FR2972843A1

FR2972843A1 - Control switch device for controlling operation of ventilation apparatus of gas turbine placed in watertight enclosure, has connecting rod connecting control unit to switch, where unit and switch are mounted on both sides of partition

Info

Publication number: FR2972843A1
Application number: FR1152204A
Authority: FR
Inventors: Stephane Wolf; Jacques Aldea
Original assignee: GE Energy Products France SNC
Current assignee: GE Energy Products France SNC
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: FR2972843B1

Abstract

The device (1) has a control unit (2) manually actionable by a user, and a switch (3) controlled by the control unit. A movable connecting rod connects the control unit to the switch. The control unit and the switch are mounted on both sides of a partition (C) delimiting a watertight enclosure. A cylindrical sealing part (4) forms a bulkhead union in which the connecting rod slides. The cylindrical part includes a material to limit transfer of heat. A joint is interposed between the cylindrical part and the control unit, where the joint limits thermal conductivity.

Description

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. The invention relates, in general, to the control of an auxiliary equipment of a machine arranged in a sealed enclosure and relates more particularly, in a particularly advantageous application of the invention, the control of a ventilation system of the enclosure of a heat engine, including a gas turbine. Indeed, thermal engines such as gas turbines, are generally confined in a thermo-acoustic enclosure, that is to say, gas-tight and thermally and acoustically insulated. In the operating installations, it is indeed necessary to protect the members of staff from the noise generated during the operation of such engines, possible incidents likely to occur due to the level of pressure of the fluids handled or the level of temperature released by the engines, and possible explosions due to gas leaks from the fuel supply system of the engine. Thermal engines, such as gas turbines, are also ventilated to protect the mechanical and electrical components that are located near the engine. Such a ventilation must make it possible to ensure the complete renewal of the air and to lower the temperature in the enclosure to maintain it around a value of the order of 130 ° C. It is therefore essential to avoid any stagnation of the air in the heating zones which would otherwise favor the formation of gas concentration zones resulting from any leaks which, in contact with the air, would increase the risk of 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. Furthermore, when the ventilation is done by suction, the enclosures must also ensure a seal with the outside to avoid air calls that could alter the ventilation profile provided in the design, that is to say the speaker configuration.

C'est ainsi que l'enceinte et le système de ventilation constituent des éléments essentiels à la sureté de fonctionnement des turbines à gaz. Thus, the enclosure and the ventilation system are essential elements for the operational safety of gas turbines.

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. Current regulations, such as the ATEX directive (for "ATmosphères EXplosives") may impose constraints that, according to their interpretation, may require a coupling of the operation of the turbine to that of the ventilation system. In particular, even before starting the turbine, ventilation by air intake must be maintained in order to evacuate potential gas leaks and to minimize the risk of explosion. However, it has been found that the implementation of the ventilation device before the activation of the turbine can present risks for the operators, because as soon as the ventilation starts, a vacuum is created. in the enclosure, which can prevent the opening of exit doors. However, for safety reasons, when starting a gas turbine, it is necessary to be able to evacuate the personnel around the turbine. This is why a stop button must be installed to allow a momentary shutdown of the ventilation unit and thus allow the evacuation of the personnel before or during the start-up of the 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. The installation of a stop button inside the enclosure has a major constraint, namely the resistance to high temperatures that prevail (maximum 200 ° C). It has been proposed, alternatively, to place the stop buttons outside the enclosure but, of course, they are not accessible from the inside or can be accessed only by providing access which pose severe constraints maintaining the tightness of the enclosure. The object of the invention is therefore to overcome the aforementioned drawbacks, and to provide a switch device accessible from within a sealed enclosure, but which is not sensitive to the temperature levels prevailing in the enclosure. The invention therefore relates to a control switch device of an auxiliary equipment of a machine placed in a sealed enclosure which comprises, according to a general characteristic, a control member manually operable by a user and associated with an elastic member of recall, a switch controlled by the control member, and a movable connecting rod connecting the control member and the switch, the control member and the switch being intended to be mounted on both sides of the a partition defining the sealed enclosure. According to another characteristic, the switch device further comprises a cylindrical sealing piece intended to constitute a partition through and in which slides the connecting rod. Heat transfers from the cylindrical part to the switch are limited by numerous insulating parts, for example Teflon, and by providing means for limiting the thermal conductivity.

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. Thus, for example, the cylindrical piece is made of a material capable of limiting heat transfer. Similarly, the device may comprise a seal capable of limiting the thermal conductivity and interposed between the cylindrical part and the control member.

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. Furthermore, in one embodiment, the assembly comprising the control member and the movable connecting rod constitutes a push button and comprises means for limiting the thermal conductivity. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description, made with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 illustrates a perspective view of a control switch device according to the invention . - Figure 2 is an exploded view of the device of Figure 1, seen from the inner side of the enclosure on which it comes to be mounted; - Figure 3 is an exploded view of the device of Figure 1, seen from the inner side of the enclosure - Figure 4 is a view of the interior of the enclosure showing the device in the mounted state; and - Figure 5 is an external view of the enclosure showing the device in the mounted state.

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. The switch device illustrated in Figure 1 is intended to be placed on a wall of a sealed chamber in which is placed a gas turbine to, in particular, to control the operation of a ventilation apparatus ensuring an air suction ambient present in the enclosure. As can be seen, the switch device, designated by the general reference numeral 1, essentially comprises a switch member 2 placed on one side of the partition C of the enclosure, in this case on the inside of the enclosure, and a switch 3, placed on the other side of the partition C, that is to say outside. The device 1 further comprises a control rod (not shown in FIG. 1), comprising a first end on which the control member is fixed, and an opposite end coupled to the switch 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. In other words, the assembly constituted by the control member 2, and the control rod is a push button acting as a piston which, when the control member is pressed, actuates the switch 3. A cylindrical piece 4, in which the control rod slides, extends between the switch 3 and the partition C, to form a through bulkhead. At the end of the sealing part 4 connected to the partition C, sealing means are provided to allow the control rod to slide through the partition 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. Thanks to this arrangement, in which only the control member is placed inside the enclosure, and in which the switch 3 is arranged outside while providing a through bulkhead, is available a switch device, which only the control member, insensitive to the temperature levels in the chamber, is accessible from the inside. An exemplary embodiment of a switch device according to the invention will now be described with reference to FIGS. 2 to 5.

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. Referring firstly to Figure 2, which shows an exploded view of the switch device showing the arrangement of the push button on the inside of the enclosure, and on which the cylindrical part 4 is recognized, it is seen that the push button comprises a head 5 mounted by means of a screw 6 on the control rod 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. Furthermore, a support plate 8 is fixed with screws 9 on the end of the cylindrical part 4 with the interposition of a seal 10 able to limit the thermal conductivity of the device. For example, the control rod is made of Teflon and has internal seals 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. The seal 10 is for example, made of high temperature silicone. Finally, we see in FIG. 2 that an elastic return element 12, in this case a spring, is interposed between the head 5 and the support plate 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. Referring now to FIG. 3, it will be seen that, on the switch side, the device essentially comprises an aluminum box 13 provided, on two sidewalls, respectively high and low, with a plug 14 associated with a gasket 15 on the one hand, and a cable gland 16 associated with a corresponding seal 17, on the other hand.

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. The end of the control rod, which projects into the housing 13, actuates an electrical contact 18, to which it is associated via a seal 19, a support washer 20, a nut 21, and an anti-rebound spring 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. Referring finally to Figures 4 and 5, which respectively illustrate a view of the inner side of the enclosure, and a view of the outer side of the enclosure, we see that, on the inner side, the head 5 is accessible to operate the 'light switch. A label 23 may be arranged to provide indications. On the inside, the housing may be provided with an electric contactor 24 and an inner label 25. Tests have been carried out in an oven having a maximum heating capacity of 400 degrees Celsius. The test conditions were performed with an ambient temperature of 18 ° C. The duration was 5 hours for each temperature measurement (100 ° C., 150 ° C., 200 ° C.) in order to be certain of the thermal stability inside the oven. The hot part of the push button is positioned in the oven, the cold part comprising the switch is outside the hot zone of the oven. Tests have shown that the push button works and shows no visible deterioration at 200 ° C. The internal temperature of the case is 24.2 ° Celsius for an outside temperature of the case of 21 ° C. The results of these tests are illustrated by the following table: TEMPERATURE OF EXTERNAL TEMPERATURE OF THE INNER TEMPERATURE OF THE CASE CASE CASE 100 ° C 16 ° C 18.5 ° C 150 ° C 18.8 ° C 21 ° C 200 ° C 21 ° C 24.2 ° C. These tests have shown that the conditions imposed by the machine directive NF EN 563 (1994) which requires that the contact temperature of a metal part does not exceed 65 ° C. for 1 second are satisfied.

Claims

REVENDICATIONS1. Control switch device of an auxiliary equipment of a machine placed in a sealed enclosure, characterized in that it comprises a control member (2) manually operable by a user, a switch (3) controlled by the control member control, and a movable connecting rod connecting the control member to the switch, the control member (2) and the switch (3) being intended to be mounted on both sides of a partition ( C) delimiting the sealed enclosure.

2. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises a cylindrical sealing piece (4) intended to constitute a partition through which the connecting rod slides.

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the cylindrical part is made of a material capable of limiting the heat transfer.

4. Device according to one of claims 2 and 3, characterized in that it comprises a seal (10) adapted to limit the thermal conductivity and interposed between the cylindrical part and the control member.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the assembly comprising the control member and the movable connecting rod is a push button and comprises means for limiting the thermal conductivity.