Brevet FR2500966A1 — publié le 19820903

L'invention concerne un ventilateur qui est entraîné par un moteur électrique. I1 existe de nombreux types de ventilateurs, par exemple des ventilateurs de plafond, des ventilateurs de table, des hottes d'aspiration de fumée, des ventilateurs de four de cuisson, etc. Le but de l'ånvention est de fournir un ventilateur en tant qu'unité de construction, qui soit simple, utilisable de diverses manières, compact, silencieux et n'entrant pas en résonance. Ce but est atteint selon l'invention grâce au fait que l'on utilise un moteur à rotor externe,à ce moteur à rotor externe étant adjoint au moins une hélice de ventilateur ou un élément équivalent. Les possibilités d'utilisation du ventilateur selon l'invention sont très diverses. Il peut par exemple être mis en oeuvre dans des convecteurs, des foyers, des fours de cuisson, des fours de séchage, des chauffe-eau à gaz, des hottes d'aspiration de fumée, des appareils de chauffage à gaz, des fours de maintien en température, de décongélation, des salles d'ordinateur, etc., c'est-à-dire dans des cas spéciaux aussi pour des appareils de climatisation, des ventilateurs chauffants, des séchoirs à linge, des séchoirs à films et aussi des systèmes d'aération et de ventilation. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue perspective schématique d'un ventilateur selon l'invention; - la figure 2 représente schématiquement un moteur à induit externe; - la figure 3 est une vue en plan d'un carter de ventilateur selon l'invention; - la figure 4 est une vue de dessus, partiellement en coupe, d'un ventilateur selon l'invention; - la figure 5 est une vue en plan d'un circuit imprimé pour l'alimentation électrique du moteur; - la figure 6 représente une partie du moteur partiellement en coupe; et - la figure 7 représente une autre forme de réalisation de l'invention en coupe. La figure 1 représente en perspective et schématiquement un ventilateur selon l'invention. I1 s'agit ici d'un ventilateur soufflant à air chaud qui sert à brasser l'air chaud dans des foyers, fours de cuisson, et autres appareils. Cet appareil assure donc une double fonction car l'air chaud est fait circuler dans le volume au moyen d'une hélice radiale construite spécialement et incurvée vers l'arrière, et refroidit le moteur grâce à une seconde hélice fixée directement au rotor du moteur à induit extérieur, et provoque ainsi un flux d'air suivant l'enveloppe externe de l'appareil en direction axiale ou radiale. Cette construction selon l'invention est importante car une augmentation de la température au-dessus de 1150C dans l'enroulement ne doit pas etre atteinte pour ne pas détériorer le moteur.En outre, les ventilateurs peuvent être réalisés pour toutes tensions. On utilise des roulements à billes d précision ne nécessitant pas d'entretien qui, meme pour une température d'ensemble de, par exemple 1600C, ont une longue durée de vie de, par exemple, 20 000 heures de fonctionnement, Les hélices de ventilateurs radiaux incurvées vers l'arrière qui,avantageusement,sont utilisées selon l'invention, garantissent une courbe caractéristique stable pour un niveau sonore minimal. Pour la mise en oeuvre dans des zones chaudes, comme par exemple dans des foyers ou des fours de cuisson, ou d'autres appareils à air chaud, on utilise des hélices de ventilateurs en aluminium moulé sous pression afin que des températures d'environ 300C puissent etre supportées. Pour des températures aussi élevées que 5500 à 600 C, tout particulièrement pour des fours de cuisson à autonettoyage à pyrolise, on utilise avantageusement des hélices de ventilateurs en tOle d'acier inoxydable. Pour des températures plus basses, on peut utiliser des hélices de ventilateurs en matière plastique. On peut aussi munir les hélices de ventilateurs d'un revetement auto-nettDyant, de sorte qu'un enlèvement ultérieur de l'hélice de ventilateur pour son nettoyage n'est pas nécessaire. Sur la figure 1, on peut reconnaitre le moteur 14 à induit extérieur sur lequel est montée l'hélice de ventilateur. Cette hélice de ventilateur est montée directement sur le rotor du moteur 14 intégré à induit extérieur. On reconnaît alors les possibilités de fixation 15 qui peuvent aussi être réalisées autrement. Sur un arbre faisant saillie vers l'extérieur du moteur 14 à induit extérieur est montée une hélice de ventilateur radiale présentant des aubes 16 incurvées vers l'arrière. La figure 2 représente partiellement en coupe un moteur à induit extérieur. On reconnaît l'anneau 2 de courtcircuit ainsi que la tête 3 en forme de cloche du rotor qui est ainsi réalisée hors des tales rotoriques 13. Une douille 4 de rotor, par exemple en acier, est avantageusement noyée par une conformation particulière sur la tête 3 en forme de cloche. On voit aussi l'arbre 5 qui tourne avec le rotor et qui présente à la figure 4 le chiffre de référence 29 (réalisé ici faisant saillie du moteur). Des trous d'équilibrage 6 sont avantageusement prévus sur la périphérie. A l'intérieur, le stator est sous la forme d'une garniture de tôle 7. Des disques d'extrémités 8 de formes particulières et en matière plastique résistant à la chaleur, sont prévus aux extrémités. L'enroulement 9 leur fait suite et dans le prolongement vers l'extérieur, un circuit d'alimentation 10 avantageusement imprimé. On voit aussi sur cette figure la douille 11 de stator avec la bride de moteur moulée et une rondelle d'obturation 12 mise en place par pression. Dans les moteurs à induit extérieur, en particulier les moteurs à bague de déphasage, l'isolation des encoches de stator et les deux disques 8 d'extrémités sont obtenus par injection directe de matière plastique résistant à la chaleur sur le bloc de stator. Ce moteur ou un moteur similaire tel que représenté à la figure 2 trouve aussi son-utilisation dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessous. On va maintenant décrire dans ce qui suit un ventilateur selon l'invention tel que représenté aux figures 3 et 4. La figure 3 représente la vue en plan d'un ventilateur, alors que la figure 4 est une vue en coupe schématique. Cette forme de réalisation selon l'invention peut, par exemple, être utilisée pour un four de cuisson ou analogue. Une hélice de ventilateur radiale 17 incurvée vers l'arrière est montée de manière amovible sur l'extrémité de l'arbre disposée du cté rotor du moteur 14 à induit extérieur (figures 3 et 4). La paroi 19 interne dru point de vue de l'appareil est munie d'une ouverture par laquelle l'air est aspiré par l'hélice de ventilateur 17. Dans le volume dans lequel l'hélice de ventilateur 17 tourne (chambre de surpression 30), une surpression est ainsi produite; l'air sort par les fentes 20 à air prévues sur la face frontale. Des spirales chauffantes peuvent par exemple être disposées dans la chambre 30 de surpression, de sorte que de l'air chaud circule dans l'appareil (par exemple dans un four de cuisson). Le moteur 14 à induit extérieur est prévu à l'extérieur de la paroi de séparation 21. Sur le rotor du moteur 14 à induit extérieur est montée une autre hélice radiale 22. L'hélice radiale 22 tourne dans un carter 23 en spirale. Du cté de l'aspiration est prévue une buse 24 d'admission associée à l'hélice de ventilateur 22. A immédiate proximité de la buse d'admission 24 est prévue la fixation 25 pour le moteur au moyen d'étais et d'un anneau 26 de fixation. L'ensemble du dispositif est par exemple fixé à une paroi 27 d'un appareil, par exemple un four de cuisson. Le guidage d'air II aspire-de l'air frais à l'extérieur d'un appareil, par exémple un four de cuisson. L'air est guidé pour la ventilation, par exemple d'un four de cuisson, dans des canaux pour le refroidissement des parois extérieures ou analogues. En outre, selon l'invention, la chaleur que le moteur 14 à induit extérieur reçoit par rayonnement et par la ventilation I, est évacuée par la ventilation Il. Le rotor n'est pas dans cet exemple équipé d'une hélice de ventilateur 18 (comme par exemple représenté à la figure 1); il est, à fin-de refroidissement, équipé d'une hélice de ventilateur 22 présentant des ailettes 28 de refroidissement qui augmentent le f-lux thermique à partir du moteur 14 à induit extérieur. D'autres caractéristiques de l'invention sont représentées aux figures 5 et 6. La figure 5 représente en plan un circuit de connexion imprimé, selon l'invention, et la figure 6 une coupe partielle de l'objet de la figure 5. Le circuit de connexion imprimé est en un matériau courant du commerce tel qu'un matériau tissé rigide sur une base de résine époxy revêtue de voies conductrices en cuivre. I1 est disposé du cté connexion du stator sur la tête d'enroÜlement et fixé au collet du disque 35 d'isolation. La disposition des voies conductrices 34 sur le circuit imprimé découle du type de la connexion du moteur électrique (nombre d'encoches, nombre de pôles, etc.).Les débuts et les fins d'enroulements qui émergent des encoches du stator sont conduits directement perpendiculairement jusqu'au circuit imprimé et soudés dans des fentes 36 prévues dans les voies conductrices 34. En un point central, les voies conductrices 34 s'étendent ensemble, et, en ce point,est soudé le câble de connexion 32 du moteur. A la différence de la disposition connue des encoches dans le stator, les encoches sont disposées, selon l'invention, pour des moteurs à courant alternatif, de manière non symétrique avec des condensateurs de service Ceci apporte des avantages considérables en ce qui concerne le bobinage à la machine du stator. Une autre forme de réalisation de l'invention est représentée en coupe à la figure 7. L'hélice de ventilateur radiale 39 est entièrement réalisée en matière plastique et elle s'ouvre du cOté de l'aspiration. Face au côté aspiration se trouvent des tampons ou lobes 40 sur la face frontale de chaque aube 42. Ces tampons ou lobes 40 sont soudés ou brasés après la disposition de l'anneau en tOle 41 qui est muni d'évidements correspondants. L'anneau en tble 41 sert à la fixation de la totalité de l'hélice radiale 39. Cette fixation d'hélice de ventilateur sur un moteur à induit extérieur au moyen de l'anneau en tble soudé ou brasé à l'hélice en matière plastique procure une stabilité particulière et un mode de construction peu onéreux. Comme on l'a déjà dit, les hélices axiales ou radiales correspondantes (recourbées vers l'avant et vers l'arrière) peuvent être disposées à pression sur le rotor. Ces hélices de ventilateurs présentent un passage correspondant au diamètre du rotor. D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention sont mentionnées ci-dessous - les voies conductrices 34 présentent des traverses 37 s'étendant jusqu'aux bords de la plaque conductrice; - les voies conductrices 34 sont ménagées par doublage sur la plaque conductrice; - la plaque conductrice 33 est disposée par pression sur le collet d'un disque d'isolation (35) disposé du coté frontal du bloc de tôle de stator d'un moteur à induit extérieur et les voies conductrices 34 imprimées en cuivre sont munies de fentes 36 pour la liaison avec les extrémités d'enroulements; - les disques d'extrémités 8 sur les côtés frontaux du bloc de stator sont réalisés suivant une conformation spéciale en matière plastique résistant à la chaleur;; - en particulier pour des moteurs à bague de déphasage, l'isolation des encoches de stator et les deux disques d'extrémités 8 sont réalisés directement par injection sur le bloc de stator; - dans le cas d'un moteur à courant alternatif équipé d'un condensateur de service, les encoches sont disposées de manière assymétrique dans le bloc de stator, pour permettre une fabrication rationnelle pour le bobinage à la machine du stator; - l'hélice radiale 39 est réalisée au moyen d'outils d'injection relativement peu compliqués et sans coulisse, l'hélice radiale 39 étant ouverte du cOté de l'aspiration et ne présentant pas de contre-dépouille; - un moteur asyncrhone à induit extérieur du type à cage en court-circuit est mis en oeuvre, des trous d'équilibrage 6 étant prévus en direction axiale dans l'anneau de court-circuit; ; - des pales de ventilateur sont moulées directement sur l'anneau de court-circuit; - l'anneau de court-circuit, les barres de courtcircuit et la douille de rotor 4 associées à l'anneau de court-circuit (tête 3 en forme de cloche) sont réalisés ou réunis ensemble par un processus d'injection; et - la garniture de talle du moteur reçoit un revêtement extérieur en matière plastique. REVENDICATIONS 1. Ventilateur entraîné par un moteur électrique, caractérisé en ce qu'un moteur électrique (14) à induit extérieur est mis en oeuvre et qu'il lui est adjoint au moins une hélice de ventilateur, par exemple une hélice de ventilateur radiale (17) à aubes courbées vers l'avant ou vers l'arrière et, le cas échéant, une autre hélice de ventilateur (18) pour le refroidissement, aussi bien par l'intérieur que par l'extérieur, de l'enveloppe du moteur (14) à induit extérieur. 2. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé par deux hélices de ventilateur associées au moteur (14) à induit extérieur et par au moins une tOle de séparation (21) entre les deux hélices de ventilateur. 3. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une hélice de ventilateur est une hélice radiale (17) sans carter présentant des aubes incurvées vers l'arrière. 4. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice radiale (17) est montée sur un arbre (29) fixé au rotor. 5. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'hélice radiale (17) est associée une chambre de surpression (30) présentant des fentes (20) de sortie d'air. 6. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice radiale (22) est disposée sur le rotor, l'hélice radiale présentant un passage correspondant au diamètre du rotor. 7. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice de ventilateur (17) est fixée de manière facilement démontable sur l'arbre (29) au moyen d'un écrou crénelé (21). 8. Ventilateur caractérisé par la combinaison des caractéristiques suivantes a) deux hélices de ventilateur sont associées à un moteur à induit extérieur: b) l'extrémité de l'arbre disposée cOté rotor porte une hélice radiale (17) connue en soi à aubes incurvées vers l'arrière;. c) l'hélice radiale (17) est fixée de manière facilement démontable sur l'extrémité de l'arbre; d) l'hélice radiale (17) est disposée-dans une chambre à surpression (30), qui est constituée par la paroi (19) munie d'ouvertures d'aspiration d'air d'un four de cuisson et d'une paroi séparant les deux hélices de ventilateur et qui présente sur la face frontale (20) des fentes d'évacuation d'airs e) d'un cOté de la paroi (21) est disposé le rotor du moteur à induit extérieur muni d'ailettes de refroidissement (28) estampées particulièrement et portant une hélice de ventilateur(22), f) le rotor tourne avec l'hélice du ventilateur (22) dans un carter (23) en spirale dont la face frontale est la paroi (21); et g) sur la face opposée de la paroi frontale sont prévues une buse d'admission (24) et la fixation (25, 26) du moteur. 9. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à une extrémité du stator (32) (tete de bobinage)- est disposée une plaque de conducteur (33) de forme annulaire et réalisée en un matériau isolant, qui porte des voies conductrices (34), ces voies conductrices (34) formant les éléments de liaison entre les débuts et les fins d'enroulements et le câble (32) d'alimentation du moteur. 10. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de conducteur (33) est fixée, par exemple par pression, sur un collet du disque d'isolation (35). 11. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des fentes (36) sont prévues à l'extérieur sur les voies conductrices (34) en cuivre. 12, Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes les voies conductrices (34) sont rassemblées en un point. 13. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les voies conductrices (34) présentent des traverses (37) s'étendant jusqu'aux bords de la plaque conductrice. 14. Ventilateur selon l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé en ce que les voies conductrices (34) sont ménagées par doublage sur la plaque conductrice. 15. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque conductrice (33) est disposée par pression sur le collet d'un disque d'isolation (35) disposé du c8té frontal du bloc de tôle de stator d'un moteur à induit extérieur et en ce que les voies conductrices (34) imprimées en cuivre sont munies de fentes (36) pour la liaison avec les extrémités d'enroulements. 16. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les disques d'extrémités (8) sur les côtés frontaux du bloc de stator sont réalisés suivant une conformation spéciale en matière plastique résistant à la chaleur. 17. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en particulier pour des moteurs à bague de déphasage, l'isolation des encoches de stator et les deux disques d'extrémités (8) sont réalisés directement par injection sur le bloc de stator. 18. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas d'un moteur à courant alternatif équipé d'un condensateur de service, les encoches sont disposées de manière assymétrique dans le bloc de stator, pour permettre une fabrication rationnelle pour le bobinage à la machine du stator. 19. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice radiale (39) est ouverte du cOté de l'aspiration (38) et en ce que, sur la face frontale des aubes, sont disposés des bouchons ou lobes (40) ou des saillies semblables, sur lesquels sont guidés des évidements prévus sur un anneau de tOle (41), et en ce que les saillies dépassant des évidements après introduction les unes dans les autres, sont soudées ou brasées ou fixées d'une autre manière connue. 20. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un bouchon (40) ou analogue est prévu sur chaque surface frontale de chaque aube. 21. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'hélice radiale (39) est réalisée au moyen d'outils d'injection relativement peu compliqués et sans coulisse, l'hélice radiale (39) étant ouverte du cté de l'aspiration et ne présentant pas de contre-dépouille. 22. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des hélices radiales ou axiales adaptées (courbées vers l'avant ou vers l'arrière) sont disposées par pression sur le rotor, ces hélices de ventilateur présentant un passage correspondant au diamètre du rotor. 23. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce~qu'un moteur asynchrone à induit extérieur du type à cage en:c'ourt-circuit est mis en oeuvre, des trous d'équilibrage (6) étant prévus en direction axiale dans l'anneau de court-circuit. 24. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des pales de ventilateur sont moulées directement sur l'anneau de court-circuit. 25. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'anneau de courtcircuit, les barres de court-circuit et la douille de rotor (4) associées à anneau de court-circuit (tête 3 en forme de cloche) sont réalisés ou réunis ensemble par un processus d'injection. 26. Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la garniture de tôle du moteur reçoit un revetement extérieur en matière plastique.