premier arbre 52 avec le second arbre 54 entre la première extrémité et la seconde extrémité 55, les arbres 52 et 54 ayant approximativement le même diamètre et étant accouplés de manière sensiblement concentrique l'un avec l'autre. Dans une autre forme de réalisation possible, l'organe rotatif 18 peut comporter d'autre pièces rotatives telles que, de manière nullement limitative, d'autres arbres, au moins une sphère et/ou un disque. Dans l'exemple de forme de réalisation, l'élément rotatif 18 a une surface extérieure 58 sensiblement lisse. Selon une autre possibilité, au moins une partie de la surface extérieure 58 peut être agencée pour créer un tourbillonnement quand l'organe rotatif 18 est amené à tourner. Plus particulièrement, au moins une partie de la surface extérieure 58 peut avoir une rugosité prédéterminée qui contribue à accroître le tourbillonnement entre la surface extérieure 58 et le fluide environnant 62 pendant la rotation de l'organe rotatif 18. Par exemple, au moins une partie de la surface extérieure 58 peut être pourvue d'échancrures (non représentées) ou de gorges (non représentées) qui contribuent à accroître le tourbillonnement lors de la rotation de l'organe rotatif 18. De plus, au moins une partie de la surface extérieure 58 peut comporter au moins une protubérance (non représentée) qui s'étend depuis celle-ci, telle que, mais de manière nullement limitative, un filetage ou une roue assemblé avec ou pourvu de l'organe rotatif 18. De plus, dans une autre forme de réalisation, au moins un trou de passage de boulon (non représenté) et/ou un écrou (non représenté) peuvent s'étendre depuis le coupleur 56 en facilitant l'accouplement du premier arbre 52 avec le second arbre 54. Comme représenté sur la figure 3, dans l'exemple de forme de réalisation, l'organe rotatif s'étend à travers les deux ouvertures 38 et 42, de façon qu'au moins une partie 64 de l'organe rotatif 18 se trouve dans la hotte de ventilation 16 et qu'au moins une partie 64 de l'organe rotatif 18 soit à l'extérieur de la hotte de ventilation 16. Plus particulièrement, au moins une partie 66 de l'organe rotatif 18 est à l'extérieur de la hotte de ventilation 16 à proximité de la première face 36, et au moins une partie 66 de l'organe rotatif 18 est à l'extérieur de la hotte de ventilation 16 à proximité de la deuxième face 40. Selon une autre possibilité, si la partie formant capot 30 ne comporte qu'une seule des ouvertures 38 et 42, l'organe rotatif 18 peut s'étendre à travers l'ouverture unique 38 ou 42, de façon que l'une des première extrémité 53 et seconde extrémité 55 soit dans la partie formant capot 30 et qu'au moins une partie 66 de l'organe tournant soit à l'extérieur de la partie formant capot 30. Dans l'exemple de forme de réalisation, le coupleur 56 accouple, en leur permettant de tourner, le premier arbre 52 avec le second arbre 54 dans la hotte de ventilation 16. Dans une autre forme de réalisation possible, l'organe rotatif 18 peut être un arbre monobloc. Dans l'exemple de forme de réalisation, un premier rebord 68 et un second rebord 70 de la partie formant capot 30 définissent respectivement des ouvertures 38 et 42 et l'organe rotatif 18 s'étend à travers les ouvertures 38 et/ou 42, si bien qu'un espace 60 sépare la surface extérieure 58 de l'organe tournant 18 d'avec les rebords 68 et/ou 70. De la sorte, le fluide 62 peut entrer dans la partie formant capot 30 par l'espace 60. Comme représenté sur la figure 1, l'organe rotatif 18 s'étend à travers la première ouverture 26 et la seconde ouverture 28 de l'enceinte 12. Plus particulièrement, l'organe rotatif 18 s'étend à travers l'enceinte 12, de façon qu'au moins une partie 57 (représentée sur la figure 1) de l'organe rotatif 18 soit à l'extérieur de l'enceinte 12 sur des côtés opposés de l'enceinte 12. Selon une autre possibilité, l'organe rotatif 18 peuvent être entièrement enfermé dans l'enceinte 12 ou peut s'étendre à travers une seule des ouvertures 26 et 28. Lorsque tourne l'organe rotatif 16, comme illustré sur la figure 3, le fluide 62 est amené à circuler à travers la hotte de ventilation 16. Par exemple, la rotation de l'organe tournant 18 crée un tourbillonnement entre la surface extérieure 58 et le fluide environnant 62 dans la partie formant capot 30, si bien qu'une zone (non représentée) à une pression plus basse que la pression ambiante est formée à l'intérieur de la partie formant capot 30, la zone à pression plus basse (non représentée) amenant le fluide 62 à circuler à travers la hotte de ventilation 16, ce qui fait entrer le fluide 62 dans l'enceinte 12 par l'entrée 22. En gros, la pression plus basse (non représentée) créée à l'intérieur de la partie formant capot 30 par la rotation de l'organe rotatif 18 amène le fluide 62 à entrer dans l'enceinte 12 par l'entrée 22, dans la partie formant capot 30 par l'espace 60, à circuler dans la partie de refoulement 32 et à sortir de l'enceinte 12 et à rejoindre le milieu ambiant via la sortie 24, en créant de la sorte, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation du fluide 62 dans l'enceinte 12 afin de ventiler l'enceinte 12. Dans chaque forme de réalisation, les procédés et systèmes de ventilation décrits plus haut facilitent la ventilation d'une zone. Plus particulièrement, dans chaque forme de réalisation, le dispositif de ventilation décrit plus haut crée, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation d'air dans une enceinte afin de contribuer à chasser de l'enceinte, sans le recours à des souffleries de ventilation supplémentaires et autres, entraînées par un moteur, le fluide et la chaleur qui s'y trouvent. De la sorte, les procédés et systèmes décrits plus haut contribuent à refroidir l'intérieur de l'enceinte d'un groupe électrogène et à chasser les éventuels fluides indésirables de l'intérieur de l'enceinte tout en réduisant les coûts énergétiques associés à la ventilation de l'enceinte en supprimant la nécessité de systèmes de ventilation supplémentaires entraînés par un moteur. Des exemples de formes de réalisation de procédés et systèmes de ventilation sont décrits en détail ci-dessus Ces procédés et systèmes de ventilation ne se limitent pas aux formes de réalisation spécifiques décrites ici, mais en revanche des éléments des procédés et systèmes peuvent être employés indépendamment et séparément d'autres éléments décrits ici. Par exemple, le dispositif de ventilation décrit plus haut peut avoir d'autres applications industrielles ou domestiques et ne se limite pas à une mise en oeuvre uniquement avec des systèmes de production d'énergie, comme décrit ici. Au contraire, la présente invention peut être mise en oeuvre et employée en rapport avec de nombreux autres produits et systèmes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de ventilation (14) destiné à servir avec un organe rotatif (18), ledit dispositif de ventilation comprenant : une hotte (16) comportant une partie formant capot (30) et une partie de refoulement (32) qui s'étend depuis ladite partie formant capot, ladite partie formant capot étant creuse et définissant une cavité interne, un intérieur de ladite partie de refoulement étant relié en communication d'écoulement à la cavité, ladite partie formant capot comportant une surface extérieure (58) pourvue d'une première ouverture (38) et/ou d'une seconde ouverture (42) ménagée(s) dans celle-ci, au moins une desdites première et seconde ouvertures étant apte à recevoir un fluide (62) passant par celle(s)-ci ; et un organe rotatif (18) s'étendant au moins partiellement à travers au moins une desdites première et seconde ouvertures de sorte que la rotation dudit organe rotatif induise, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation de fluide vers l'intérieur via au moins une desdites première et seconde ouvertures et vers l'extérieur via ladite partie de refoulement. 2. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel ledit organe rotatif (18) comporte un arbre (52) au moins partiellement logé à l'intérieur de ladite partie formant capot (30). 3. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel ledit organe rotatif (18) comporte un coupleur (56), au moins une partie dudit coupleur étant montée, de manière à permettre une rotation, à l'intérieur de ladite partie formant capot (30). 4. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel ledit organe rotatif (18) comporte une surface agencée pour créer un tourbillonnement quand ledit organe rotatif est amené à tourner. 5. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel ledit organe rotatif (18) comporte au moins une protubérance s'étendant depuis celui-ci. 6. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel lesdites première et seconde ouvertures (38, 42) sont sensiblement symétriques. 7. Système (10) pour ventiler une zone, ledit système comprenant : une hotte de ventilation (16) comportant une partie formant capot (30) et une partie de refoulement (32) s'étendant depuis ladite partie formant capot, ladite partie formant capot comportant une première ouverture (38), une seconde ouverture opposée (42), et une cavité dans celle-ci, un intérieur de ladite partie de refoulement étant en communication d'écoulement avec ladite cavité de la partie formant capot ; et un organe rotatif (18) au moins partiellement monté à l'intérieur de ladite hotte de ventilation, ledit organe rotatif s'étendant au moins partiellement à travers au moins une desdites première et seconde ouvertures, la rotation dudit organe rotatif créant, sous l'effet d'un tourbillonnement, un circulation d'un fluide (62) entre une partie dudit organes rotatif et au moins une desdites première et seconde ouvertures. 8. Système (10) pour ventiler une zone selon la revendication 7, ledit système comprenant en outre une enceinte (12), l'enceinte comportant une paroi extérieure (20) pourvue d'une entrée (22), d'une sortie (24), d'une première ouverture (26) et d'une deuxième ouverture (28), ledit organe rotatif s'étendant au moins partiellement à travers lesdites première et seconde ouvertures, et la rotation dudit organe rotatif créant, sous l'effet d'un tourbillonnement, une circulation du fluide (62) à travers au moins une des première et seconde ouvertures. 9. Système (10) pour ventiler une zone selon la revendication 7, ledit organe rotatif (18) comportant un arbre (52), au moins une partie dudit arbre étant disposée à l'intérieur de ladite partie formant capot (30). 10. Système (10) pour ventiler une zone selon la revendication 7, ledit organe rotatif (18) comportant un coupleur (56), au moins une partie dudit coupleur étant montée, de manière à permettre une rotation, à l'intérieur de ladite partie formant capot (30).