Brevet FR2504206A1 — publié le 19821022

La présente invention concerne un groupe motopompe pour un appa- reil de nettoyage haute pression, dans lequel le liquide détergent débité par la pompe haute pression circule dans la carcasse du moteur pour refroidir ce dernier. Il est souhaitable de réduire au maximum la taille des groupes motopompes de ce type Des difficultés résultent en particulier de la nécessité d'un refroidissement efficace et fiable du moteur du groupe. Il est par exemple connu dans ce but de remplir d'huile la carcasse du moteur (modèle d'utilité de la République fédérale d'Alle- magne N O 79 20 974) La chaleur dissipée par le moteur est transmise au liquide détergent par cette huile, qui doit nécessairement être mise en circulation par des dispositifs particuliers, et qui vient en contact non seulement avec les éléments du moteur dégageant de la chaleur rotor, stator et roulements -, mais aussi avec les parties de la pompe balayées par le liquide détergent refoulé Cette solution présente toutefois l'inconvénient suivant: une évacuation de chaleur est possible uniquement quand du liquide détergent est refoulé et délivré en permanence. L'absence de liquide détergent arrête par contre le refroidis- sement. Un refroidissement suffisant n'est également pas garanti quand le liquide détergent n'est pas refoulé en permanence par la pompe, mais circule en circuit fermé, par exemple quand la soupape de pulvé- risation est fermée Le liquide détergent ne peut alors pas céder la chaleur prélevée sur le moteur, qui risque par suite aussi une sur- chauffe. Il a déjà été proposé aussi de faire circuler le liquide déter- gent à travers la paroi du moteur, avant l'entrée dans la pompe haute pression ou immédiatement après la sortie de cette dernière, afin d'obtenir un refroidissement efficace, en particulier dans la zone du stator Les mêmes problèmes se posent toutefois dans ce cas. Le seul remède dans le cas de ces dispositifs consiste à prévoir des moyens supplémentaires de surveillance de la température du moteur, qui coupent le groupe motopompe quand la température dépasse une valeur limite déterminée De tels moyens de commande sont toutefois coûteux 2504 206 et exigent en particulier des moyens de commutation appropriés On s'efforce toutefois d'éviter de tels moyens de commande électriques pour des appareils de nettoyage haute pression simples et robustes, car ils sont coûteux et risquent de produire des dérangements. Il est également connu de refroidir les moteurs des groupes motopompes de nettoyage haute pression par un flux d'air circulant de préférence sur la face extérieure de la carcasse du moteur Une telle conception impose toutefois de grandes surfaces d*échange de température, de sorte qu'un tel refroidissement par air est possible uniquement dans le cas de grands groupes motopompes Un refroidisse- ment par air n'est par contre pas utilisable avec succès sur des grou- pes motopompes petits et compacts. L'invention a pour objet un groupe motopompe pour un appareil de nettoyage haute pression, garantissant un refroidissement suffisant dans tous les états de fonctionnements, sans recours à des moyens supplémentaires de surveillance de la température; les conditions thermiques du groupe motopompe doivent en outre être parfaitement maîtrisées, en particulier dans le cas de groupes très compacts. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une roue de ventilateur est montée sur le côté du moteur opposé a la pompe et dirige un flux d'air de refroidissement sur la carcasse du moteur; et la roue de ventilateur et les surfaces de refroidissement du moteur sont dimensionnées de façon que le ventilateur assure un refroidisse- ment suffisant du moteur quand la pompe ne débite pas de liquide détergent ou quand ce dernier circule uniquement en circuit fermé. Il est donc essentiel de prévoir, en plus d'un refroidissement du moteur par le liquide détergent refoulé, un refroidissement par air, le flux d'air de refroidissement étant produit par une roue de venti- lateur entraînée par le moteur même. Le dimensionnement selon l'invention assure un refroidissement extrêmement efficace du moteur en service, c'est-à-dire pendant le débit de liquide réfrigérant vers le pistolet de pulvérisation, essen- tiellement par la circulation du liquide détergent dans la paroi de la carcasse du moteur Le refroidissement est assuré par le flux d'air produit par la roue de ventilateur dans les autres cas de fonctionne- 3504 206 ment, tels qu'absence de liquide détergent ou fermeture du pistolet et circulation du liquide détergent en circuit fermé Le débit étant nul ou s'effectuant en circuit fermé avec une très faible résistance à l'écoulement dans ce cas, la dissipation est faible et le refroidis- sement d'air suffit parfaitement pour assurer le refroidissement voulu du moteur pratiquement sans intervention du refroidissement par liquide. Lorsque par contre le débit commence et la dissipation croit, le refroidissement par air est complété par le refroidissement par liquide, qui évacue alors la plus grande partie de la chaleur produite. Il est avantageux de ne faire circuler le liquide détergent que dans la partie de la carcasse du moteur opposée à la roue de ventila- teur Le flux d'air de refroidissement peut refroidir efficacement cette partie de la carcasse même quand le moteur assure le plein débit du liquide détergent. Dans un exemple de réalisation préférentielle de l'invention, une canalisation disposée en hélice autour du stator du moteur est prévue dans la paroi de la carcasse pour la circulation du liquide détergent dans cette dernière; elle est avantageusement constituée par un tube d'acier, logé dans la paroi de la carcasse Cette paroi est de préférenee réalisée sous forme d'une pièce en aluminium moulé sous pression. Une meilleure transmission de la chaleur produite dans le moteur au flux d'air de refroidissement et/ou au liquide détergent circulant dans la paroi de la carcasse est obtenue en remplissant d'huile l'in- térieur du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous de formes de réalisation préférentielles et des dessins annexés sur les- quels: la figure t est une élévation avec coupe longitudinale d'un groupe motopompe dcns un appareil de nettoyage haute pression; la figure 2 est une élévation partielle agrandie du détail A de la figure 1; et la figure 3 est une élévation, semblable à celle de la figure 1, d'une variante de groupe motopompe selon l'invention. 2504 206 Le groupe motopompe selon figure 1 comprend une carcasse 1 cylindrique, dans laquelle est disposé un stator 2 cylindrique Dans la carcasse, un rotor 3 est monté en rotation sur un arbre 4, coaxi- alement au stator, de façon connue A une extrémité de la carcasse du moteur, le moteur 4 pénètre dans le corps 5 d'une pompe haute pression non représentée, d'un modèle connu Cette pompe aspire par une cana- lisation 6 un liquide détergent, de l'eau en particulier, puis le refoule par une canalisation haute pression 7 flexible vers un pisto- let de pulvérisation 8 à main Une canalisation 10, revenant à la canalisation d'aspiration 6, est dérivée sur la canalisation haute pression 7, avant le pistolet 8 Une soupape de décharge 9 est insérée dans la canalisation de dérivation 10 Des mesures appropriées, telles qu'une commande directe ou une commande en fonction de la pression, permettent de faire varier le débit de liquide détergent dans le pistolet 8, par fermeture dosée de la soupape de décharge 9 Le liquide en excès est ramené vers la canalisation d'aspiration par la canalisa- tion de dérivation. Dans l'exemple de réalisation selon figure 1, la canalisation d'aspiration 6 est disposée en hélice autour du stator 2, dans la paroi Il renforcée de la carcasse 1 du moteur, avant l'entrée dans le corps 5 de la pompe, de sorte que le débit de liquide circule dans la paroi 1 i et la refroidit avant de pénétrer dans la pompe. Le trajet du liquide détergent à l'intérieur de la paroi 11 est constitué, dans l'exemple de réalisation représenté, par un tube d'acier 12 présentant de préférence une section ovale Ce tube d'acier 12 hélicoldal est logé dans la paroi 11, qui est de préférence cone- tituée par une pièce en aluminium coulée sous pression (figure 21. Cette solution garantit que le liquide détergent, parfoi corrosif, ne peut pas attaquer la paroi de la carcasse en service, car il vient en contact uniquement avec la paroi du tube d'acier, qui offre une résistance importante aux produits chirnmiques corr si S îue contivlt parfois le liquide détergent. Des spires de circulation du liquide détergent ne sont repr e- sentées sur la figure que dans L zone de la carcasse du tmoteur voi- sine de la pompe L'épaisseur de la paroi est plus faible du côte 2504 20 D 6 opposé de la carcasse et ne contient aucune canalisation entourant le stator pour la circulation du liquide détergent. Du côté opposé à la pompe, l'arbre 4 du moteur sort de la car- casse 1 et porte une roue de ventilateur 13 Cette roue est recouverte par un capot 14 de ventilateur, fixé sur la carcasse 1 La roue de ventilateur produit un écoulement d'air, qui circule longitudinale- ment sur la face extérieure de la carcasse et la refroidit La car- casse présente des nervures de refroidissement 15 radiales vers l'extérieur pour augmenter la surface de contact entre le flux d'air et elle-même. Lorsque le groupe motopompe selon l'invention est en service, la roue de ventilateur produit toujours un écoulement d'air et par suite un certain refroidissement du moteur Le pistolet de pulvérisa- tion étant ouvert et la soupape de décharge fermée, le liquide déter- gent débité circule dans les spires intérieures à la paroi de la carcasse, avant d'atteindre la pompe haute pression, et refroidit ainsi la carcasse et en particulier le stator voisin, qui produit la plus grande partie de la chaleur dissipée par le moteur Cette chaleur est alors évacuée par le pistolet. Le refroidissement mixte par air et par eau du groupe motopompe est très efficace. Le refroidissement du moteur par le liquide détergent cesse toutefois quand le débit de ce liquide cesse, lors d'une coupure de l'alimentation par exemple Le refroidissement total du moteur est alors assuré uniquement par le flux d'air produit par la roue de venti- lateur Ce refroidissement est suffisant dans ce cas, car la dissipa- tion du moteur en l'absence de débit de liquide est nettement plus faible qu'en service normal. La puissance frigorifique du liquide détergent diminue de même quand il circule, totalement ou partiellement, en circuit fermé par la canalisation de dérivation La pdmpe haute pression ne devant four- nir qu'une faible puissance dans ce régime, la dissipation du moteur est également faible et la roue de ventilateur assure également un refroidissement par air suffisant dans ce cas. La combinaison d'un refroidissement par air et d'un refroidisse- 2504 206 ment par liquide permet au total d'obtenir un refroidissement optimal du moteur dans tous les états de fonctionnement, sans que des mesures de sécurité soient nécessaires dans le cas d'un refroidisse- ment par liquide insuffisant Il en résulte une simplification notable de la constitution du groupe motopompe La combinaison d'un refroidis- sement par air et d'un refroidissement par liquide permet en outre de dimensionner le refroidissement par air à une valeur plus faible que dans le cas d'un refroidissement par air unique; il en résulte au total un groupe motopompe beaucoup plus compact. L'exemple de réalisation selon figure 3 est pour l'essentiel identique à celui de la figure 1; les pièces identiques sont par suite désignées par les mêmes repères. A la différence de l'exemple de réalisation selon figure 1, le liquide détergent ne circule pas dans une canalisation hélicoïdale logée dans la paroi de la carcasse du moteur, mais dans une fente annulaire 20, qui s'étend sur une partie de la longueur de la car- casse, à l'intérieur de la paroi. Dans cet exemple de réalisation, l'intérieur de la carcasse 1 est en outre rempli avec une huile 21, qui transmet la chaleur pro- duite par le rotor, le stator et l'arbre à la paroi de la carcasse, d'o elle est évacuée par le refroidissement par air et par le refroi- dissement par liquide. Un remplissage d'huile de ce type est par ailleurs utilisable aussi dans l'exemple de réalisation selon figure 1. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1 Groupe motopompe pour un appareil de nettoyage haute pression, dans lequel le liquide détergent débité par la pompe haute pression circule dans la carcasse du moteur pour refroidir ce dernier, ledit groupe étant caractérisé en ce qu'une roue de ventilateur ( 13) est montée sur le côté du moteur opposé à la pompe et dirige un flux d'air de refroidissement sur la carcasse ( 1) du moteur; et la roue de ventilateur ( 13) et les surfaces de refroidissement du moteur sont dimensionnées de façon que le ventilateur assure un refroidissement suffisant du moteur quand la pompe ne débite pas de liquide détergent ou quand ce dernier circule uniquement en circuit fermé. 2 Groupe motopompe selon revendication 1, caractérisé en ce que le liquide détergent sircule uniquement dans la partie de la carcasse ( 1) opposée à la roue de ventilateur ( 13). 3 Groupe motopompe selon une des revendications l ou 2, caracté- risé en ce qu'une canalisation ( 6), entourant le stator ( 2) du moteur en hélice, est prévue dans la paroi ( 11) de la carcasse pour la circu- lation du liquide détergent dans la carcasse ( 1). 4 Groupe motopompe selon revendication 3, caractérisé en ce que la canalisation est constituée par un tube d'acier ( 12), logé dans la paroi ( 11) de la carcasse. Groupe motopompe selon revendication 4, caractérisé en ce que la paroi ( 11) de la carcasse est une pièce d'aluminium coulée sous pression. 6 Groupe motopompe selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le remplissage en huile ( 21) de l'intérieur du moteur.