Brevet FR3120162A1 — publié le 20220826

Déflecteur et ensemble comprenant un tel déflecteur L’invention concerne un déflecteur (22) d’évacuation d’un gaz, le déflecteur (22) comprenant : - un élément de déflexion (34) comprenant une extrémité inférieure (40), une extrémité supérieure (42), et au moins une portion incurvée (44) s’étendant entre l’extrémité inférieure (40) et l’extrémité supérieure (42), l’extrémité supérieure (42) étant disposée au-dessus de l’extrémité inférieure (40) selon une direction d’élévation, la portion incurvée (44) définissant un conduit d’évacuation (50) du gaz, l’extrémité inférieure (40) comprenant une pluralité d’entrées (52), l’extrémité supérieure (42) comprenant au moins une première sortie (58) pour évacuer ladite pluralité des flux de gaz hors du conduit d’évacuation (50), - une grille (36) fixée sur l’élément de déflexion (34) et disposée en regard de la première sortie (58), et - un dispositif de support (38), l’élément de déflexion (34) étant assemblé sur le dispositif de support (38). Figure pour l'abrégé : Figure 2 Déflecteur et ensemble comprenant un tel déflecteur La présente invention concerne selon un premier aspect un déflecteur destiné à l’évacuation d’un gaz. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un ensemble comprenant un tel déflecteur. L’ensemble est par exemple un système d’alimentation en énergie électrique. Le système d’alimentation en énergie électrique comprend par exemple une enceinte contenant une pile à combustible pour la génération d’énergie électrique par réaction d’oxydoréduction entre un premier fluide et un deuxième fluide. Un problème rencontré avec ce type de système d’alimentation en énergie électrique est la sécurité liée au stockage et à l’utilisation des premier et/ou deuxième fluides. En effet, il arrive souvent que ces fluides soient des fluides dangereux présentant un risque explosif. C’est le cas par exemple avec le dihydrogène. Lors du fonctionnement normal du système d’alimentation en énergie électrique ou en cas d’incident, il est connu de purger ces fluides en utilisant des tuyaux de purge connectés fluidiquement avec l’extérieur de l’enceinte pour préserver la sécurité des personnes et des installations présentes à l’intérieur de l’enceinte. Ces tuyaux de purge sont par exemple connectés à des bouches de sortie disposées autour de l’enceinte. Ces purges créent des zones de concentration de fluide, par exemple de dihydrogène, autour de l’enceinte susceptibles de former une ou plusieurs zones à atmosphère explosive (dite ATEX). Dans de telles zones, le mélange entre l’air et plus particulièrement l’oxygène de l’air (comburant), et un des premier et/ou deuxième fluides (comburant), en particulier le dihydrogène, est susceptible de provoquer une explosion en présence d’une source d’inflammation, comme par exemple une étincelle d’origine électrique ou mécanique ou une surface chaude. Un but de l’invention est d’éviter la création de zones à atmosphère explosive autour de l’enceinte et d’assurer la sécurité pour les personnes et les installations lors de la purge des fluides gazeux dangereux, tels que le dihydrogène. A cet effet, l’objet de l’invention concerne un déflecteur d’évacuation d’un gaz, le déflecteur étant destiné à être fixé sur une structure, le déflecteur comprenant : - un élément de déflexion comprenant une extrémité inférieure, une extrémité supérieure, et au moins une portion incurvée s’étendant entre l’extrémité inférieure et l’extrémité supérieure, l’extrémité supérieure étant disposée au-dessus de l’extrémité inférieure selon une direction d’élévation, la portion incurvée définissant un conduit d’évacuation du gaz, l’extrémité inférieure comprenant une pluralité d’entrées pour introduire une pluralité de flux de gaz à l’intérieur du conduit d’évacuation, l’extrémité supérieure comprenant au moins une première sortie pour évacuer ladite pluralité des flux de gaz hors du conduit d’évacuation, - une grille fixée sur l’élément de déflexion et disposée en regard de la première sortie, et - un dispositif de support destiné à être fixé sur la structure, l’élément de déflexion étant assemblé sur le dispositif de support. Ainsi, le déflecteur selon l’invention permet de regrouper en un même endroit l’ensemble des tuyaux de purge et d’évacuer l’ensemble des flux de gaz dans l’atmosphère à bonne distance de la structure de manière sécurisée. En outre, la grille empêche l’obstruction de l’intérieur du conduit d’évacuation par des éléments extérieurs tels que des feuilles ou des insectes, et permet ainsi d’assurer une bonne évacuation des gaz. Le déflecteur peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon l’une quelconque des combinaisons techniquement possibles : - l’élément de déflexion comprend en outre une portion inférieure s’étendant selon une première direction disposée entre l’extrémité inférieure et la portion incurvée, et une portion supérieure s’étendant entre la portion incurvée et l’extrémité supérieure selon une deuxième direction, la deuxième direction étant différente de la première direction ; - la deuxième direction est sensiblement parallèle à la direction d’élévation ; - les entrées de la pluralité d’entrées sont disposées sur une face avant de la portion inférieure ou sur une face avant du dispositif de support, la face avant de la portion inférieure ou la face avant du dispositif de support s’étendant respectivement dans un plan sensiblement perpendiculaire à la première direction ; - la première sortie est configurée pour évacuer les flux de gaz selon une direction d’évacuation sensiblement parallèle à la direction d’élévation ; - la grille s’étend dans un plan formant un angle non nul avec la direction d’élévation ; - l’élément de déflexion comprend au moins un orifice d’évacuation destiné à évacuer un volume de liquide présent dans le conduit d’évacuation ; et - la portion supérieure comprend une paroi latérale, ladite paroi latérale définissant une deuxième sortie configurée pour évacuer la pluralité des flux de gaz hors du conduit d’évacuation. Selon un deuxième aspect, l’objet de l’invention concerne un ensemble comprenant: - une structure définissant une enceinte, - un système d’évacuation pour évacuer au moins un premier fluide hors de l’enceinte, le système d’évacuation comprenant une pluralité de tuyaux de purge, chaque tuyau de purge s’étendant depuis une première extrémité vers une deuxième extrémité, les premières extrémités s’étendant dans l’enceinte, et - au moins un déflecteur tel que décrit plus haut, le déflecteur étant fixé sur la structure à l’extérieur de l’enceinte, les deuxièmes extrémités des tuyaux de purge étant connectées aux entrées de la pluralité d’entrées de l’élément de déflexion. Selon un mode de réalisation particulier, les tuyaux de purge sont connectés de façon étanche aux entrées de la pluralité d’entrées. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite uniquement à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la est une représentation schématique d’un ensemble selon l’invention, - la est une coupe transversale d’un déflecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention, - la est une vue avant du déflecteur de la au niveau de la pluralité d’entrées, et - la est une coupe transversale d’un déflecteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La représente un ensemble 10 selon l’invention. L’ensemble 10 comprend une structure 12 définissant une enceinte 14, , un système d’évacuation 18 pour évacuer au moins un premier fluide gazeux 20 hors de l’enceinte 14, au moins un déflecteur 22 d’évacuation d’un gaz, et en particulier d’évacuation du premier fluide 20, fixé sur la structure 12. Dans l’exemple de la , l’ensemble 10 est un système d’alimentation 21 en énergie électrique. En variante, l’ensemble 10 est un électrolyseur ou tout autre système qui nécessite l’évacuation contrôlé d’un fluide gazeux. Le système d’alimentation 21 est par exemple utilisé pour alimenter en énergie électrique une région isolée comme une île, une région montagneuse, etc. La structure 12 est de préférence posée ou fixée sur le sol. La structure 12 comprend une pluralité de parois latérales 23 et un toit 25 définissant entre eux l’enceinte 14. L’ensemble 10 comprend par exemple un dispositif 16 apte à purger un volume du premier fluide 20. Le dispositif 16 est par exemple un dispositif de génération 27 d’énergie électrique comprenant une pile à combustible 24 pour la génération d’énergie électrique par réaction d’oxydoréduction entre le premier fluide 20 et un deuxième fluide. De préférence, le premier fluide 20 et le deuxième fluide sont des gaz. Dans l’exemple décrit, le premier fluide 20 est le dihydrogène. Le deuxième fluide est le dioxygène présent dans l’air entourant la structure 12. Par exemple, le dispositif de génération 27 d’énergie électrique comprend au moins une bonbonne de gaz 26 destinée à stocker le premier fluide 20 sous pression. La bonbonne de gaz 26 est connectée fluidiquement à la pile à combustible 24. De préférence, comme représenté sur la , la bonbonne de gaz 26 de premier fluide 20 est disposée à l’extérieur de l’enceinte 14. De préférence, la pile à combustible 24 est une pile utilisant la technologie à membrane d’échange de protons (plus souvent désignée sous l’abréviation PEM renvoyant à la dénomination anglaise de « Proton Exchange Membrane »). Tous les éléments du dispositif de génération 27 d’énergie électrique décrit ci-dessus sont disposés dans la structure 12 à l’intérieur de l’enceinte 14. Le système d’évacuation 18 comprend une pluralité de tuyaux de purge 28. Les tuyaux de purge 28 sont adaptés pour évacuer le premier fluide 20 et/ou le deuxième fluide hors de l’enceinte 14. Chaque tuyau de purge 28 s’étend depuis une première extrémité 30 vers une deuxième extrémité 32. Les premières extrémités 30 des tuyaux de purge 28 s’étendent dans l’enceinte 14 et sont connectées au dispositif de génération 27 d’énergie électrique. Les deuxièmes extrémités 32 des tuyaux de purge 28 sont connectées au déflecteur 22. Chaque tuyau de purge 28 est par exemple formé par un tuyau en inox. Avantageusement, chaque tuyau de purge 28 est connecté de façon étanche au déflecteur 22. Selon des modes de réalisation différents, le dispositif de génération 27 d’énergie électrique comprend un ou plusieurs des éléments suivants (non représentés) : un convertisseur configuré pour ajuster la tension générée par la pile à combustible 24, une alimentation de stockage tampon configurée pour stocker l’énergie de la pile à combustible 24 qui n’est pas consommée par un ensemble de charges connectées au dispositif d’alimentation 21 en énergie électrique, un onduleur configuré pour convertir une tension continue fournie par la pile à combustible 24 en tension alternative, et/ou un transformateur configuré pour adapter en amplitude la tension fournie par la pile à combustible 24. Le déflecteur 22 est de préférence fixé sur le toit 25 de la structure 12. Le déflecteur 22 comprend un élément de déflexion 34, une grille 36 fixée sur l’élément de déflexion 34 et un dispositif de support 38 fixé sur la structure 12 et assemblé sur l’élément de déflexion 34. L’élément de déflexion 34 comprend une extrémité inférieure 40, une extrémité supérieure 42, et au moins une portion incurvée 44 s’étendant entre l’extrémité inférieure 40 et l’extrémité supérieure 42. Dans la suite de la description, les termes « inférieur(e) » et « supérieur(e) » sont utilisés en référence à une direction d’élévation Z, c’est-à-dire que l’extrémité supérieure 42 est disposée au-dessus de l’extrémité inférieure 40 selon la direction d’élévation Z. Dans l’exemple des figures 2 et 3, l’élément de déflexion 34 comprend en outre une portion inférieure 46 s’étendant selon une première direction P1 disposée entre l’extrémité inférieure 40 et la portion incurvée 44, et une portion supérieure 48 s’étendant entre la portion incurvée 44 et l’extrémité supérieure 42 selon une deuxième direction P2. La deuxième direction P2 est différente de la première direction P1. Par exemple, la première direction P1 et la deuxième direction P2 forment entre elles un angle α non nul, compris entre 30° et 120°, par exemple égal à 90° comme dans l’exemple des figures 2 et 3. La deuxième direction P2 est par exemple sensiblement parallèle à la direction d’élévation Z. Ceci permet d’évacuer les flux de gaz vers le ciel et d’éviter une accumulation des gaz dans le voisinage de la structure 12. La portion incurvée 44 définit un conduit d’évacuation 50 du gaz, et plus particulièrement du premier fluide 20 et/ou du deuxième fluide présent dans les tuyaux de purge 28. La portion incurvée 44 permet de faire ruisseler l’eau de pluie qui pénètre par l’extrémité supérieure 42 à l’intérieur du conduit d’évacuation. Ceci permet l’évacuation des poussières accumulées à l’intérieur du conduit d’évacuation 50 et un nettoyage du conduit d’évacuation 50. Selon l’invention, l’extrémité inférieure 40 comprend une pluralité d’entrées 52 pour introduire une pluralité de flux de gaz à l’intérieur du conduit d’évacuation 50. Dans l’exemple décrit, les flux de gaz sont des flux de premier fluide 20, c’est-à-dire des flux de dihydrogène. Chaque entrée 52 comprend par exemple un raccord 54 fileté recevant la deuxième extrémité 32 de chacun des tuyaux de purge 28 de manière étanche. En variante, l’élément de déflexion 34 comprend des moyens additionnels d’étanchéité, comme par exemple des joints (non représentés), pour assurer l’étanchéité et garantir que tout le gaz sortant de chaque tuyau de purge 28 est injecté dans le conduit d’évacuation 50 et non à l’extérieur dudit conduit 50. Les entrées 28 sont préférentiellement disposées sur une face avant 56 de la portion inférieure 46 s’étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à la première direction P1. Les entrées 28 sont par exemple alignées comme visible sur la . L’extrémité supérieure 42 comprend au moins une première sortie 58 pour évacuer ladite pluralité des flux de gaz hors du conduit d’évacuation 50. Dans l’exemple des figures 2 et 3, la première sortie 58 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction d’élévation Z. La première sortie 58 est configurée pour évacuer les flux de gaz selon une direction d’évacuation E sensiblement parallèle à la direction d’élévation Z. La grille 36 est disposée en regard de la première sortie 58. La grille 36 recouvre de préférence la première sortie 58, c’est-à-dire que pour sortir du conduit d’évacuation 50, les flux de gaz traversent la grille 58 de part en part. La grille 36 empêche l’intrusion à l’intérieur du conduit d’évacuation 50 d’éléments extérieurs tel que des feuilles, des insectes etc., susceptibles de venir obstruer le conduit d’évacuation 50. La grille 36 est par exemple en métal. Elle est de préférence assemblée de manière amovible sur l’élément de déflexion 34 au moyen d’un système de fixation comprenant par exemple des vis 60. Ceci permet un démontage facile de la grille 36 pour nettoyage ou remplacement par exemple. La grille 36 comprend par exemple une pluralité de barreaux (non représentés) définissant des ouvertures. La taille des ouvertures est choisie pour limiter l’introduction d’éléments extérieurs dans le conduit d’évacuation 50. Le dispositif de support 38 est de préférence fixé sur le toit 25 de la structure 12. Le dispositif de support 38 comprend au moins une face avant 62 et deux faces latérales 64 reliées de part et d’autre de la face avant 62. Le dispositif de support 38 comprend en outre de préférence une face inférieure 66 reliée à la face avant 62 et aux faces latérales 64, et une face supérieure 68 s’étendant depuis la face avant 62 en regard de la face inférieure 66 sur au moins une partie de la face inférieure 66. La face avant 62, les faces latérales 64, la face supérieure 68 et la face inférieure 66 définissent entre elles un logement 70 recevant l’élément de déflexion 34 et plus particulièrement l’extrémité inférieure 40 de l’élément de déflexion 34. Les faces latérales 64 sont de préférence assemblées sur l’élément de déflexion 34 au moyen de vis 72, n’entrant de préférence pas à l’intérieur du conduit d’évacuation 50. La face avant 62 définit une pluralité d’ouvertures en regard de chacune des entrées 52 pour recevoir les tuyaux de purge 28. Avantageusement, l’élément de déflexion 34 comprend au moins un orifice d’évacuation 74 destiné à évacuer un volume de liquide 76 présent dans le conduit d’évacuation 50. Le liquide 76 est par exemple de l’eau de pluie ou de la neige fondue introduites dans le conduit d’évacuation 50 par la première sortie 58. L’orifice d’évacuation 74 est par exemple défini par une paroi latérale 78 de la portion inférieure 46 de l’élément de déflexion 34. Avantageusement, l’orifice d’évacuation 74 peut en outre former une évacuation pour les flux de gaz, par exemple si la première sortie 58 est obstruée. Ceci assure une sécurité supplémentaire pour assurer l’évacuation des flux de gaz vers l’extérieur. Un deuxième mode de réalisation de l’invention va maintenant être décrit en référence à la . Ce mode de réalisation va être décrit par différences par rapport au premier mode de réalisation des figures 2 et 3. Dans ce mode de réalisation, la grille 36 s’étend dans un plan formant un angle non nul avec la direction d’élévation Z, par exemple compris entre 30° et 85°. Ceci empêche notamment le dépôt et l’accumulation d’éléments sur la grille 36 comme de la neige ou des feuilles. Les éléments glissent par gravité le long de la grille 36 et n’obstruent pas la première sortie 58. En complément, pour les deux modes de réalisation décrits, une paroi latérale 80 de la portion supérieure 48 de l’élément de déflexion 34 peut définir une deuxième sortie 82 configurée pour évacuer la pluralité de flux de gaz hors du conduit d’évacuation 50. La deuxième sortie 82 permet l’évacuation du gaz lorsque la première sortie 58 est obstruée par exemple par de la neige ou tout autre élément extérieur tel que des feuilles, etc. Avantageusement, si la première sortie 82 et la deuxième sortie 82 sont obstruées, les flux de gaz peuvent être évacués par le ou les orifices d’évacuation 74 destinés à évacuer le liquide (eau de pluie) présent dans le conduit d’évacuation 50. De préférence, comme représenté sur la , la grille 36 s’étend en saillie de la paroi latérale 80 de la portion supérieure 48 au-dessus de la deuxième sortie 82 selon la direction d’élévation Z, de manière à former un élément de protection 84 destiné à limiter l’insertion de tout élément extérieur par la deuxième sortie 82 comme par exemple de la pluie. Ainsi, le déflecteur 22 selon l’invention est particulièrement avantageux car il permet de regrouper en un même endroit l’ensemble des tuyaux de purges 28 et d’évacuer l’ensemble des flux de gaz dans l’atmosphère à bonne distance de la structure 12 et d’empêcher la formation de zones à atmosphère explosive autour de l’enceinte 14. De plus, la grille 36 empêche l’obstruction de l’intérieur du conduit d’évacuation 50 et permet ainsi d’assurer une bonne évacuation des gaz. Déflecteur (22) d’évacuation d’un gaz, le déflecteur (22) étant destiné à être fixé sur une structure (12), le déflecteur (22) comprenant : - un élément de déflexion (34) comprenant une extrémité inférieure (40), une extrémité supérieure (42), et au moins une portion incurvée (44) s’étendant entre l’extrémité inférieure (40) et l’extrémité supérieure (42), l’extrémité supérieure (42) étant disposée au-dessus de l’extrémité inférieure (40) selon une direction d’élévation (Z), la portion incurvée (44) définissant un conduit d’évacuation (50) du gaz, l’extrémité inférieure (40) comprenant une pluralité d’entrées (52) pour introduire une pluralité de flux de gaz à l’intérieur du conduit d’évacuation (50), l’extrémité supérieure (42) comprenant au moins une première sortie (58) pour évacuer ladite pluralité des flux de gaz hors du conduit d’évacuation (50), - une grille (36) fixée sur l’élément de déflexion (34) et disposée en regard de la première sortie (58), et - un dispositif de support (38) destiné à être fixé sur la structure (12), l’élément de déflexion (34) étant assemblé sur le dispositif de support (38). Déflecteur (22) selon la revendication 1, dans lequel l’élément de déflexion (34) comprend en outre une portion inférieure (46) s’étendant selon une première direction (P1) disposée entre l’extrémité inférieure (40) et la portion incurvée (44), et une portion supérieure (48) s’étendant entre la portion incurvée (44) et l’extrémité supérieure (42) selon une deuxième direction (P2), la deuxième direction (P2) étant différente de la première direction (P1). Déflecteur (22) selon la revendication 2, dans lequel la deuxième direction (P2) est sensiblement parallèle à la direction d’élévation (Z). Déflecteur (22) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les entrées (52) de la pluralité d’entrées (52) sont disposées sur une face avant (56) de la portion inférieure (46) ou sur une face avant (62) du dispositif de support (38), la face avant (56) de la portion inférieure (46) ou la face avant (62) du dispositif de support (38) s’étendant respectivement dans un plan sensiblement perpendiculaire à la première direction (P1). Déflecteur (22) selon l’une quelconque des revendication 1 à 4, dans lequel la première sortie (58) est configurée pour évacuer les flux de gaz selon une direction d’évacuation (E) sensiblement parallèle à la direction d’élévation (Z). Déflecteur (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la grille (36) s’étend dans un plan formant un angle non nul avec la direction d’élévation (Z). Déflecteur (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’élément de déflexion (34) comprend au moins un orifice d’évacuation (74) destiné à évacuer un volume de liquide (76) présent dans le conduit d’évacuation (50). Déflecteur (22) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel la portion supérieure (48) comprend une paroi latérale (80), ladite paroi latérale (80) définissant une deuxième sortie (82) configurée pour évacuer la pluralité des flux de gaz hors du conduit d’évacuation (50). Ensemble (10) comprenant : - une structure (12) définissant une enceinte (14), - un système d’évacuation (18) pour évacuer au moins un premier fluide (20) hors de l’enceinte (14), le système d’évacuation (18) comprenant une pluralité de tuyaux de purge (28), chaque tuyau de purge (28) s’étendant depuis une première extrémité (30) vers une deuxième extrémité (32), les premières extrémités (30) s’étendant dans l’enceinte (14), et - au moins un déflecteur (22) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, le déflecteur (22) étant fixé sur la structure (12) à l’extérieur de l’enceinte (14), les deuxièmes extrémités (32) des tuyaux de purge (28) étant connectées aux entrées (52) de la pluralité d’entrées (52) de l’élément de déflexion (34). Ensemble (10) selon la revendication 9 dans lequel les tuyaux de purge (28) sont connectés de façon étanche aux entrées (52) de la pluralité d’entrées (52).