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Title:
APPARATUS FOR SOUND-PROOFING A MACHINE SUCH AS A COMBUSTION TURBINE ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/023406
Kind Code:
A1
Abstract:
An apparatus comprising a sound-proofing hood (18) enclosing a frame (17) rigidly connected to the base (2) of the machine (1), and surrounding said machine, said hood (18) being resiliently supported on the frame (17) via resilient suspension members (19, 20) for vertically and laterally supporting the hood (18) relative to the frame (17). The apparatus is useful for sound-proofing noisy machines such as combustion turbine engines, and turbo-alternator units in particular.

Inventors:
LALANNE BERDOUTICQ JEAN-FRANCO (FR)
RICHARD DANIEL (FR)
TIETTO ALAIN (FR)
TYACK ROBERT (FR)
Application Number:
PCT/FR1995/000194
Publication Date:
August 31, 1995
Filing Date:
February 20, 1995
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Assignee:
ACOUSTIQUE IND SOC D (FR)
HAUTEFEUILLE GINETTE (FR)
LALANNE BERDOUTICQ JEAN FRANCO (FR)
RICHARD DANIEL (FR)
TIETTO ALAIN (FR)
TYACK ROBERT (FR)
International Classes:
E04B1/82; F02B77/13; G10K11/16; E04B1/84; (IPC1-7): G10K11/16; E04B1/82
Foreign References:
DE3542038A11987-06-04
FR2205107A51974-05-24
US3860085A1975-01-14
DE4341693A11994-07-07
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Installation d'insonorisation d'une machine (1) bruyante en fonctionnement, telle qu'une machine tournante, en particulier du type turbo machine à turbine à combustion, ou autre machine aéraulique, montée sous une charpente porteuse (17) entourant la machine (1), l'installation comprenant une cloche d'insonorisation (18), qui enveloppe au moins le dessus et les côtés de la machine (1), et qui comporte un toit \29) et au moins une façade latérale (31) constitués d'au m<?ins une paroi acoustiquement isolante, le toit (29) de la cloche (18) étant relié à la charpente (17) par des moyens (19) élastiques de suspension et de support vertical, caractérisée en ce que la cloche (18) enveloppe également la charpente ( 17 ) , qui est rigidement fixée sur un châssis (2) supportant la machine (1) et ancré sur un massif (3) implanté dans le sol du site d'installation, et chaque façade latérale (31) est également reliée à la charpente (17) par des moyens (19) élastiques de suspension et de support vertical de la cloche (18) par rapport à la char pente (17), et la cloche (18) est également montée elasti¬ quement sur la charpente (17) par des moyens (20) élastiques de suspension latérale de la cloche (18) par rapport à la charpente (17), lesdits moyens (20) élastiques de suspension latérale coopérant avec des butées mécaniques limitant positivement les déplacements latéraux relatifs de la cloche (18) et de la charpente (17), après une course latérale déterminée de suspension desdits moyens élastiques (20).
2. Installation d'insonorisation selon la revendica¬ tion 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de suspension élastiques (19, 20) participant aux suspensions verticale et latérale.
3. Installation d'insonorisation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens élastiques de suspension comprennent des ressorts (40) et/ou des éléments (42) en matériau élastomère viscoé¬ lastique.
4. Installation d'insonorisation selon l'une quel¬ conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la cloche (18) comprend au moins un cadre (28) de ceinture relié à la charpente (17) par au moins lesdits moyens élastiques (40, 42) de suspension et de support vertical, et supportant, de manière amovible, le toit (29) et chaque façade latérale (31) de la cloche (18).
5. Installation d'insonorisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins une partie desdits moyens élastiques (20) de suspension latérale est montée entre au moins une façade (31) de la cloche d'insonorisation (18) et la charpente (17).
6. Installation d'insonorisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins une paroi acoustiquement isolante comprend un assemblage de panneaux d'isolation phonique dont chacun comprend, de l'extérieur vers l'intérieur de la paroi: une tôle (47) externe pleine, sur la face interne de laquelle sont fixés des raidisseurs (48) parallèles entre eux, espacés d'un pas déterminé, et transversaux à la paroi, au moins une couche (50) de matériau viscoélasti¬ que collé à la face interne de la tôle externe (47), entre les raidisseurs (48), un complexe (53) d'au moins deux couches (55, 56) de matière minérale fibreuse, de différentes épaisseurs et/ou densités, s'étendant entre les raidisseurs, et dont une couche (55) de plus faible épaisseur et/ou densité est doublée vers l'intérieur par une couche (56) de plus forte épaisseur et/ou densité, le complexe (53) étant de préfé¬ rence protégé vers 1'intérieur par un voile de fibres de verre, et une tôle (57) interne perforée de protection mécanique dudit complexe (53) de matière minérale fibreuse, et retenue par des raidisseurs (48).
7. Installation d'insonorisation selon la revendi cation 6, caractérisée en ce qu'au moins un panneau d'isola¬ tion phonique comprend de plus, de l'extérieur vers l'inté¬ rieur de la paroi, et entre le matériau viscoélastique (50) et la couche (55) de plus faible épaisseur et/ou densité du complexe (53) de matière minérale fibreuse: une tôle de doublage (51), fixée à des raidisseurs (48) et assurant une compression permanente du matériau viscoélastique ( !}0), et une couche ( 54 ) supplémentaire du complexe ( 53 ) de matière minérale fibreuse, ladite couche supplémentaire (54) étant de plus forte épaisseur et/ou densité que la couche (55) du complexe (53) à laquelle elle est adjacente.
8. Installation d'insonorisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce qu'au moins un cadre de ceinture (28) de la cloche (18) est elastiquement suspendu à et/ou en appui sur la charpente (17) par des ensembles (19) de suspension élastique compre¬ nant chacun au moins un ressort hélicoïdal (40), de préfé¬ rence associé à au moins une couche d'élastomère viscoélas tique (42).
9. Installation d'insonorisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus au moins une jupe (21) latérale d'insonorisation, se fixant de manière amovible, d'une part, à la base de la cloche (18) à laquelle elle est suspendue, et, d'autre part, sur le massif (3) par l'intermédiaire de supports élastiques (22) d'appui réglables, le long d'au moins un côté du châssis (2), chaque jupe (21) présentant une structure de paroi acoustiquement isolante, de manière à assurer la continuité de l'isolation phonique au droit du châssis (2), en délimitant latéralement à ce dernier un dégagement (24) pour le logement d'équipements associés à la machine (1) .
10. Installation d'insonorisation selon la revendi cation 9, caractérisée en ce que chaque jupe latérale (21) forme, par sa base (71) reliée au massif (2), un interface d'isolation acoustique en coopération avec un joint (79) acoustiquement isolant, qui s'étend sur une hauteur suffi¬ sante, parallèlemen à la base (71) de la jupe (21), à l'intérieur de cette dernière dont il est séparé d'une faible distance, de sorte à définir entre le joint acousti¬ quement isolant (79) et la base de la jupe (21), une chicane d'absorption phonique.
11. Installation d'insonorisation selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que la partie supérieure (26) de la jupe (21) est aménagée en passerelle (27) par l'adjonction de tôle larmée ou de caillebotis.
12. Installation d'insonorisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la base de la cloche (18) est reliée au dessus du châssis (2) par au moins un joint (60) d'étanchéité à l'air, monté glissant sensiblement verticalement le long de la face interne de la base de la cloche (18).
Description:
INSTALLATION D'INSONORISATION D'UNE MACHINE, TELLE QUE TURBO MACHINE A TURBINE A COMBUSTION.

L'invention concerne une installation d'insonorisa¬ tion, pour des machines bruyantes en fonctionnement, comme le sont les machines tournantes, de grandes tailles et puissances, telles que les turbo machines à turbine à combustion, en particulier groupe turbo alternateur, turbo pompe ou turbo cp presseur, ou encore comme le sont des compresseurs, surjbresseurs, et autres machines aérauliques, dont le fonctionne ent engendre de grandes nuisances sonores pour 1 'environnement.

L'invention concerne une telle installation d'inso¬ norisation, ou de protection acoustique, qui permet d'assu¬ rer simultanément une protection contre le vent, la pluie et les autres agents atmosphériques tels que la neige, la grêle et les vents de sable, ainsi qu'une protection mécanique contre la pénétration de corps étrangers dans la ou les partie(s) tournante(s) de la ou des machine(s) insonori¬ sée(s) . On sait que les machines tournantes des types précités sont en général installées sur un châssis, lui-même ancré sur un massif de fondation implanté dans le sol du site d'installation, et sont au moins partiellement entou¬ rées d'un capotage d'insonorisation et/ou de protection mécanique.

La présence d'un tel capotage, appelé encore enceinte ou encoffrement, a été rendue nécessaire pour résoudre les problèmes d'émissions sonores de machines de puissance et dimension de plus en plus importantes telles que les turbo alternateurs industriels de forte puissance, dont les alternateurs sont entraînés par des turbines à combustion, alimentées en gaz ou en pétrole, pour la génération d'électricité, et en particulier pour le renfor¬ cement des réseaux de distribution électrique, afin de satisfaire les demandes d'énergie de pointe.

Dans un premier temps, le traitement acoustique du

corps de ces machines, notamment du caisson d'échappement ou des chambres de combustion de la turbine, ou l'alternateur, ainsi que des équipements auxiliaires de ces machines, a été réalisé à l'aide d'un capotage constitué d'une ossature et de panneaux acoustiquement isolants fixés rigidement sur le châssis de la machine. Une telle réalisation est schéma- tiquement représentée en coupe transversale sur la figure 1, où la machine 1 eçt reçue sur un châssis 2 rigidement ancré sur le massif 3 de béton. Le capotage 4 de protection acoustique et mécanique, qui est rigidement fixé sur le châssis 2, comprend une ossature 5 porteuse, qui supporte, d'une part, des équipements internes vibrants, tels qu'équi¬ pements réfrigérants, de protection contre l'incendie, pompes, ventilateurs, tuyauteries et canalisations de fluide, câbles et équipements électriques, passerelles et pont roulant, schématiquement représentés et désignés dans leur ensemble par la référence 6, et , d'autre part, des panneaux acoustiquement isolants, formant une enveloppe d'insonorisation 7. Bien que cette réalisation présente les avantages de permettre la fixation en atelier, d'une part, des équipe¬ ments internes vibrants 6 sur l'ossature 5, et, d'autre part d'un capotage 4 de dimension réduite sur le châssis 2 de la machine, et d'assurer la protection de la machine aux intempéries pendant le transport, sa structure procure de faibles performances de protection acoustique, du fait de la transmission solidienne des vibrations (représentées par des traits ondulés se terminant par des flèches indiquant la direction de propagation) se propageant de la machine 1 et des équipements vibrants 6 aux parois du capotage 4 resti¬ tuant ces vibrations sous forme de bruits (schématisés par des ondulations externes au capotage 4 et au châssis 2) .

Pour des machines de 25 MW à 130 M , à titre d'exemple, le niveau sonore à un mètre à l'extérieur du capotage 4 de la figure 1 se situe aux environs de 90 à 95 dbA.

Pour rendre de telles installations conformes aux nouvelles législations sur le bruit, il a déjà été proposé, comme représenté sur la figure 2, de dissocier le capotage 4 du châssis 2 de la machine 1 en découplant son ossature 5 du châssis 2. La base de l'ossature 5 est alors reliée à la face supérieure du châssis 2 par des systèmes 8 à ressorts ou plots élastiques, et des joints d'étanchéité 9 sont montés entre lej châssis 2 et la base de l'enveloppe 7 d' insonorisation. De plus, des jupes inférieures latérales 10, ayant une structure acoustiquement isolante, ont été proposées pour améliorer la protection acoustique au droit du châssis 2.

Bien que l'on ait pu attendre de telles installa¬ tions qu'elles présentent non seulement les mêmes avantages que l'installation selon la figure 1, mais en outre des performances de protection acoustique améliorées, des installations selon la figure 2 n'ont, en pratique, pas été réalisées par les constructeurs, car elles ont comme inconvénients de présenter une grande instabilité au vent, ainsi qu'une efficacité de protection acoustique qui reste très limitée, en raison du support, par l'ossature 5, des équipements internes vibrants 6, dont les vibrations se propagent toujours dans les parois du capotage 4 qui les restituent sous forme de bruit. En outre, la réalisation de la figure 2 impose des interfaces complexes, notamment pour assurer l'étanchéité aux traversées de parois, qui sont toujours nécessaires sur ce type de machine.

Pour ces raisons, plutôt que d'utiliser l'architec¬ ture théorique de la figure 2, les constructeurs ont réalisé très majoritairement des installations selon la figure 3. Dans cette installation, le capotage de proximité 4', assurant essentiellement la protection mécanique de la machine 1, est rigidement relié au châssis 2 par son ossature 5', supportant les équipements vibrants 6, et par son enveloppe 7 ' de protection mécanique reposant sur l'ossature 5', et l'insonorisation est essentiellement

assurée par un second capotage 11, enveloppant avec espace¬ ment le capotage de proximité 4' et le châssis 2, et dissocié du châssis 2 de la machine 1 et du massif 3 en faisant reposer son ossature 12, supportant son enveloppe acoustiquement isolante 13, sur des dalles ou plots 14 découplés du massif 3 de la machine par des joints souples 15.

Pour une machine de la gamme de puissance mentionnée ci-dessus, une telle installation permet d'obtenir des niveaux sonores à un mètre, de 80 à 85 dbA lorsque l'instal¬ lation est montée à l'intérieur d'un bâtiment, et d'environ 75 à 80 dbA pour des installations en plein air.

Les avantages d'une telle installation sont donc des performances de protection acoustique élevées, ainsi qu'une maintenance facilitée de la machine dans les installations en plein air, du fait de la présence du capotage externe 11. Mais la présence du capotage externe 11 est égale¬ ment la cause de nombreux inconvénients: lorsque l'installa¬ tion est montée dans un bâtiment, elle est particulièrement coûteuse en raison du surdimensionnement du bâtiment principal qu'elle impose. Même en plein air, ses dimensions sont importantes et l'ossature 12 du capotage d'insonorisa¬ tion 11 est plus importante pour assurer la tenue au vent. Le transport du capotage externe 11 doit être dissocié de celui de la machine 1 avec son châssis 2 et son capotage de proximité 4', le montage du capotage externe 11 s'effectue sur chantier et nécessite des travaux de génie civil plus importants, en raison des dalles 14 et joints souples 15.

Il en résulte que, dans une installation selon la figure 3, le coût des moyens assurant la protection de l'environnement vis-à-vis des nuisances acoustiques prove¬ nant de la machine représente une fraction importante des coûts globaux de l'installation et relatifs à l'environne¬ ment. Par l'invention, on se propose de remédier aux inconvénients des installations connues, et l'invention a

pour but de proposer une installation d'insonorisation pour machines du type précité, qui cumule les avantages des réalisations connues sans en présenter les inconvénients, et qui, d'une manière générale, convient mieux que les réalisa- tions connues aux divers desiderata de la pratique.

Un but de 1 'invention est de proposer une installa¬ tion d' insonorisation permettant notamment son montage en atelier sur la πjachine et son châssis, la possibilité de fixation d'équipelnents internes vibrants, sans transmission de vibrations à * la paroi acoustiquement isolante, de dimension réduite et offrant des performances de protection acoustique élevées, l'installation assurant de plus la protection de la machine aux intempéries pendant le trans¬ port et sur site, sur lequel elle procure une bonne tenue au vent.

Un autre but de 1 ' invention est de proposer une telle installation d'insonorisation permettant d'obtenir des performances modulables en fonction des besoins, et de réaliser des interfaces d'installation avec son environne- ment sans liaison rigide.

A cet effet, l'invention propose une installation d'insonorisation d'une machine bruyante en fonctionnement, telle qu'une turbo machine à turbine à combustion, en particulier un groupe turbo alternateur, montée sous une charpente porteuse entourant la machine, l'installation comprenant une cloche d'insonorisation, qui enveloppe au moins le dessus et les côtés de la machine, et qui comporte un toit et au moins une façade latérale constitués d'au moins une paroi acoustiquement isolante, le toit de la cloche étant relié à la charpente par des moyens élastiques de suspension et de support vertical, caractérisée en ce que la cloche enveloppe également la charpente, qui est rigide¬ ment fixée sur un châssis supportant la machine et ancré sur un massif implanté dans le sol du site d'installation, et chaque façade latérale est également reliée à la charpente par des moyens élastiques de suspension et de support

vertical de la cloche par rapport à la charpente, et la cloche est également montée elastiquement sur la charpente par des moyens élastiques de suspension latérale de la cloche par rapport à la charpente, lesdits moyens élastiques de suspension latérale coopérant avec des butées mécaniques limitant positivement les déplacements latéraux relatifs de la cloche et de la charpente, après une course latérale déterminée de suspension desdits moyens élastiques.

Ainsi, la ' " cloche forme une enveloppe de protection acoustique, qui est proche des sources de bruit, tout en étant dissociée de sa charpente ou ossature porteuse, qui, du fait de sa fixation rigide sur le châssis, remplit ses fonctions essentielles d'assurer la tenue mécanique au vent, et de supporter les équipements internes vibrants, sans transmettre leurs vibrations à la cloche d'insonorisation, en raison du support de l'enveloppe de protection acoustique assuré par 1'intermédiaire des moyens élastiques de support et de suspension.

L'installation peut comprendre des moyens de sus- pension élastique participant aux suspensions verticale et latérale. En effet, le guidage transversal avec amortisse¬ ment de la cloche sur la charpente peut être assuré par des dispositifs élastiques sollicités en cisaillement, et rem¬ plissant simultanément, par sollicitation en compression ou traction, la fonction de support et de suspension verticale.

De préférence cependant, les moyens élastiques de suspension et support vertical sont distincts des moyens élastiques de suspension latérale à butées, bien que les uns comme les autres puissent comprendre des ressorts, par exemple des ressorts hélicoïdaux en acier, absorbant les moyennes et basses fréquences, et/ou des éléments en matériau viscoélastique, par exemple sous forme de plots ou de couches montées en joint, ces matériaux absorbant les hautes fréquences. Bien entendu, toute combinaison de ressorts et d'éléments viscoélastiques peut être envisagée pour la réalisation des moyens élastiques de suspension, en

tenant compte des efforts et des fréquences impliquées.

Dans un mode de réalisation avantageux, la cloche comprend au moins un cadre de ceinture relié à la charpente par au moins lesdits moyens élastiques de suspension et de support vertical, et supportant, de manière amovible, le toit et chaque façade latérale de la cloche.

La cloche peut comprendre plusieurs cadres de ceinture, espacés- en direction verticale, et chacun relié à la charpente par 1' intermédiaire de moyens élastiques de suspension verticale, constituant des supports antivibrati- les, également montés à différents niveaux de hauteur. Mais, de préférence, la cloche comprend un seul cadre de ceinture, sensiblement au niveau supérieur de la charpente, et relié à cette dernière par l'ensemble des supports antivibratiles assurant la suspension élastique verticale.

Dans ce cas, il est avantageux qu'une partie au moins des moyens élastiques de suspension latérale soit montée entre au moins une façade de la cloche d'insonorisa¬ tion et la charpente. De préférence, ces moyens élastiques de suspension latérale sont répartis à différents niveaux en hauteur, pour limiter plus efficacement les débattements latéraux relatifs de la cloche et de la charpente.

Le matériau acoustiquement isolant utilisé pour réaliser les parois du toit et des façades de la cloche peut comprendre, de manière bien connue, des matériaux synthéti¬ ques en mousse ou cellulaires à cellules ouvertes, mais, avantageusement, au moins une paroi acoustiquement isolante, et de préférence chacune d'elle, comprend un assemblage de panneaux d'isolation phonique dont chacun comprend, de l'extérieur vers l'intérieur de la paroi:

- une tôle externe pleine, sur la face interne de laquelle sont fixés des raidisseurs parallèles entre eux, espacés d'un pas déterminé, et transversaux à la paroi,

- au moins une couche de matériau viscoélastique collé à la face interne de la tôle externe, entre les raidisseurs,

- un complexe d'au moins deux couches de matière minérale fibreuse, de différentes épaisseurs et/ou densités, s'étendant entre les raidisseurs, et dont une couche de plus faible épaisseur et/ou densité est doublée vers l'intérieur par une couche de plus forte épaisseur et/ou densité, le complexe étant de préférence protégé vers 1 ' intérieur par un voile de fibres de verre, et

- une tôl,e interne perforée de protection mécanique dudit complexe de matière minérale fibreuse, et retenue par des raidisseurs.

Une telle structure de panneau est particulièrement appropriée dans les zones de la cloche en regard de parties moyennement ou peu bruyantes de la ou des machine(s).

Par contre, en regard des parties les plus bruyan- tes, le panneau d'isolation phonique comprend de plus, de l'extérieur vers l'intérieur de la paroi, et entre le matériau viscoélastique et la couche de plus faible épais¬ seur et/ou densité du complexe de matière minérale fibreuse:

- une tôle de doublage, fixée à des raidisseurs et assurant une compression permanente du matériau viscoélasti¬ que, et

- une couche supplémentaire du complexe de matière minérale fibreuse, ladite couche supplémentaire étant de plus forte épaisseur et/ou densité que la couche du complexe à laquelle elle est adjacente.

Avantageusement, pour assurer la continuité de l'isolation phonique du droit du châssis, l'installation selon l'invention comprend de plus au moins une jupe latérale d'insonorisation, se fixant de manière amovible, d'une part, à la base de la cloche à laquelle elle est suspendue, et, d'autre part, sur le massif par l'intermé¬ diaire de supports élastiques d'appui réglables, le long d'au moins un côté du châssis, chaque jupe présentant une structure de paroi acoustiquement isolante, avantageusement analogue à celle de la cloche, chaque jupe étant conformée de manière à délimiter simultanément, latéralement au

châssis, un dégagement pour le logement d'équipements associés à la machine.

Dans "ce cas, il est avantageux que chaque jupe latérale forme, par sa base reliée au massif, un interface d'isolation acoustique en coopération avec un joint acousti¬ quement isolant, qui s'étend sur une hauteur suffisante, parallèlement à la base de la jupe, à l'intérieur de cette dernière dont il est séparé d'une faible distance, de sorte à définir entre le joint acoustiquement isolant et la base de la jupe, une clîicane d'absorption phonique.

En outre, la partie supérieure de la jupe peut être avantageusement aménagée en passerelle par l'adjonction de tôle larmée ou de caillebotis.

Enfin, pour maintenir une bonne étanchéité à l'air entre la cloche et le châssis, malgré leurs mouvements verticaux relatifs permis par les moyens élastiques de suspension verticale, la base de la cloche est reliée au dessus du châssis par au moins un joint d'étanchéité à l'air, monté glissant sensiblement verticalement le long de la face interne de la base de la cloche.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven¬ tion découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit en référence aux dessins annexés sur lesquels: - les figures 1 à 3 représentent schématiquement, en coupe transversale, trois réalisations de l'état de la technique;

- la figure 4 est une vue analogue aux figures 1 à 3, d'une réalisation selon l'invention; - la figure 5 est une vue partielle de la figure 4 schématisant la structure et le mode de liaison de la cloche d'insonorisation à la charpente;

- la figure 6 est une vue en coupe transversale schématique d'un exemple de paroi acoustiquement isolante de la cloche;

- la figure 7 est une vue partielle analogue à la

figure 6 d'un autre exemple de paroi acoustiquement isolan¬ te; et

- la figure 8 est également une vue partielle de la figure 4, représentant une jupe latérale et sa coopération avec la base de la cloche, le châssis et le massif.

Sur la figure 4, comme sur les figures 1 à 3, on a schématiquement représenté en 1 une machine, par exemple un groupe turbo alternateur entraîné par une turbine à gaz, montée sur un châssis métallique 2 rigide et ancré sur un massif de béton 3.

Comme dans les réalisations des figures 1 et 2, un capotage de proximité 16, formant simultanément le capotage d'insonorisation et de protection mécanique de la machine 1, enveloppe les côtés et le dessus de cette machine 1 en étant monté sur son châssis 2.

La capotage 16 comprend essentiellement, d'une part, une charpente rigide 17, ou ossature porteuse, rigidement fixée sur le châssis 2, et entourant la machine 1, et, d'autre part, une cloche d'insonorisation 18, constituant l'enceinte de protection acoustique proprement dite, qui enveloppe la charpente 17, et donc aussi le dessus et les côtés de la machine 1.

La charpente 17 est une ossature métallique mécano- soudée, comportant classiquement des montants verticaux et des traverses horizontales, dont les traverses supérieures supportent les équipements internes vibrants 6 de la machine 1, et qui assure la tenue mécanique au vent de l'installa¬ tion ainsi que le support de la cloche d'insonorisation 18, de la manière décrite ci-dessous. La cloche 18 est elastiquement liée à la charpente

17, d'une part, par des ensembles antivibratiles 19, assurant le support vertical avec suspension élastique de la cloche 18 sur la charpente 17, et, d'autre part, par des ensembles de suspension latérale 20, permettant de reprendre la charge au vent. Ces derniers comprennent des moyens élastiques de suspension latérale, tels que des plots

d'élastomère viscoélastique, combinés à des butées mécani¬ ques limitant, par leurs appuis mutuels, les débattements latéraux de la cloche 18 par rapport à la charpente 17, après une course latérale déterminée de suspension élasti- que, inférieure à la course maximum admissible d'extension et/ou de compression, ou encore de cisaillement, des plots viscoélastiques, les butées mécaniques étant, par exemple, constituées par des prolongements des supports rigides entre lesquels sont montés les plots viscoélastiques, raison pour laquelle les ensembles de suspension latérale 20 sont appelés "butées élastiques" dans la suite du présent mémoire descriptif.

Sur la figure 4, ces butées élastiques 20 sont montées à deux niveaux différents de hauteur sur les côtés opposés du capotage 16, entre la charpente 17 et la cloche 18, tandis que les supports antivibratiles 19 sont montés uniquement au niveau de la partie supérieure de la charpente 17, sur laquelle la cloche 18 est en appui élastique, comme représenté sur la figure 4, ou à laquelle la cloche 18 est elastiquement suspendue, comme représenté sur la figure 5 et décrit ci-dessous, grâce à leurs moyens élastiques de suspension verticale, tels que des ressorts, de préférence combinés à des éléments d'élastomère viscoélastique.

Grâce à l'absence de liaison rigide entre la cloche 18 et la charpente 17, les vibrations générées par la machine 1 et ses équipements internes 6 se propagent à la charpente 17 et au châssis 2, sans être transmises à la cloche 18. Cette dernière, bien que proche des sources de bruit, est essentiellement réalisée sous la forme d'une paroi acoustiquement isolante aux bruits transmis par voie aérienne depuis la machine 1, les équipements internes 6 et la charpente 17. Des exemples de réalisation de cette paroi acoustiquement isolante sont décrits ci-dessous en référence aux figures 6 et 7. En cas de surcharge latérale ou transversale exceptionnelle, par vent extrême, séisme ou pour certaines

opérations de maintenance, par exemple, les butées mécani¬ ques des butées élastiques 20 assurent la stabilité de l'ensemble; mais, dans ce cas, l'isolation antivibratile entre la cloche 18 et la charpente 17 n'est plus effective. Pour assurer la continuité de la protection acousti¬ que au droit des côtés du châssis 2 de la machine 1, des jupes latérales d'insonorisation 21, ayant chacune une section transversale en L, s'étendent le long des côtés du châssis 2 en étant, d'une part, suspendues de manière amovible à la base du côté correspondant de la cloche 18, et, d'autre part, fixées au massif 3 de manière amovible par des supports d'appui élastique 22, de préférence réglables.

Alors que la machine 1, son châssis 2, la charpente

17 et les équipements internes vibrants 6 de la machine, et également la cloche 18 (sauf, éventuellement, sa partie supérieure ou toit 29 amovible, comme décrit ci-dessous en référence à la figure 5, lorsque la cloche 18 est d'une grande hauteur) sont transportés d'un seul tenant, après le montage en atelier, sur le site d'installation grâce aux plots de levage latéraux 23 du châssis 2, les jupes 21 sont, au contraire, rapportées sur le site d'installation. Chaque jupe 21 a une structure de paroi acoustiquement isolante, analogue à celle de la cloche 18, et sa forme de section en L lui permet de délimiter, sur le côté correspondant du châssis 2, un dégagement latéral 24 logeant des équipements 25 associés à la machine 1, tels que des conduites, tuyaute¬ ries, faisceaux de câbles, armoires électriques, etc. De plus, la partie supérieure horizontale 26 de la jupe 21 est aménagée en passerelle et supporte à cet effet un revêtement de tôle larmée ou de caillebotis 27, pour faciliter l'accès du personnel de maintenance aux trappes de visite, portes et autres ouvertures aménagées à cette fin dans la cloche 18. La structure et le montage de chaque jupe 21, ainsi que l'interface acoustique à sa base et l'interface d'étanchéité à l'air à la base de la cloche 18 sont représentés de manière plus détaillée sur la figure 8.

Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, la cloche 18 comprend, en regard de la partie supérieure de la charpente 17, un cadre de ceinture 28, en profilé sensible¬ ment en U ou en Ω, sur lequel repose en appui le bord périphérique inférieur de la partie supérieure ou toit 29 de la cloche 18, lequel toit 19 recouvre la charpente 7 et la machine 1 et est fixé de manière amovible, par boulonnage 30, sur l'aile supérieure du cadre en profilé 28. A ce cadre 28 sont suspendues des façades latérales et verticales 31 de la cloche 18, lesquelles façades 31 sont fixées de manière amovible par boulonnage 32 à l'aile inférieure du cadre en profilé 28. Le toit 19 et les façades 31 sont ainsi des éléments démontables les uns indépendamment des autres.

Le cadre 28, dont le profilé est ouvert vers la charpente 17, est fermé, en des emplacements répartis sur son pourtour, par des plaques verticales 33 supportant chacune une console horizontale 34 vers l'intérieur de la cloche 18. Cette console 34 est percée d'un trou de passage d'un goujon fileté vertical 35, fixé en position réglée axialement sur la console 34 par un ensemble écrou-contre écrou 36, 37, le goujon 35 traversant également un trou dans la base d'une pièce support en U 38 solidarisée sous la poutre supérieure en I 39 de la charpente 17, ainsi qu'un ressort hélicoïdal de compression 40, en acier, reposant par son extrémité inférieure sur la base de la pièce support 38 et chargé à son extrémité supérieure par deux plaques rigides d'appui 41, entre lesquelles est comprimée une plaque 42 de silicone viscoélastique, et qui sont retenues sur le goujon 35 par un écrou 43. De la sorte, le ressort 40 et la plaque viscoélasti¬ que 42 sont chargés en compression par la suspension élastique du profilé 28, et donc de toute la cloche 18, à la charpente 17. Dans cet exemple, l'ensemble à ressort 40 et plaque viscoélastique 42 ci-dessus décrit, et interposé entre la charpente 17 et le cadre 28 de la cloche 18, correspond au support antivibratile 19 de la figure 4. En

variante, ces moyens élastiques de suspension et de support vertical peuvent comprendre deux ressorts tels que 40, ou davantage, montés en parallèle et chacun autour d'un goujon tel que 35, auquel cas la plaque viscoélastique 42 et les plaques 41 qui la compriment peuvent être appliquées simultanément contre les extrémités supérieures de tous les ressorts en appui sur une même pièce de support 38.

Dans un tel montage, le ou les ressort(s) 40 absorbe(nt) les basses et moyennes fréquences, tandis que la plaque viscoélastique 42, ou plusieurs plaques analogues éventuellement empilées, absorbe(nt) les hautes fréquences. Ainsi, dans la partie de la cloche 18 enveloppant l'alterna¬ teur, les ressorts 40 sont particulièrement efficaces, tandis que dans la partie de cloche 18 enveloppant la turbine, les plaques d'élastomère 42 sont plus efficaces que les ressorts 40, lesquels peuvent éventuellement être omis.

En regard de la base du profilé 28, sur la face externe de la cloche 18, une tôle 44, formant joint de protection contre les écoulements d'eau de pluie, s'étend du toit 29 jusqu'à la façade 31 et est fixée sur le profilé 28 par un boulon 45 appliquant simultanément contre la base du profilé 28 une plaque de matériau viscoélastique 46 formant un joint de protection acoustique au droit du profilé 28.

Le toit 29 et chaque façade 31 sont réalisés sous la forme d'une paroi acoustiquement isolante, constituée par l'assemblage de panneaux acoustiquement isolants, tels que représentés sur les figures 6 et 7.

Sur la figure 6, la paroi acoustiquement isolante, utilisée pour constituer la cloche 18 monobloc en regard des parties les plus bruyantes de la machine, est constituée, de l'extérieur vers l'intérieur de la cloche, d'une tôle externe pleine 47, sur la face interne de laquelle sont fixées, par soudage ou collage, les ailes externes 49 de membrures de raidissement 48, en profilé plié en Z, qui sont parallèles les unes aux autres et transversales à la paroi, et espacées d'un pas déterminé, fonction de la fréquence

propre de la paroi, donc de l'atténuation acoustique à obtenir, ces membrures 48 étant verticales dans la paroi des façades 31, puis une couche 50 d'un matériau viscoélastique collé contre la face interne de la tôle externe 47, entre les membrures 48, puis une tôle de précontrainte 51, ou tôle de doublage préformée, assurant une compression permanente et homogène du matériau viscoélastique de la couche 50, et qui est fixée pa soudage en 52 aux deux membrures 48 entre lesquelles elle v s'étend, cette tôle de précontrainte 51 permettant d'absorber les vibrations résiduelles, d'éviter le fluage dans le temps du matériau viscoélastique 50, et d'augmenter la masse de l'ensemble, puis un complexe 53 de matière minérale fibreuse, constitué d'une couche externe 54 épaisse de laine minérale à haute densité (supérieure à 100 kg/m 3 ), d'une couche centrale moins épaisse 55 de laine minérale à faible densité (inférieure à 50 kg/m 3 ), et d'une couche épaisse interne 56 de laine minérale à haute densité, et enfin d'une tôle interne perforée 57, avec, éventuelle¬ ment, interposition d'un voile de fibre de verre de protec- tion du complexe 53, entre ce dernier et la tôle perforée 57. La tôle perforée 57, retenue à l'intérieur des ailes internes 58 des membrures 48 et de cornières 59 soudées à ces dernières, assure une protection mécanique du complexe 53 de laine minérale et présente un taux de perforation déterminé pour optimiser l'absorption phonique à l'intérieur de la paroi. A ses bords supérieur et inférieur, chaque paroi de façade est fermée par des tôles en U chevauchant la structure représentée sur la figure 6, et permettant notamment la fixation amovible de la paroi au cadre 28 de la cloche 18 par le boulonnage 32 de la figure 5.

La structure de paroi acoustiquement isolante de la figure 7 convient pour constituer la cloche 18 dans ses parties en regard des zones les moins bruyantes de la machine. A cet effet, la paroi de la figure 7 ne diffère de la paroi de la figure 6 que par le fait qu'elle ne comprend pas de tôle de précontrainte 51 ni de couche externe 54 de

laine minérale, de sorte que son complexe de matière minérale fibreuse n'est constitué que de la couche 55 de faible épaisseur et densité et de la couche interne 56 de grande épaisseur et densité. Pour cette raison, les éléments de la figure 7 analogues à ceux de la figure 6 sont repérés par les mêmes références.

La figure 8 montre que 1'étanchéité à 1 'air entre la base de chaque façade latérale 31 de la cloche 18 et la face supérieure du châssis 2 est assurée par un joint d'étan- chéité 60, en forme de plaque montée glissante ou coulis¬ sante sensiblement verticalement, le long de la face interne de la base de la façade 31, entre cette dernière et la base de la charpente 17, sous des butées élastiques 20 du niveau inférieur. Le joint 60 est en appui par son bord inférieur dans un guide 61 soudé ou boulonné sur le châssis 2 et retenu par son bord supérieur entre la façade 31 et une aile d'un profilé en Z 62, boulonné en 63 par son autre aile contre le profilé en U 64 qui ferme la base de la façade 31, la course maximale du joint 60 dans le profilé en Z 62 correspondant au déplacement vertical maximal de la cloche 18 par rapport à la charpente 17 et au châssis 2, sous l'action des supports antivibratiles 19 de suspension verticale.

Cette figure 8 montre également que, par l'extrémité interne de sa partie supérieure 26, la jupe 21, constituée par exemple d'une paroi acoustiquement isolante telle que représentée sur la figure 6 ou 7, est suspendue à la base de la façade 31, grâce à un prolongement d'une tôle externe 65 de la jupe 21 et une tôle 66 pliée en équerre autour d'un profilé de rive interne 67 de la jupe 21, ces tôles 65, 66 étant solidarisées et boulonnées en 68 sur une cornière solidarisée sous le profilé 64 de la base de la façade 31. Une bavette 70, boulonnée sur la face externe de la base de la façade 31, et reposant contre la tôle externe 65 de la jupe 21 par un joint d'élastomère, assure la protection de cette jonction amovible contre les poussières, le sable et

les ruissellements d'eau.

La figure 8 montre encore que la partie verticale 71 de la jupe 21 est fixée à sa partie horizontale 26 par un profilé d'angle fermé 72, et que la base de cette partie verticale 71 est en appui contre une bordure 73, continue sur toute la périphérie du capotage et ancrée en saillie sur le massif 3, par des supports d'appui 22 constitués de plots élastiques réglables en hauteur et vissés sous un profilé fermé de rive inférieure 74 de la jupe 21, pour coopérer avec des pieds 75 " , de hauteur réglable, montés sur une plaque de base 76 soudée sur la bordure 73. Une bavette 77 à joint d'étanchéité compressible en appui contre la plaque 76, à l'extérieur des pieds 75, est vissée sur la face externe du profilé de rive 74, et une autre bavette 78, en tôle, est vissée contre la tôle externe 65 de la jupe 21 et s'étend vers l'extérieur et vers le bas jusque sous la plaque 76, pour protéger cette jonction contre les agents atmosphériques. Enfin, une chicane d'absorption phonique est réalisée à la base de la jupe 21, entre cette dernière et un joint acoustiquement isolant 79, vissé par sa base sur la plaque 76 dans une position dans laquelle il s'étend verticalement, sensiblement jusqu'à mi-hauteur de la jupe 21 et parallèlement à la partie verticale 71 de celle-ci, à l'intérieur de cette partie verticale, dont le joint est séparé d'une faible distance. Ce joint 79 est constitué comme la paroi acoustiquement isolante de la figure 6 ou de la figure 7, mais il est monté de sorte que sa tôle pleine soit placée vers le châssis 2, et sa tôle perforée vers l'extérieur, c'est-à-dire en regard de la tôle interne perforée de la partie verticale 71 de la jupe 21. Un interface d'isolation acoustique efficace est ainsi réalisé entre la jupe 21 et le massif 3.

Le capotage réalisé selon les figures 4 à 8 remplit simultanément les mêmes fonctions que le capotage 4' de protection mécanique et que l'enveloppe de protection acoustique 11 de la réalisation de la figure 3, tout en

procurant les mêmes performances, mais en étant d'un coût bien plus économique, du fait de sa taille réduite, et de la réduction considérable des travaux nécessaires sur site, notamment de montage et de génie civil.




 
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