Brevet FR2811034A1 — publié le 20020104

La présente invention concerne un ventilateur, du type comportant une roue munie de pales périphériques et un moteur électrique d'entraîne- ment de la roue, lequel moteur est disposé suivant l'axe de la roue et com- porte un rotor et un stator entre lesquels sont disposés des moyens de liai- son tournants, le rotor et le stator étant tous deux équipés de parties actives propres à assurer la mise en mouvement du moteur lors de son alimenta- tion, la partie active du stator s'étendant autour de la partie active du rotor, le stator comportant un premier tronçon portant la partie active associée et un second tronçon prolongeant, entièrement d'un même côté, le premier tron- çon, lequel second tronçon porte tous les moyens de liaison tournants. Dans de nombreuses installations de ventilation, ou de réfrigération, il est nécessaire d'installer, au travers d'un passage d'écoulement d'air, un ventilateur assurant la mise en mouvement de l'air. Le ventilateur comporte, comme connu en soi, une roue munie d'au- bes ou de pales et un moteur électrique disposé suivant l'axe de la roue. Afin d'assurer dans le moteur le guidage en rotation du rotor par rap- port au stator, deux roulements à billes sont généralement interposés entre le rotor et le stator. Pour réduire l'encombrement axial du ventilateur, il est connu de dis- poser les deux roulements à billes d'un même côté de la partie active de l'un au moins du rotor et du stator. Ainsi, il n'est pas nécessaire que l'autre du rotor et du stator comporte, de part et d'autre de sa partie active, des pro- longements chacun adaptés pour coopérer avec un roulement à billes. Un tel ventilateur est par exemple commercialisé par la société RO- TRON sous la référence 011619 (série MIL901). Ce ventilateur comporte un corps extérieur dans lequel est reçue une roue entraînée par un moteur électrique axial. La roue est solidaire d'un moyeu portant sur sa surface extérieure des éléments magnétiques formant la partie active du rotor du moteur. Autour des éléments magnétiques sont disposés les éléments actifs du stator. Ceux-ci comportent des armatures portant des enroulements. Les armatures sont portées par une paroi latérale du stator solidaire de l'embase du moteur. Deux roulements à billes sont agencés entre le rotor et le stator. Les bagues intérieures des roulements s'appuient sur un arbre du rotor s'étendant suivant l'axe du moteur. Cet arbre est solidaire de la roue à son extrémité opposée à l'embase, alors qu'il présente une extrémité libre en regard de l'embase du stator. Les bagues extérieures des roulements à billes sont portées par un manchon du stator solidaire de l'embase. Ce manchon s'étend suivant l'axe et définit intérieurement un alésage dans lequel sont reçus les roulements à billes et l'arbre. Le manchon s'étend à l'intérieur du moyeu et est écarté de celui-ci. Dans ce mode de réalisation, les parties actives du rotor et l'ensemble des moyens de liaison tournants sont disposés suivant deux tronçons suc- cessifs du stator en considérant la développée axiale de celui-ci. De même, l'ensemble des moyens de liaison tournants portés par le rotor et les parties actives du rotor sont également réparties suivant deux tronçons successifs de la développée axiale du rotor. Cet agencement permet de maintenir les parties activés du rotor cha- cune à une extrémité libre du stator et du rotor, ce qui permet en disposant les deux parties actives et les moyens de liaison tournants dans un même plan de réduire considérablement l'encombrement axial du ventilateur. Toutefois, le moteur mis en oeuvre dans ce ventilateur est encombrant radialement. Ainsi, pour un diamètre extérieur donné du ventilateur, le pas- sage annulaire offert pour le passage des gaz est relativement réduit. L'invention a pour but de proposer un ventilateur présentant un en- combrement axial réduit, sans pénaliser l'encombrement radial de l'ensem- ble. A cet effet, I'invention a pour objet un ventilateur du type précité, ca- ractérisé en ce que le rotor comporte un moyeu définissant intérieurement un alésage axial dans lequel sont reçus les moyens de liaison tournants, le moyeu portant à sa surface extérieure la partie active du rotor, et en ce que la première partie du stator comporte un arbre reçu dans ledit alésage et autour duquel sont engagés les moyens de liaison tournants. Suivant des modes particuliers de réalisation, le ventilateur comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la partie active du stator comporte des bobinages pour la circulation du courant électrique d'entraînement du moteur; - la partie active du rotor comporte des éléments magnétiques; et - les moyens de liaison tournants comportent deux roulements à billes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant à la fi- gure unique de dessin qui est une vue en coupe longitudinale d'un ventila- teur selon l'invention. Le ventilateur 10 selon l'invention est destiné à être installé dans une conduite de circulation d'air. Il comporte un corps extérieur tubulaire 12 à l'intérieur duquel sont reçus une roue à aubes rotative 14 et un moteur élec- trique d'entraînement 16. Le moteur est solidaire du corps tubulaire 12 par des traverses radiales non visibles sur la figure. Le ventilateur 10 est généralement d'axe longitudinal X-X, le corps 12, la roue 14 et le moteur 16 s'étendant coaxialement suivant cet axe. Le corps 12 définit un passage 18 de circulation d'air. La roue 14 comporte un corps 20 de révolution présentant une jupe externe 22 et une jupe interne 24 sensiblement coaxiales s'étendant suivant I'axe X-X. La jupe externe 22 porte un ensemble de pales 26 dont l'extrémité libre suit sensiblement le profil de la surface intérieure du corps 12 du venti- lateur. La jupe interne 24 assure la liaison de la roue 14 au rotor du moteur 16. Le moteur 16 comporte un rotor évidé 30 de forme générale cylindri- que et un stator 32 s'étendant partiellement autour du rotor et partiellement à l'intérieur de celui-ci. Le rotor et le stator sont guidés en rotation l'un par rapport à l'autre par des moyens de liaison tournants 34 qui assurent leur fixité axiale. Plus précisément, le stator 32 présente un carter 36 comportant une embase 38 dans laquelle sont prévus des moyens électroniques de com- mande et de contrôle du fonctionnement du moteur. L'embase 38 est pro- longée axialement vers la roue 14 par une paroi latérale cylindrique 40 défi- nissant la surface extérieure du moteur. La paroi 40 s'étend sur au moins la moitié de la longueur du corps 12. Elle délimite avec celui-ci le passage 18 de circulation d'air qui présente donc une forme annulaire. La partie active 42 du stator est fixée sur la surface latérale intérieure de la paroi latérale 40. Cette partie active comporte des armatures 44 for- mées d'un ensemble de tôles en matériau ferromagnétique réparties sur toute la surface intérieure de la paroi latérale. Des bobinages 46 sont enroulés sur les armatures 44 afin de créer des champs magnétiques dans l'entrefer défini entre ces armatures. En outre, le stator 32 présente un arbre 50 s'étendant suivant l'axe X- X. Le rotor 30 est monté rotatif autour de cet arbre par l'intermédiaire des moyens de liaison tournants 34. L'arbre 50 présente une extrémité libre 52 et une extrémité 54, tour- née vers l'embase 38, qui est solidarisée, par exemple par soudage, sur une platine 56. La platine 56 est reliée au carter 36 par des boulons 58. Le rotor 30 comporte un moyeu 70 présentant une forme générale tubulaire. A son extrémité opposée a l'embase 38, le moyeu 70 présente un évidement périphérique annulaire 72 s'ouvrant sur la face d'extrémité du moyeu opposée à l'embase 38. La jupe interne 24 de la roue est reçue dans cet évidement. Elle y est retenue par emboîtement grâce à un montage ser- ré sans jeu. Sur sa surface externe, notée 78, le moyeu 70 porte un ensemble d'éléments magnétiques 80 tels que des barres aimantées formant la partie active du rotor 30. Ces éléments magnétiques s'étendent dans le plan des éléments actifs 42 du stator. Le moyeu 70 présente un alésage 82 s'étendant suivant l'axe X-X à l'intérieur duquel sont reçus l'arbre 50 et les moyens de liaison tournants 34. A son extrémité tournée vers l'embase 38, I'alésage 82 est partiellement obturé par une collerette intérieure 84 définissant un épaulement 86. Les moyens de liaison tournants 34 comportent deux roulements à billes 90, 92 engagés sur l'arbre 50 et espacés suivant l'axe X-X. La bague extérieure du roulement 90 s'appuie sur l'épaulement 86 alors que la bague intérieure de ce roulement 90 s'appuie sur un circlips 94 maintenu dans une gorge périphérique ménagée dans l'arbre 50. Les bagues extérieures des roulements 90 et 92 sont maintenues écartées axialement l'une de l'autre par une entretoise cylindrique 96 s'étendant le long de la surface intérieure de l'alésage 82. La bague intérieure du roulement 92 est retenue par un circlips 98 reçu dans une gorge ménagée au voisinage de l'extrémité de l'arbre 50. La bague extérieure du roulement 92 est maintenue plaquée contre l'entretoise 96 par un bouchon 100 vissé dans l'alésage 92 à l'extrémité ouverte de ce- lui-ci. Une cale 102 est interposée entre la bague extérieure du roulement 92 et le bouchon 100. Dans ce mode de réalisation, les deux roulements à billes 90, 92 constituant les seuls moyens de liaison tournants agencés entre le stator 32 et le rotor 30 sont prévus sur la longueur de l'arbre 50 constituant un premier tronçon du stator. Ce premier tronçon est prolongé, en considérant la déve- loppée axiale du stator, par un second tronçon constitué de la paroi latérale reliée au premier tronçon par l'embase 38. La partie active 42 du stator est portée par ce second tronçon. Ainsi, tous les moyens de liaison tournants 34 portés par le stator et toutes les parties actives 42 de ce même stator se répartissent suivant deux tronçons successifs du stator en considérant la développée axiale de celui- ci. Dans ces conditions, la partie active du stator peut être maintenue en porte-à-faux autour de la partie active du rotor, le tout sensiblement dans le plan contenant les moyens de liaison tournants 34 agencés entre le rotor et le stator. Le ventilateur présente ainsi un encombrement axial réduit. De plus, et selon l'invention, la partie active du stator 32 présentant les bobinages 46 entoure la partie active du rotor 30. Ainsi, les bobinages 46 ne sont séparés du flux d'air annulaire circulant dans le conduit 18 que par la paroi latérale 40 du stator. L'évacuation de la chaleur produite dans les bo- binages s'effectue donc facilement au travers de cette paroi 40. L'évacuation de la chaleur est en effet favorisée par la circulation du flux d'air s'écoulant le long de la paroi latérale 40. La position de la partie active du stator au voisinage immédiat de la région de circulation du flux d'air, et son éloignement des moyens de liaison tournants agencés entre le rotor et le stator, permettent d'augmenter consi- dérablement la durée de vie du ventilateur. En effet, les éléments le consti- tuant ne sont pas prématurément endommagés par la chaleur produite par la circulation du courant dans les bobinages du moteur. De plus, I'agencement selon l'invention permet de fournir un ventila- teur dont le moteur a un encombrement radial réduit, du fait que le rotor creux du moteur comporte, intérieurement, des moyens de liaison tournant avec un arbre axial du stator et, extérieurement, la partie active associée du moteur. REVENDICATIONS 1.- Ventilateur comportant une roue (14) munie de pales périphéri- ques (26) et un moteur électrique (16) d'entraînement de la roue, lequel moteur est disposé suivant l'axe de la roue (14) et comporte un rotor (30) et un stator (32) entre lesquels sont disposés des moyens de liaison tournants (34), le rotor (30) et le stator (32) étant tous deux équipés de parties actives propres à assurer la mise en mouvement du moteur lors de son alimenta- tion, la partie active du stator s'étendant autour de la partie active du rotor, le stator (32) comportant un premier tronçon portant la partie active associée et un second tronçon prolongeant, entièrement d'un même côté, le premier tronçon, lequel second tronçon porte tous les moyens de liaison tournants (34), caractérisé en ce que le rotor (30) comporte un moyeu (70) définissant intérieurement un alésage axial (82) dans lequel sont reçus les moyens de liaison tournants (34), le moyeu (70) portant à sa surface extérieure la partie active (80) du rotor, et en ce que la première partie du stator (32) comporte un arbre (50) reçu dans ledit alésage (82) et autour duquel sont engagés les moyens de liaison tournants (34). 2.- Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie active du stator comporte des bobinages (46) pour la circulation du courant électrique d'entraînement du moteur. 3.- Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que la partie active du rotor comporte des éléments magnétiques (80). 4.- Ventilateur selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que les moyens de liaison tournants (34) comportent deux roulements à billes (90, 92).