Brevet FR2750478A1 — publié le 19980102

DESCRIPTION La présente invention concerne un caisson d'insufflation d'air chaud qui, additionné au foyer fermé à bois ou à gaz permet de redistribuer de façon efficace l'air chaud accumulé dans la hotte à l'ensemble des pièces d'une habitation de façon à homogénéiser les températures dans la maison et augmenter de façon perceptible le confort. Les moteurs utilisés traditionnellement dans ce type de caisson d'insufflation d'air chaud sont des moteurs à rotor extérieur, avec condensateur de déphasage et roulements à billes. Ce type de moteur présente plusieurs inconvénients - de part sa conception, le moteur présente une aptitude à provoquer des vibrations importantes du caisson d'air chaud. En effet, le rotor qui est la partie tournante du moteur est une pièce métallique massive, qui en cas de léger déséquilibre entraîne une vibration du moteur irréversible, préjudiciable à la durée de vie des roulements. - les roulements à billes supportent mal les températures élevées et s'usent donc prématurément sauf présence d'un dissipateur thermique (trés peu usité). Cette détérioration a une incidence directe sur la durée de vie du moteur. I1 est à noter que les vibrations engendrées par le moteur ont une répercussion sur le caisson d'insufflation d'air chaud et qu'elles provoquent des bruits sources de nuisances pour l'habitat. - enfin, le câblage du moteur doit s'effectuer avec un condensateur de déphasage donc, un risque supplémentaire de panne du à l'utilisation d'un élément en plus. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet plusieurs innovations qui, liées à des composants industriels qualitatifs, le classe incontestablement bien au delà des caissons d'insufflation d'air chaud proposés jusqu'à présent. Selon une première caractéristique, le caisson comprend l'utilisation d'un moteur à bague de déphasage, sans condensateur de déphasage. Ce moteur utilise un rotor intérieur de petite dimension et de masse réduite ce qui contribue à réduire considérablement les vibrations possibles du moteur. En effet, la masse du rotor étant plus proche de l'arbre, il y a réduction de la flèche qui est généralement provoqué par le poids d'un objet sur l'arbre. Ces moteurs à bague de déphasage ont un rendement assez faible et présente donc la particularité de s'échauffer. En effet, une partie importante de l'énergie électrique absorbée va se dégrader sous forme de chaleur (effet Joule). C'est pourquoi il convient de refroidir ce moteur en permanence. Nous avons résolu le problème du refroidissement en rajoutant sur l'arbre du moteur (BM) une hélice (H) permettant de prendre l'air frais à l'extérieur du caisson par le biais des zones perforées (Zp) pour le projeter sur le moteur afin de le refroidir efficacement. Nous utilisons de plus un arbre débouchant à l'avant et à l'arrière du bloc moteur. Sur cet arbre est fixé d'un côté du bloc moteur l'hélice de refroidissement de l'autre une turbine de redistribution d'air chaud. Ce principe de montage fait que le positionnement de la turbine et de l'hélice de refroidissement donne un équilibre antivibratoire supplémentaire garantissant ainsi le bon fonctionnement du moteur. Le moteur ainsi équilibré et refroidi peut fonctionner dans des conditions optimales. De plus les vibrations étant réduites, il n'y a plus de problèmes de nuisances sonores dues aux vibrations du caisson. Dans une seconde caractéristique, nous utilisons un palier lisse au lieu des traditionnels roulements à billes servant au guidage en rotation de l'axe du moteur. Le palier lisse à la particularité de ne pas subir de dédommagements avec l'élévation de la température. De plus la principale cause d'usure des paliers peu résider dans le fait que le moteur engendre des vibrations donc que l'arbre ne tourne plus exactement dans l'axe. Ici les vibrations sont quasiment nulles du fait de la conception du moteur, mais aussi du fait que l'arbre est équilibré lorsqu'il fonctionne (positionnement de l'hélice de refroidissement et de la turbine fixées sur l'arbre du moteur). Le palier fonctionne donc dans des conditions parfaites puisque l'arbre du moteur tourne quasiment sans vibration et sans flèche. Le moteur et le palier ayant une durée de vie augmentée, puisqu'ils fonctionnent dans des conditions optimales. Selon le mode de réalisation particulier: - le moteur (BM) peut avoir un arbre débouchant d'un côté seulement - I'hélice (H) peut être soufflante ou aspirante sur le moteur - la fixation du moteur (BM) peut se faire par l'avant ou par l'arrière - le guidage du moteur (BM) peut se faire avec l'utilisation de roulements ( R) avec l'absolue condition d'utiliser un dissipateur de chaleur (D) sur l'arbre sans quoi le moteur ne pourrait fonctionner durablement - I'hélice (H) peut être montée sur l'arbre entre le moteur (BM) et la turbine (T) dans cette position elle peut jouer le rôle de dissipateur thermique Les dessins annexés illustrent l'invention - la figure 1 représente le caisson d'air chaud en une vue éclatée. - la figure 2 représente en coupe et en plusieurs vues le dispositif d'invention. - la figure 3 représente le dispositif de l'invention après son installation dans les combles. Ici à titre d'exemple non limitatif il se trouve branché avec 6 bouches de sorties pour réguler la température de 6 pièces dans l'habitation. - la figure 4 représente le dispositif de l'invention selon le montage particulier où l'hélice (H) et la turbine (T) sont montées sur l'axe du même côté du bloc moteur (BM). - la figure 5 représente le dispositif selon le mode de réalisation particulier où un dissipateur thermique (D) est monté sur l'arbre pour éviter un échauffement excessif des roulements ( R). - la figure 6 représente le dispositif selon le mode de ventilation particulier où une partie de l'arbre est formé d'un isolant (K). En référence à ces dessins, le dispositif comporte une enveloppe à 3 côtés (E)en forme générale de profil U, sur lequel s'adapte 2 manchettes (M1 et M2) I'une d'aspiration et l'autre de refoulement. Dans cette enveloppe (E) est plaqué un isolant (I2), puis est placé une volute directionnelle (V) rationalisant l'expulsion de l'air de la manchette (Ml) vers la manchette (M2), toujours dans cette enveloppe est monté dans l'espace de la volute (V) une turbine (T) fixé en bout d'arbre du moteur (BM). Cette turbine (T) aspire l'air collectée par la manchette (M1) et le refoule par la manchette (M2). De plus, dans cette enveloppe (E) est fixée une cloison (C ) sur laquelle on a préalablement placé un second isolant (il), la forme de la cloison (C ) ainsi que ses bords repliés permettent le maintient de l'isolant et la fixation de la cloison (C ) avec l'enveloppe (E). Cette cloison est percée et de ce fait laisse le passage pour l'arbre du moteur (BM). Ce dit moteur (BM) est fixé par l'avant de l'autre côté de la cloison (C ), cette méthode de fixation permet à l'arbre d'entraînement d'actionner la turbine (T) avec moins de porte à faux. Toujours avec l'arbre d'entraînement mais de l'autre côté du moteur est fixée une hélice de refroidissement (H) soufflante ou aspirante sur le moteur. Sur l'enveloppe (E) vient s'emboîter le carter (P) à 3 côtés en forme générale de profil U, ces 2 éléments fixés entre eux concrétisent le caisson aéraulique. Sur les côtés latéraux de l'enveloppe (E) et du carter (P) ainsi que sur le fond du carter (P) ont été fait des zones perforées (Zp), zones qui sont indispensable au refroidissement de l'ensemble. La disposition des trous dans ces zones perforées sur le dessin n'est qu'un exemple. La forme qu'elle dessine relève de l'esthétique mais l'essentiel réside dans le fait qu'il faut des zones perforées (Zp) sur le caisson pour que l'hélice (H) puisse jouer son rôle convenablement. Il est à noter qu'entre l'enveloppe (E) et la cloison ( C) sont disposé outre la filerie, un connecteur, un thermostat qui sont fixés sur un flanc de l'enveloppe. Le bouton du thermostat est à l'extérieur de l'enveloppe pour être accessible. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la redistribution d'air chaud des foyers fermés à bois ou à gaz. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour le transfert et la redistribution de chaleur accumulée dans les hottes de cheminées à foyer fermé à bois ou à gaz constitué par une enveloppe (E) à plusieurs parois et zones perforées (Zp), ajusté avec un carter (P), caractérisé en ce que le caisson est équipé d'un moteur à bague de déphasage (BM) refroidi par une hélice (H) montée sur l'arbre du moteur. 2) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'arbre du moteur à bague de déphasage (BM) est guidé par des paliers lisses diffusant la chaleur de l'arbre vers le carter du moteur. 3) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'hélice (H) est monté à l'opposé de la turbine (T) par rapport au moteur. 4) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que le moteur est équipé de roulement (R) et d'un dissipateur de chaleur (D) fixé sur l'axe évitant la surchauffe du roulement ( R). 5) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'arbre est équipé d'une partie isolante (K) assurant une rupture thermique entre la turbine (T) et le moteur (BM). 6) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'hélice (H) est montée sur l'arbre du moteur (BM) dans l'espace compris entre le moteur (BM) et la cloison ( C) séparant le compartiment air chaud du compartiment moteur.