Brevet FR2524551A1 — publié le 19831007

La présente invention concerne un appareil gé- nérateur d'énergie électrique et de chaleur, du type qui comprend un boîtier de support qui loge un moteur à com- bustion interne ayant un filtre à air dont l'entrée com- munique avec une ouverture formée dans une paroi latérale du bottier, et une machine électrique couplée au moteur et destinée à mettre en route celui-ci et à produire de l'énergie électrique Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 4 226 214 décrit par exemple un tel appareil générateur. L'appareil comporte aussi un dispositif de récupération et de réutilisation de l'énergie transformée en chaleur dans le moteur à combustion interne et dans la machine électrique. Le fonctionnement de l'appareil générateur est commandé par des circuits électroniques montés dans le bottier. Ces circuits électroniques de commande com- prennent notamment des dispositifs électroniques de puis- sance qui, lors du fonctionnement, dégagent une quantité considérable de chaleur Un fonctionnement convenable de ces circuits électroniqueset l'obtention d'une longue du- rée d'utilisation nécessitent la dissipation de cette cha- leur d'une manière aussi simple que possible. A cet effet, on peut par exemple monter un ven- tilateur dans le boîtier de l'appareil générateur, avec un rotor qui peut être entratné en rotation par l'arbre du moteur à combustion interne ou par un moteur électri- que alimenté par l'énergie produite par la machine élec- trique. Cette solution présente les inconvénients de nécessiter l'installation d'un ventilateur et en outre de réduire le rendement global de l'appareil générateur lui-même L'entratnement du rotor du ventilateur par l'ar- bre du moteur à combustion interne provoque une augmenta- tion du couple résistant appliqué à l'arbre D'autre part, lorsque le rotor du ventilateur est entraîné par une frac- tion de l'énergie électrique produite par la machine élec- trique, la puissance électrique résultante qui peut être fournie par l'appareil générateur subit une réduction lé- gère mais qui n'est pas insignifiante. L'invention concerne un appareil générateur du type indiqué précédemment dans lequel les circuits élec- troniques de commande peuvent être ventilés sans que des dispositifs supplémentaires doivent être montés, et sans que la puissance globale fournie par l'appareil générateur lui-même soit réduite. Plus précisément, l'invention concerne un appa- reil générateur destiné à la production combinée d'énergie électrique et de chaleur, du type indiqué précédemment, dans lequel le moteur à combustion interne comporte un -filtre à air dont l'entrée communique avec une ouverture formée dans une paroi latérale d'un bottier de support, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément de recouvrement et de protection qui peut être fixé de manière étanche et amovible à la face externe de la paroi latérale du boîtier, en ce que les circuits électroniques sont supportés par au moins une plaque fixée à la face externe de la paroi latérale du boîtier dans la région délimitée entre cette paroi et l'élément de re- couvrement et de protection lorsque celui-ci est fixé à la paroi, et en ce que l'élément de recouvrement et de protection a au moins une ouverture par laquelle ladite région communique avec l'extérieur si bien que, lors du fonctionnement, les circuits électroniques sont ventilés par de l'air qui est aspiré par le moteur et qui s'écoule dans ladite région par circulation par l'ouverture. Grâce à cette caractéristique, lors du fonction- nement, le moteur à combustion interne aspire l'air depuis l'extérieur de l'appareil générateur, et cet air s'écoule par l'ouverture formée dans l'élément de recouvrement et de protection, sur les circuits électroniques supportés- entre cet élément et la paroi latérale du boîtier, puis pénètre dans le filtre à air du moteur par l'ouverture formée dans la paroi latérale du bottier. Ainsi, deux résultats avantageux sont obtenus d'une part une ventilation efficace des circuits électro- niques de commande et d'autre part, simultanément, un lé- ger préchauffage de l'air aspiré dans le moteur à combus- tion interne. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation et en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective d'un appareil générateur selon l'invention; la figure 2 est une perspective partielle de l'appareil de la figure 1, représentant un élément de re- couvrement et de protection dans sa position d'ouverture; et la figure 3 est une coupe suivant la ligne III- III de la figure 1. L'appareil générateur représenté sur les des- sins et destiné à fournir en combinaison de l'énergie élec- trique et de la chaleur, comporte un bottier 1 de support de forme sensiblement parallélépipédique, et il loge un moteur à combustion interne 2 dont l'arbre est couplé à l'arbre d'une machine électrique asynchrone 3 qui peut être utilisée à la fois pour la mise en route du moteur 2 et pour la production d'énergie électrique. L'appareil générateur comporte en outre un dis- positif de récupération et de réutilisation de l'énergie transformée en chaleur dans le moteur à combustion interne 2 et dans la machine électrique 3 Ce dispositif de récu- pération et de réutilisation de l'énergie thermique est décrit en détail et représenté dans le brevet précité des Etats-Unis d'Amérique N O 4 226 214, si bien qu'on ne le décrit pas en détail dans la suite du présent mémoire. Le moteur à combustion interne 2 comporte un filtre à air 4 (figure 2) relié par un conduit 5 au col- lecteur d'admission du moteur Le filtre à air 4 a un ori- fice 4 a d'entrée raccordé à une ouverture 6 formée dans une paroi latérale 7 du bottier 1. Les figures 2 et 3 représentent une plaque 8 qui est fixée à la face externe de la paroi latérale 7 du boîtier 1 Cette plaque supporte plusieurs circuits électroniques de commande portant la référence générale 9 et destinés à commander le fonctionnement de l'appareil générateur. La plaque est fixée à la paroi 7, près d'un bord vertical de celle-ci. Un support 10 est fixé à la paroi latérale 7 du boîtier 1 près de l'ouverture 6 formée dans cette pa- roi Le support 10 porte une batterie 11 d'accumulateurs placée en face de la partie de paroi 7 qui entoure l'ou- verture 6 et à distance de cette paroi. La paroi latérale 7 du boîtier 1 a une ouverture supplémentaire 12 de forme sensiblement rectangulaire, destinée au passage d'une extrémité de la machine élec- trique 3. Un élément 13 de recouvrement et de protection a la forme d'un boîtier sensiblement parallélépipédique ouvert par un grand côté Cet élément de recouvrement et de protection est raccordé à un premier bord vertical de la paroi latérale 7 du boîtier 1 près de la plaque 8 de support si bien qu'il peut tourner entre une position d'ou- verture représentée sur la figure 2 et une position de fermeture représentée sur la figure 1 Dans cette dernière position, l'élément 13 peut être verrouillé de manière étanche contre la face externe de la paroi 7 du boîtier par exemple à l'aide d'un dispositif manuel 15 de verrouil- lage d'un type classique Dans cette position, l'élément 13 délimite, avec la paroi latérale 7 du boîtier 1, une région dans laquelle sont disposés le support 10, la bat- terie 11 qu'il porte, et la plaque 8 de support avec les circuits électroniques correspondants 9. Une cloison 16 dépasse perpendiculairement de la paroi principale de l'élément 13 de recouvrement et de protection jusqu'au bord de l'ouverture de cet élément. Cette cloison a deux tronçons 16 a, 16 b qui sont disposés dans des plans perpendiculaires afin qu'ils soient perpen- diculaires l'un à l'autre,et qui divisent cette région formée dans l'élément 13 en deux espaces 17 et 18. L'espace 18 a une forme en L retourné prati- quement alors que l'espace 17 a une forme sensiblement parallélépipédique. Dans la partie de la paroi inférieure 13 a de l'élément 13 qui délimite la partie inférieure de l'es- pace 18 de cet élément, trois ouvertures circulaires 20 (figures 2 et 3) sont formées. L'espace 18 est en outre subdivisé en deux com- partiments de forme sensiblement parallélépipédique par une cloison supplémentaire 21 qui dépasse sous forme d'un prolongement du tronçon 16 b de la cloison 16. La cloison 21 dépasse de la paroi principale de l'élément 13 mais n'atteint pas le bord de l'ouverture de celui-ci. Comme l'indique la figure 3, lorsque l'élément 13 est dans sa position de fermeture, les bords libres des tronçons 16 a, 16 b de la cloison 16 sont au contact de la face externe de la paroi latérale 7 du boîtier 1 autour de l'ouverture 12 formée dans cette paroi et par laquelle dépasse la machine électrique 3 Les espaces 17, 18 formés dans l'élément de recouvrement ne communiquent donc pas l'un avec l'autre. D'autre part, dans la position de fermeture de l'élément de recouvrement 13, les deux compartiments qui forment l'espace 18 et qui sont séparés par la cloi- son 21, communiquent l'un avec l'autre par une fente déli- mitée par la paroi latérale 7 du boîtier et par le bord libre de la cloison 21. Lorsque l'élément 13 est en position de ferme- ture, les deux compartiments qui composent l'espace 18 logent la batterie 11 d'accumulateurs et la plaque 8 de support avec les circuits électroniques associés respec- tivement (figure 3). Lors du fonctionnement, lorsque l'élément 13 de recouvrement et de protection est verrouillé en posi- tion de fermeture, un courant d'air est aspiré par le mo- teur 2 à combustion interne, par l'intermédiaire du filtre 4, et il passe par l'ouverture 6 formée dans la paroi la- térale 7 du boîtier, l'espace 18 formé dans l'élément 13 et les ouvertures 20 formées dans ce dernier Le trajet suivi par l'air aspiré est clairement représenté sur la figure 3 Comme l'indique cette figure, l'air pénètre dans l'élément 13 par les ouvertures 20, s'écoule sur les cir- cuits électroniques 9 portés par la plaque 8 de support en facilitant la dissipation de chaleur produite par ces circuits, puis passe par la fente délimitée par le bord libre de la cloison 21 et la paroi latérale 7 du boîtier, s'écoule sur la batterie 11 d'accumulateurs et pénètre finalement dans le filtre à air 4 par l'ouverture 6 formée dans la paroi 7, derrière la batterie 11. Comme décrit précédemment, la circulation de l'air facilite la dissipation de la chaleur dégagée pen- dant le fonctionnement des circuits électroniques 9 de commande, elle a un effet utile de ventilation sur la bat- terie 11, et elle assure l'entrée de l'air dans le moteur 2 à combustion interne par l'intermédiaire du filtre 4. Un autre avantage est dé au léger préchauffage de l'air aspiré dans le moteur avant qu'il n'atteigne celui-ci. L'élément 13 de recouvrement et de protection peut être facilement déverrouillé et mis en position d'ou- verture représentée sur la figure 2, chaque fois que les circuits électroniques 9 de commande ou la batterie 11 d'accumulateurs doivent être atteints, pour un entretien - ou une réparation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Appareil générateur destiné à la production combinée d'énergie électrique et de chaleur, comprenant un bottier de support ( 1) qui loge un moteur à combus- tion interne ( 2) qui a un filtre à air ( 4) dont l'entrée ( 4 a) communique avec une ouverture ( 6) formée dans une paroi latérale ( 7) du bottier ( 1), une machine électrique ( 3) couplée au moteur ( 2), et des circuits électroniques ( 9) qui commandent le fonctionnement du moteur à combus- tion interne ( 2) et de la machine électrique ( 3), caracté- risé en ce qu'il comprend,en outre, un élément ( 13) de recouvrement et de protection destiné à être fixé de ma- nière étanche et amovible à la face externe de la paroi latérale ( 7) du boîtier ( 1), en ce que les circuits élec- troniques ( 9) sont supportés par au moins une plaque ( 8) fixée à la face externe de la paroi latérale ( 7) du boî- tier ( 1) dans la région délimitée entre cette paroi ( 7) du bottier ( 1) et l'élément ( 13) de recouvrement et de protection lorsque ce dernier est fixé à la paroi, et en ce que l'élément ( 13) de recouvrement et de protection a au moins une ouverture ( 20) par laquelle cette région communique avec l'extérieur si bien que, lors du fonction- nement, les circuits électroniques ( 9) sont ventilés par l'air aspiré par le moteur ( 2) et qui s'écoule vers l'inté- rieur de ladite région par l'ouverture ( 20). 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture ( 6) formée dans la paroi latérale ( 7) du bottier ( 1) est formée dans la partie supérieure de cette paroi ( 7), et en ce que l'ouverture ( 20) formée dans l'élément de recouvrement et de protection ( 13) est réalisée dans la partie inférieure de cet élément ( 13). 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture ( 6) formée dans la paroi latérale ( 7) du bottier ( 1) est réalisée près d'un premier bord vertical de cette paroi ( 7), la plaque ( 8), étant fixée à cette paroi latérale ( 7) du bottier ( 1) près du second bord vertical de la paroi ( 7), et en ce qu'au moins une ouverture ( 20) est formée dans une partie de l'élément ( 13) de recouvrement et de protection qui est adjacente au second bord vertical de la paroi latérale ( 7) du bot- tier ( 1) lorsque l'élément ( 13) de recouvrement et de pro- tection est dans sa position de fermeture. 4 Appareil selon la revendication 3, du type qui comprend une batterie ( 11) d'accumulateurs destinée à ali- menter les circuits électriques et électroniques de l'ap- pareil générateur, caractérisé en ce que la batterie ( 11) est fixée à la face externe de la paroi latérale ( 7) du bottier dans la région comprise entre la paroi ( 7) et l'élé- ment ( 13) de recouvrement et de protection lorsque ce der- nier est fixé à la paroi ( 7). Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la batterie ( 11) est supportée par un support ( 10) fixé à la face externe de la paroi latérale ( 7) du bottier ( 1). 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support ( 10) est fixé sous l'ouverture ( 6) formée dans la paroi latérale ( 7) du bottier ( 1) et re- tient la batterie ( 11) en face de la partie de paroi ( 7) qui entoure l'ouverture ( 6) et à distance de cette partie de paroi. 7 Appareil selon la revendication 6, du type dans lequel d'autres dispositifs ( 3) qui ne nécessitent pas une ventilation sont montés à la face externe de la paroi latérale ( 7) du bottier de support ( 1), caractérisé en ce que l'élément ( 13) de recouvrement et de protection a une cloison ( 16, 16 a, 16 b) qui, lorsque l'élément ( 13) de recouvrement et de protection est fixé au boîtier ( 1), divise la région comprise entre la paroi latérale ( 7) et l'élément ( 13) de recouvrement et de protection en un pre- mier et un second espace ( 17, 18) qui ne communiquent pas, la plaque de support ( 8) des circuits électroniques de commande ( 9) et la batterie ( 11) d'accumulateurs étant placées dans le premier espace ( 18), alors que le second espace ( 17) loge les autres dispositifs ( 3). 8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément ( 13) de recouvrement et de protection a une seconde cloison ( 21) qui, lorsque l'élément ( 13) de recouvrement et de protection est dans sa position de fermeture, divise le premier espace ( 18) en un premier et un second compartiment qui communiquent et qui logent respectivement la plaque de support ( 8) et les circuits électroniques associés ( 9) et la batterie ( 11) d'accumula- teurs, ladite ouverture au moins ( 20) formée dans l'élément ( 13) de recouvrement et de protection étant réalisée dans une partie de cet élément qui délimite le premier compar- timent du premier espace ( 18). 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément ( 13) de recouvrement et de protection a sensiblement la forme d'une botte parallélépipédique ouverte par l'un de ses grands côtés. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément ( 13) de recouvrement et de protection est monté sur le bottier ( 1) afin qu'il puisse tourner autour d'un bord vertical de la paroi latérale ( 7) du bot- tier ( 1).