Brevet FR2972843A1 — publié le 20120921

B11-0343FR 1 Dispositif interrupteur de commande d'un équipement auxiliaire d'une machine L'invention concerne, de manière générale, la commande d'un équipement auxiliaire d'une machine disposée dans une enceinte étanche et se rapporte plus particulièrement, dans une application particulièrement intéressante de l'invention, à la commande d'un système de ventilation de l'enceinte d'un moteur thermique, notamment d'une turbine à gaz. En effet, les moteurs thermiques tels que les turbines à gaz, sont généralement confinés dans une enceinte thermo-acoustique, c'est-à-dire étanche au gaz et isolée thermiquement et acoustiquement. Dans les installations d'exploitations, il est en effet nécessaire de protéger les membres du personnel des nuisances sonores engendrées lors du fonctionnement de tels moteurs thermiques, de possibles incidents susceptibles d'apparaître en raison du niveau de pression des fluides manipulés ou du niveau de température dégagée par les moteurs, et de possibles explosions dues à des fuites de gaz du système d'alimentation du moteur en combustible. Les moteurs thermiques, tels que les turbines à gaz, sont par ailleurs ventilés afin de protéger les composants mécaniques et électriques qui se situent à proximité du moteur. Une telle ventilation doit permettre d'assurer le renouvellement complet de l'air et baisser la température dans l'enceinte pour la maintenir autour d'une valeur de l'ordre de 130°C. I1 est donc essentiel d'éviter toute stagnation de l'air dans les zones de chauffage qui, sinon, favoriserait la formation de zones de concentration de gaz provenant d'éventuelles fuites, lesquelles, en contact de l'air augmenteraient le risque d'explosion. Par ailleurs lorsque la ventilation se fait par aspiration, les enceintes doivent aussi assurer une étanchéité avec l'extérieur afin d'éviter les appels d'air qui pourraient altérer le profil de ventilation prévus dans le design, c'est-à-dire la configuration de l'enceinte. C'est ainsi que l'enceinte et le système de ventilation constituent des éléments essentiels à la sureté de fonctionnement des turbines à gaz. Des réglementations en vigueur, telles que la directive ATEX (pour « ATmosphères EXplosives ») peuvent imposer des contraintes qui selon leur interprétation pourraient imposer un couplage du fonctionnement de la turbine à celui du système de ventilation. En particulier, même avant le démarrage de la turbine, une ventilation par aspiration d'air doit être entretenue afin d'évacuer de potentielles fuites de gaz et éviter au maximum les risques d'explosion. I1 a toutefois été constaté que la mise en oeuvre de l'appareil de ventilation avant la mise en action de la turbine peut présenter des risques pour les opérateurs, en raison du fait que dés la mise en marche de la ventilation, une dépression se crée dans l'enceinte, pouvant empêcher l'ouverture de portes de sortie. Or, par mesure de sécurité, lors du démarrage d'une turbine à gaz, il est nécessaire de pouvoir évacuer les membres du personnel autour de la turbine. C'est la raison pour laquelle un bouton d'arrêt doit être installé pour permettre un arrêt momentané de l'appareil de ventilation et permettre ainsi l'évacuation des membres du personnel avant ou pendant la mise en marche de la turbine. L'installation d'un bouton d'arrêt à l'intérieur de l'enceinte présente une contrainte majeure, à savoir la tenue aux températures élevées qui y régnent (maximum 200°C). I1 a été proposé, en variante, de placer les boutons d'arrêt à l'extérieur de l'enceinte mais, bien entendu, ceux-ci ne sont pas accessibles de l'intérieur ou ne peuvent être accessibles qu'en prévoyant des accès qui posent des contraintes sévères de maintien d'étanchéité de l'enceinte. Le but de l'invention est donc de pallier les inconvénients précités, et de fournir un dispositif interrupteur accessible de l'intérieur d'une enceinte étanche, mais qui ne soit pas sensible aux niveaux de températures régnant dans l'enceinte. L'invention a donc pour objet un dispositif interrupteur de commande d'un équipement auxiliaire d'une machine placée dans une enceinte étanche qui comporte, selon une caractéristique générale, un organe de commande actionnable manuellement par un utilisateur et associé à un élément élastique de rappel, un interrupteur commandé par l'organe de commande, et une tige de liaison mobile reliant l'organe de commande et l'interrupteur, l'organe de commande et l'interrupteur étant destinés à être montés de part et d'autre d'une cloison délimitant l'enceinte étanche. Selon une autre caractéristique, le dispositif interrupteur comporte en outre une pièce d'étanchéité cylindrique destinée à constituer une traversée de cloison et dans laquelle coulisse la tige de liaison. Les transferts thermiques de la pièce cylindrique vers l'interrupteur sont limités par de nombreuses pièces isolantes par exemple en téflon et en prévoyant des moyens pour limiter la conductivité thermique. Ainsi, par exemple, la pièce cylindrique est constituée d'une matière apte à limiter le transfert thermique. De même, le dispositif peut comprendre un joint apte à limiter la conductivité thermique et interposé entre la pièce cylindrique et l'organe de commande. Par ailleurs, dans un mode de réalisation, l'ensemble comprenant l'organe de commande et la tige de liaison mobile constitue un bouton poussoir et comporte des moyens pour limiter la conductivité thermique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en perspective d'un dispositif interrupteur de commande conforme à l'invention. - la figure 2 est une vue éclatée du dispositif de la figure 1, vu du côté intérieur de l'enceinte sur laquelle il vient se monter ; - la figure 3 est une vue éclatée du dispositif de la figure 1, vu du côté intérieur de l'enceinte - la figure 4 est une vue de l'intérieur de l'enceinte montrant le dispositif à l'état monté ; et - la figure 5 est une vue de l'extérieure de l'enceinte montrant le dispositif à l'état monté. Le dispositif interrupteur illustré sur la figure 1 est destiné à être placé sur une cloison d'une enceinte étanche dans laquelle est placée une turbine à gaz afin, notamment, de commander le fonctionnement d'un appareil de ventilation assurant une aspiration de l'air ambiant présent dans l'enceinte. Comme on le voit, le dispositif interrupteur, désigné par la référence numérique générale 1, comporte essentiellement un organe interrupteur 2, placé d'un côté de la cloison C de l'enceinte, en l'espèce du côté intérieur de l'enceinte, et un interrupteur 3, placé de l'autre côté de la cloison C, c'est-à-dire à l'extérieur. Le dispositif 1 comporte encore une tige de commande (non représentée sur la figure 1), comprenant une première extrémité sur laquelle est fixé l'organe de commande, et une extrémité opposée couplée à l'interrupteur 3. En d'autres termes, l'ensemble constitué par l'organe de commande 2, et la tige de commande constitue un bouton poussoir agissant comme un piston qui, lorsque l'on appuie sur l'organe de commande, vient actionner l'interrupteur 3. Une pièce cylindrique 4, dans laquelle coulisse la tige de commande, s'étend entre l'interrupteur 3 et la cloison C, pour constituer une traversée de cloison étanche. A l'extrémité de la pièce d'étanchéité 4 raccordée à la cloison C, des moyens d'étanchéité sont prévus pour permettre le coulissement étanche de la tige de commande à travers la cloison C. Grâce à cet agencement, dans lequel seul l'organe de commande est placé à l'intérieur de l'enceinte, et dans lequel l'interrupteur 3 est disposé à l'extérieur tout en prévoyant une traversé de cloison étanche, on dispose d'un dispositif interrupteur, dont seul l'organe de commande, insensible aux niveaux de température régnant dans l'enceinte, est accessible depuis l'intérieur. On va maintenant décrire en référence aux figures 2 à 5 un exemple de réalisation d'un dispositif interrupteur conforme à l'invention. En se référant tout d'abord à la figure 2, qui montre une vue éclatée du dispositif interrupteur montrant l'agencement du bouton poussoir, du côté intérieur de l'enceinte, et sur laquelle on reconnaît la pièce cylindrique 4, on voit que le bouton poussoir comporte une tête 5 montée par l'intermédiaire d'une vis 6 sur la tige de commande 7. Par ailleurs, une platine d'appui 8 est fixée à l'aide de vis 9 sur l'extrémité de la pièce cylindrique 4 avec interposition d'un joint 10 apte à limiter la conductivité thermique du dispositif. Par exemple, la tige de commande est réalisée en téflon et comporte des joints d'étanchéité internes 11. Le joint 10 est par exemple, quant à lui, réalisé en silicone haute température. On voit enfin sur la figure 2 qu'un élément élastique de rappel 12, en l'espèce un ressort, est interposé entre la tête 5 et la platine d'appui 8. En se référant maintenant à la figure 3, on voit que, du côté de l'interrupteur, le dispositif comporte essentiellement un boitier aluminium 13 pourvu, sur deux parois latérales, respectivement haute et basse, d'un bouchon 14 associé à un joint 15, d'une part, et d'un presse étoupe 16 associé à un joint correspondant 17, d'autre part. L'extrémité de la tige de commande, qui fait saillie dans le boitier 13, actionne un contact électrique 18, auquel il est associé par l'intermédiaire d'un joint 19, d'une rondelle d'appui 20, d'un écrou 21, et d'un ressort anti-rebond 22. En se référant enfin aux figures 4 et 5, qui illustrent respectivement une vue du côté intérieur de l'enceinte, et une vue du côté extérieur de l'enceinte, on voit que, du côté intérieur, la tête 5 est accessible pour actionner l'interrupteur. Une étiquette 23 peut être disposée afin de fournir des indications. Du côté intérieur, le boîtier peut être doté d'un contacteur électrique 24 et d'une étiquette interne 25. Des essais ont été réalisés dans une étuve ayant une capacité maximale de chauffe de 400 degrés Celsius. Les conditions de test ont été réalisées avec une température ambiante de 18°C. La durée a été de 5 heures pour chaque prise de température (100°C, 150°C, 200°C) afin d'être certain de la stabilité thermique à l'intérieur de l'étuve. La partie chaude du bouton poussoir est positionnée dans l'étuve, la partie froide comprenant l'interrupteur est en dehors de la zone chaude de l'étuve. De tests ont montré que le bouton poussoir fonctionne et ne présente pas de détérioration visible à 200°C. La température intérieure du boitier est de 24,2°Celsius pour une température extérieure du boitier de 21°C. Les résultats de ces tests sont illustrés 20 par le tableau suivant : TEMPERATURE DE Température extérieur du Température intérieur du L'ETUVE boitier boitier 100° C 16° C 18.5° C 150° C 18.8° C 21° C 200° C 21° C 24.2° C Ces tests ont montré que les conditions imposées par la 25 directive machine NF EN 563 (1994) qui impose que la température de contact d'une pièce métallique ne dépasse pas 65 °C pour 1 seconde sont satisfaites. REVENDICATIONS1. Dispositif interrupteur de commande d'un équipement auxiliaire d'une machine placée dans une enceinte étanche, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de commande (2) actionnable manuellement par un utilisateur, un interrupteur (3) commandé par l'organe de commande, et une tige de liaison mobile reliant l'organe de commande à l'interrupteur, l'organe de commande (2) et l'interrupteur (3) étant destinés à être montés de part et d'autre d'une cloison (C) délimitant l'enceinte étanche. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pièce d'étanchéité cylindrique(4) destinée à constituer une traversée de cloison dans laquelle coulisse la tige de liaison. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce cylindrique est constituée d'une matière apte à limiter le transfert thermique. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un joint (10) apte à limiter la conductivité thermique et interposé entre la pièce cylindrique et l'organe de commande. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble comprenant l'organe de commande et la tige de liaison mobile constitue un bouton poussoir et comporte des moyens pour limiter la conductivité thermique.