Brevet FR3157512A1 — publié le 20250627

Dispositif d'aspiration de brouillards d'huile La présente invention concerne un dispositif d'aspiration (1) agencé pour être mis en œuvre sur un palier (2) recevant un arbre (3) d'une machine tournante, ce dernier traversant ledit palier (2) entre une première paroi latérale (7) et une deuxième paroi latérale (8), remarquable en ce qu'il comporte au moins : - un premier et un deuxième collecteurs (10, 11) de brouillards d'huile comprenant chacun un carter disposé autour de l'arbre (3) de manière à laisser un espace annulaire entre lui et ledit arbre (3) et contre respectivement ladite première paroi latérale (7) et ladite deuxième paroi latérale (8), et raccordé respectivement à une première et une deuxième tuyauteries (12, 13) pour évacuer les brouillards d'huile aspirés par et vers des moyens de traitement permettant de capter les particules d'huile des brouillards et de rejeter l'air épurés. Fig 1 DISPOSITIF D'ASPIRATION DE BROUILLARDS D'HUILE Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des paliers destinés notamment à des turbines ou des alternateurs de centrales électriques. Elle vise plus précisément un dispositif d'aspiration des brouillards d'huile générés par lesdits paliers. Etat de la technique Dans le domaine des turbines ou alternateurs de centrales électriques, il est connu d'utiliser des paliers pour permettre la rotation de ces différents équipements. Lesdits paliers sont avantageusement lubrifiés et comportent, de manière classique, un réservoir contenant de l'huile. La mise en œuvre de ces paliers lubrifiés est certes efficace, mais présente l'inconvénient d'un risque de pollution des alternateurs par l'huile qu'ils contiennent. Ainsi, en cas de fuite ou de débordement d'huile du réservoir, les turbines ou alternateurs peuvent alors être pollués par de l'huile liquide. Toutefois, ce type de pollution est assez rare, car le personnel qui assure le fonctionnement et/ou la maintenance des turbines ou alternateurs est qualifié et les erreurs ou défaillances sont peu fréquentes. En revanche, il n’est pas rare de voir des turbines ou alternateurs pollués par des brouillards d’huile. Ces brouillards d'huile se forment sur la surface libre de l’huile et plus particulièrement lorsque celle-ci est chaude et/ou agitée pendant le fonctionnement des turbines ou alternateurs. Dans ce cas, les brouillards d'huile ont tendance à s’échapper par les reniflards du palier ou au niveau de la jonction entre ce dernier et la pièce tournante, notamment la ligne d’arbre des turbines et/ou alternateurs. De plus, le système de ventilation permettant d'évacuer les calories des pertes énergétiques de fonctionnement de la turbine ou de l'alternateur, participe grandement à la diffusion de ces brouillards et de très nombreuses parties de la turbine ou de l'alternateur se retrouvent alors souillées. Le dépôt d'huile sur la machine a tendance à fixer la poussière ce qui peut obstruer des conduits de ventilation ou créer une couche diminuant l’échange thermique. Lorsque l'huile fixe de la poussière conductrice (balais de collecteur par exemple), des problèmes d'isolation peuvent apparaître sur les alternateurs. Par ailleurs, ces brouillards d'huile peuvent également représenter des risques pour la santé du personnel assurant le fonctionnement et/ou la maintenance des turbines ou alternateurs, les brouillards d'huile pouvant en effet être à l'origine de chutes en rendant les surfaces glissantes. Pour pallier cet inconvénient, il est connu de mettre en œuvre des dispositifs d'aspiration des brouillards d'huile en relation directement avec l'intérieur du réservoir de chacun des paliers associés aux turbines ou alternateurs. Ces dispositifs d'aspiration connus aspirent directement dans le réservoir pour capter le brouillard d'huile à la source. Ce type de dispositifs d'aspiration est assez efficace, mais il présente l'inconvénient de générer des variations du niveau d’huile dans le réservoir, du fait des différences de pression qu'il génère. De plus, ce type de dispositifs d'aspiration présente également un risque vis à vis de l'air potentiellement pollué par des poussières qui entre dans le réservoir en remplacement de l'air extrait et qui peut ainsi engendrer des problèmes de lubrification. Le but de la présente invention est donc de proposer un dispositif d'aspiration des brouillards d'huile générés par des paliers de machines tournantes telles que, par exemple, des turbines ou alternateurs, efficace, facile à mettre en œuvre et permettant de ne pas modifier le niveau d’huile dans le réservoir associé à chacun des paliers, ni de faire circuler de l'air dans ledit réservoir. Conformément à l’invention, il est donc proposé un dispositif d'aspiration agencé pour être mis en œuvre sur un palier recevant un arbre d'une machine tournante, ce dernier traversant ledit palier entre une première paroi transversale et une deuxième paroi transversale, remarquable en ce qu'il comporte au moins : - un premier collecteur de brouillards d'huile comprenant un carter agencé pour être disposé autour de l'arbre, de manière à laisser un espace annulaire entre lui et ledit arbre, et à proximité de ladite première paroi latérale, ledit carter étant raccordé à une première tuyauterie pour évacuer les brouillards d'huile aspirés par et vers des moyens de traitement permettant de capter les particules d'huile des brouillards et de rejeter l'air épuré, - un orifice axial aménagé entre le carter et l'arbre du côté opposé au palier, pour mettre en relation l'extérieur dudit carter et ledit espace annulaire, et - un orifice radial aménagé entre le carter et ladite première paroi latérale, pour mettre en relation l'extérieur dudit carter et ledit espace annulaire. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif d'aspiration comporte : - un deuxième collecteur de brouillards d'huile comprenant un carter agencé pour être disposé autour de l'arbre, de manière à laisser un espace annulaire entre lui et ledit arbre, et à proximité de ladite deuxième paroi latérale, et raccordé à une deuxième tuyauterie pour évacuer les brouillards d'huile aspirés par et vers des moyens de traitement permettant de capter les particules d'huile des brouillards et de rejeter l'air épuré, - un orifice axial aménagé entre le carter et l'arbre du côté opposé au palier, pour mettre en relation l'extérieur dudit carter et ledit espace annulaire, et - un orifice radial aménagé entre le carter et ladite deuxième paroi latérale, pour mettre en relation l'extérieur dudit carter et ledit espace annulaire. De manière avantageuse, chacun des carters des premier et deuxième collecteurs de brouillards d'huile comporte au moins : - une chambre d'aspiration de forme globalement annulaire disposée autour de l'arbre et présentant une ouverture radiale située du côté dudit arbre et mettant en relation l'espace annulaire correspondant et l'intérieur de ladite chambre d'aspiration, - une chambre d'homogénéisation disposée autour de ladite aspiration et raccordée respectivement à la première et deuxième tuyauteries correspondantes, et - un orifice de transfert mettant en relation l'intérieur de ladite chambre d'aspiration et l'intérieur de ladite chambre d'homogénéisation. Chaque orifice axial a avantageusement une forme annulaire entourant l'arbre. De manière avantageuse, chaque orifice radial est en forme globale de gorge périmétrique. Chaque carter comporte, de préférence, une pluralité d'orifices de transfert disposés de façon à créer des restrictions qui ont pour fonction de repartir uniformément le flux d’air tout autour de la circonférence de l'arbre tournant. Selon une variante de réalisation, le premier collecteur de brouillards d'huile comporte une bague de déflexion d'huile suintante agencée pour être disposée autour dudit arbre au droit de l'ouverture radiale de la chambre d'aspiration dudit premier collecteur. Brève description des figures D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d’un mode d’exécution de l’invention en référence aux figures annexées sur lesquelles : FIG. 1 est une vue en coupe verticale d'un dispositif d'aspiration de brouillards d'huile, selon l'invention, agencé pour être mis en œuvre sur un palier d'un arbre d'une machine tournante verticale, FIG. 2 est une vue agrandie du détail A de la FIG. 1 , FIG. 3 est une vue agrandie du détail B de la FIG. 1 , FIG. 4 est une vue agrandie du détail A de la FIG. 1 selon une variante de réalisation. Sur la FIG. 1 , on a représenté, conformément à l'invention, un dispositif d'aspiration 1 agencé pour être mis en œuvre sur un palier 2 recevant un arbre 3 d'une machine tournante, non représentée, destinée à une centrale électrique et telle que, par exemple, une turbine ou un alternateur. De plus, dans le mode de réalisation représenté sur la FIG. 1 , le dispositif d'aspiration 1 est mis en place sur un palier 2 recevant un arbre 3 s'étendant verticalement, mais il va de soi que l'arbre 3 pourra également être horizontal, sans sortir du cadre de la présente invention, les termes tels que, par exemple, inférieur, supérieur, horizontal ou encore vertical seront alors à adapter. Ledit palier 2 comprend, de manière classique, un carter 4 déterminant un réservoir 5 inférieur contenant de l'huile et un espace 6 supérieur dans lequel sont formés des brouillards d'huile. L'arbre 3 est disposé de sorte à traverser le palier 2 entre une première paroi latérale 7 située du côté dudit réservoir 5 et une deuxième paroi latérale 8 située du côté dudit espace 6. Selon le mode de réalisation représenté, le dispositif d'aspiration 1 comporte au moins un premier collecteur 10 de brouillards d'huile disposé autour de l'arbre 3 à proximité de la première paroi latérale 7 du palier 2 et un deuxième collecteur 11 de brouillards d'huile disposé autour de l'arbre 3 à proximité de la deuxième paroi latérale 8. Lesdits premier et deuxième collecteurs 10, 11 sont chacun raccordés respectivement à une première et une deuxième tuyauteries 12, 13 pour évacuer les brouillards d'huile aspirés par et vers des moyens de traitement, non représentés, permettant de capter les particules d'huile des brouillards et de rejeter l'air épuré. De tels moyens de traitement sont connus de l'Homme du Métier. On désigne ici par "à proximité" le fait que l'espace respectif entre les premier et deuxième collecteurs 10, 11 et les première et deuxième parois latérales 7, 8 du palier 2 est de l'ordre de quelques centimètres. En outre, en fonction de la configuration du palier 2, le dispositif d'aspiration 1 pourra ne comporter qu'un premier collecteur 10 ou 11 de brouillards d'huile, sans sortir du cadre de la présente invention. Par ailleurs, en référence à la FIG. 2 , le premier collecteur 10 de brouillards d'huile comporte au moins : - un carter 14 raccordé à la première tuyauterie 12, et disposé autour de l'arbre 3 de manière à laisser un espace annulaire 15 entre lui et ledit arbre 3, - un orifice axial 16 aménagé entre le carter 14 et l'arbre 3 du côté opposé au palier 2, pour mettre en relation ledit espace annulaire 15 et l'extérieur dudit carter 14, et - un orifice radial 17 aménagé entre le carter 14 et la première paroi latérale 7 du palier 2, pour mettre en relation ledit espace annulaire 15 et l'extérieur dudit carter 14. En outre, selon un mode de réalisation avantageux, le carter 14 comporte au moins : - une chambre d'aspiration 18 de forme globalement annulaire disposée autour de l'arbre 3 et présentant une ouverture radiale 19 située du côté dudit arbre 3 et mettant en relation l'espace annulaire 15 et l'intérieur de ladite chambre d'aspiration 18, - une chambre d'homogénéisation 20 disposée autour de ladite chambre d'aspiration 18 et raccordée à la première tuyauterie 12, et - un orifice de transfert 21 mettant en relation l'intérieur de ladite chambre d'aspiration 18 et l'intérieur de ladite chambre d'homogénéisation 20. Selon un mode de réalisation avantageux, le premier collecteur 10 comporte un orifice axial 16 ayant une forme annulaire entourant l'arbre 3 et un orifice radial 17 en forme globale de gorge périmétrique. De plus, dans la mesure où l'arbre 3 est en rotation lorsque la machine tournante correspondante fonctionne et crée de fait des perturbations aérauliques, le carter 14 comporte, de préférence, une pluralité d'orifices de transfert 21 disposés de façon à créer des restrictions qui ont pour fonction de repartir uniformément le flux d’air tout autour de la circonférence de l'arbre 3 tournant. En référence à la FIG. 3 , le deuxième collecteur 11 de brouillards d'huile est identique au premier collecteur 10 de brouillards d'huile décrit précédemment, et comporte au moins : - un carter 22 raccordé à la deuxième tuyauterie 13, et disposé autour de l'arbre 3 de manière à laisser un espace annulaire 23 entre lui et ledit arbre 3, - un orifice axial 24 aménagé entre le carter 22 et l'arbre 3 du côté opposé au palier 2, pour mettre en relation ledit espace annulaire 23 et l'extérieur dudit carter 22, et - un orifice radial 25 aménagé entre le carter 22 et la deuxième paroi latérale 8 du palier 2, pour mettre en relation ledit espace annulaire 23 et l'extérieur dudit carter 22. En outre, selon un mode de réalisation avantageux, le carter 22 comporte au moins : - une chambre d'aspiration 26 de forme globalement annulaire disposée autour de l'arbre 3 et présentant une ouverture radiale 27 située du côté dudit arbre 3 et mettant en relation l'espace annulaire 23 et l'intérieur de ladite chambre d'aspiration 26, - une chambre d'homogénéisation 28 disposée autour de ladite chambre d'aspiration 26 et raccordée à la deuxième tuyauterie 13, et - un orifice de transfert 29 mettant en relation l'intérieur de ladite chambre d'aspiration 26 et l'intérieur de ladite chambre d'homogénéisation 28. Selon un mode de réalisation encore plus avantageux, le deuxième collecteur 11 comporte un orifice axial 24 ayant une forme annulaire entourant l'arbre 3 et un orifice radial 25 en forme globale de gorge périmétrique. De plus, dans la mesure où l'arbre 3 est en rotation lorsque la machine tournante correspondante fonctionne et crée de fait des perturbations aérauliques, le carter 22 comporte, de préférence, une pluralité d'orifices de transfert 29 disposés de façon à créer des restrictions qui ont pour fonction de repartir uniformément le flux d’air tout autour de la circonférence de l'arbre 3 tournant. Ainsi configuré, le dispositif d'aspiration 1 selon l'invention fonctionne de la manière décrite ci-après pour collecter, de manière efficace, les brouillards d'huile s'échappant du palier 2. Lors du fonctionnement du dispositif d'aspiration 1, les moyens de traitement aspirent, grâce aux premier et deuxième collecteurs 10, 11 et aux première et deuxième tuyauteries 12, 13 associées via successivement l'ouverture radiale 19, 27, la chambre d'aspiration 18, 26, l'orifice de transfert 21, 29 et la chambre d'homogénéisation 20, 28, non seulement des brouillards d'huile s'échappant du palier 2, mais également de l'air extérieur provenant des orifices axiaux 16, 24 et radiaux 17, 25 respectifs. Tout d'abord, on rappelle qu'il est connu que les brouillards d'huile s’échappent d'un palier principalement au niveau de la jonction entre le palier et la pièce tournante, c'est-à-dire dans le mode de réalisation représenté, entre l'arbre 3 et les première et deuxième parois latérales 7,8 du palier 2. On comprend alors bien que le fait de positionner les premier et deuxième collecteurs 10, 11 disposé autour de l'arbre 3 et respectivement contre la première paroi latérale 7 et la deuxième paroi latérale 8 permet de collecter, de manière particulièrement localisée et très efficace, les brouillards d'huile s'échappant du palier 2. Par ailleurs, comme décrit plus haut, grâce à l'aspiration des moyens de traitement, un flux d'air extérieur est créé depuis les orifices axiaux 16, 24 et radiaux 17, 25 respectifs des premier et deuxième collecteurs 10, 11 jusqu'aux première et deuxième tuyauteries 12, 13. On comprend que ce flux d'air extérieur évite tout échappement des brouillards d'huile en forçant ces derniers à se diriger vers les espaces annulaires 15,23 afin d'être aspirés par les ouvertures radiales 19, 27 des chambres d'aspiration 18, 26 respectives des premier et deuxième collecteurs 10, 11. Cette configuration particulière renforce donc encore l'efficacité du dispositif d'aspiration 1 selon l'invention. Enfin, on comprend bien qu'avec cette configuration, le dispositif d'aspiration 1 crée un flux d'air autour du palier 2 sans mettre en dépression ou surpression l'intérieur du palier 2 et n'a donc pas ou peu d'influence sur la variation du niveau d’huile contenue dans le réservoir 4 dudit palier 2. Cette configuration particulière permet également d'éviter l'entrée d'air extérieur au palier 2 potentiellement pollué avec les risques de lubrification associés. Par ailleurs, selon une variante de réalisation représentée à la FIG. 4 et dans une configuration avec un arbre 3 s'étendant verticalement, le premier collecteur 10 du dispositif d'aspiration 1 de brouillards d'huile disposé sous le palier 2 comporte avantageusement une bague 30 de déflexion d'huile suintante agencée pour être disposée autour dudit arbre 3 au droit de l'ouverture radiale 19 de la chambre d'aspiration 18 dudit premier collecteur 10. En outre, on comprend bien que le dispositif d'aspiration 1 selon l'invention est particulièrement intéressant car il est totalement indépendant du palier 2 et peut être implémenté sur des machines existantes après coup comme sur des machines neuves dès leur conception. Le dispositif d'aspiration 1 selon l'invention trouve une application particulière pour la collecte des brouillards d'huile générés par des paliers de turbines ou alternateurs de centrales hydroélectriques, mais il va de soi qu'il pourra être adapté pour collecter des brouillards d'huile générés par des paliers de turbines ou alternateurs de centrales électriques ou par des paliers de machines tournantes d'un tout autre type. Enfin, il va de soi que les exemples de dispositif d'aspiration 1 conformes à l'invention qui viennent d'être décrits ne sont que des illustrations particulières, en aucun cas limitatives de l'invention. Dispositif d'aspiration (1) agencé pour être mis en œuvre sur un palier (2) recevant un arbre (3) d'une machine tournante, ce dernier traversant ledit palier (2) entre une première paroi latérale (7) et une deuxième paroi latérale (8), caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - un premier collecteur (10) de brouillards d'huile comprenant un carter (14) agencé pour être disposé autour de l'arbre (3), de manière à laisser un espace annulaire (15) entre lui et ledit arbre (3), et à proximité de ladite première paroi latérale (7) , et raccordé à une première tuyauterie (12) pour évacuer les brouillards d'huile aspirés par et vers des moyens de traitement permettant de capter les particules d'huile des brouillards et de rejeter l'air épuré, - un orifice axial (16) aménagé entre le carter (14) et l'arbre (3) du côté opposé au palier (2), pour mettre en relation l'extérieur dudit carter (14) et ledit espace annulaire (15), et - un orifice radial (17) aménagé entre le carter (14) et ladite première paroi latérale (7), pour mettre en relation l'extérieur dudit carter (14) et ledit espace annulaire (15). Dispositif d'aspiration (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte : - un deuxième collecteur (11) de brouillards d'huile comprenant un carter (22) agencé pour être disposé autour de l'arbre (3), de manière à laisser un espace annulaire (23) entre lui et ledit arbre (3), et à proximité de ladite deuxième paroi latérale (8), et raccordé à une deuxième tuyauterie (13) pour évacuer les brouillards d'huile aspirés par et vers des moyens de traitement permettant de capter les particules d'huile des brouillards et de rejeter l'air épuré, - un orifice axial (24) aménagé entre le carter (22) et l'arbre (3) du côté opposé au palier (2), pour mettre en relation l'extérieur dudit carter (22) et ledit espace annulaire (23), et - un orifice radial (25) aménagé entre le carter (22) et ladite deuxième paroi latérale (8), pour mettre en relation l'extérieur dudit carter (22) et ledit espace annulaire (23). Dispositif d'aspiration (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque carter (14, 22) comporte au moins : - une chambre d'aspiration (18, 26) de forme globalement annulaire disposée autour de l'arbre (3) et présentant une ouverture radiale (19, 27) située du côté dudit arbre (3) et mettant en relation l'espace annulaire (15, 23) correspondant et l'intérieur de ladite chambre d'aspiration (18, 26), - une chambre d'homogénéisation (20, 28) disposée autour de ladite aspiration (18, 26) et raccordée respectivement à la première et deuxième tuyauteries (12, 13) correspondantes, et - un orifice de transfert (21, 29) mettant en relation l'intérieur de ladite chambre d'aspiration (18, 26) et l'intérieur de ladite chambre d'homogénéisation (20, 28). Dispositif d'aspiration (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3 caractérisé en ce que chaque orifice axial (16, 24) a une forme annulaire entourant l'arbre (3). Dispositif d'aspiration (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que chaque orifice radial (17, 25) est en forme globale de gorge périmétrique. Dispositif d'aspiration (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que chaque carter (14, 22) comporte une pluralité d'orifices de transfert (21, 29) disposés de façon à créer des restrictions qui ont pour fonction de repartir uniformément le flux d’air tout autour de la circonférence de l'arbre (3) tournant. Dispositif d'aspiration (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que le premier collecteur (10) de brouillards d'huile comporte une bague (30) de déflexion d'huile suintante agencée pour être disposée autour dudit arbre (3) au droit de l'ouverture radiale (19) de la chambre d'aspiration (18) dudit premier collecteur (10).