Brevet FR2845819A1 — publié le 20040416

La présente invention concerne le domaine des appareillages de coupure tels que des disjoncteurs ou des sectionneurs de générateur sous gaine. Ce type d'appareil dégage une grande quantité de chaleur qu'il faut évacuer et qui nécessite un système de refroidissement. Quand on souhaite augmenter la capacité à passer du courant de l'appareil, la chaleur dégagée est aussi plus grande. Il est connu plusieurs systèmes pour favoriser l'évacuation des calories des parties actives. Soit le refroidissement est effectué par les parois de la gaine qui sont en contact avec l'air extérieur. Soit un échangeur thermique est disposé entre le gaz de refroidissement interne et l'air extérieur. Soit on ajoute d'une ventilation forcée de l'air intérieur associé à 15 un système de refroidissement de cet air par un climatiseur ou un échangeur air/air. Soit on utilise un système de ventilation interne à la gaine. Toutes ces solutions obligent soit à augmenter la taille de la section de passage du courant et donc une augmentation de la taille 20 des pièces, soit une mise en oeuvre plus complexe et donc coteuse. Si l'on souhaite une augmentation modérée des performances il est souhaitable d'utiliser une solution plus simple et donc moins coteuse. L'objet de l'invention est d'utiliser la convexion naturelle du gaz, 25 tel que de l'air, de la gaine pour le faire circuler dans un échangeur gaz/air ou air/air simplifié, qui permet à la fois de réaliser un appareil compact présentant de meilleures performances de transit de courant, d'être compatible avec les systèmes existants de suppression de gaines > et de permettre de refroidir le disjoncteur de la même façon que le sectionneur. Le dispositif de refroidissement selon l'invention est prévu pour un appareil de coupure de courant sous gaine comprenant du gaz tel 5 que de l'air disposé entre la gaine et l'appareil, il est caractérisé en ce qu'un tube de circulation d'air part de façon étanche de la partie haute de la gaine, parcourt le dessus de ladite gaine, redescend à l'intérieur de la gaine jusque dans sa partie basse o au moins une ouverture est prévue et que le gaz disposé dans la gaine circule par convexion dans 10 ledit tube. Le gaz chauffé par l'appareil de coupure monte vers le haut de la gaine o se situe le départ du tube et o il s'engage. La prise d'air du tube sera de préférence située au- dessus du point ou d'un des points le plus chaud de la gaine. Par convexion naturelle, le gaz parcourt la partie haute du tube qui est sensiblement horizontale. Une 15 fois refroidit par l'air extérieur, le gaz devenu plus lourd redescend par l'autre partie verticale du tube pour atteindre le fond de la gaine. Selon une caractéristique particulière de l'invention la partie haute du tube fonctionne comme un échangeur de chaleur. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention la partie 20 haute du tube est munie d'ailettes. Pour améliorer les performances du refroidissement du gaz dans la partie horizontale du circuit du tube, cette partie peut être équipée d'ailettes Selon une caractéristique particulière de l'invention la partie haute du tube comprend plusieurs dérivations parallèles. Pour 25 augmenter encore le refroidissement du gaz, le tube comprend un certain nombre de dérivations parallèles dans sa partie supérieure située à l'extérieur de la gaine. En séparant le gaz entrant dans le tube en un faisceau de tubes qui se rejoignent à l'entrée de la gaine, on augmente la surface d'échanges thermiques et donc les performances de l'échangeur de chaleur. Selon une caractéristique particulière de l'invention la partie haute du tube est isolée électriquement de la gaine. Afin d'éviter que 5 du courant sorte de la gaine et passe dans le tube, celui-ci est isolé de la gaine par un isolant électrique. Selon une caractéristique particulière de l'invention la partie haute du tube est isolée thermiquement de la gaine. Afin que le réchauffement de la gaine se transmette au tube qui est placé au point 10 le plus chaud, ce dernier est isolé par un isolant thermique. Selon une caractéristique particulière de l'invention la partie basse du tube parcourt le bas de la gaine. Afin de diriger le gaz frais vers les parties choisies, le tube se poursuit dans la partie basse de la gaine en dessous des éléments à refroidir. Selon une caractéristique particulière de l'invention une ouverture est disposée dans la partie basse du tube. Cette ouverture peut être placée au droit des éléments que l'on souhaite refroidir. Si on prévoit plusieurs ouvertures, celles-ci seront placées près des points à refroidir. 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 aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de profil du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention. L'appareil de coupure de courant sous gaine 1 est constitué d'un disjoncteur ou un sectionneur 2 disposé dans une gaine 3, comme on le voit à la figure 1. Le courant arrive et repart par la connexion 4. Un toit est placé sur la partie supérieure de la gaine 3. Un tube 6 est placé sur la partie haute 3a de la gaine 3 et traverse cette dernière par un orifice 30. Le tube 6 est ouvert dans la zone 66 qui constitue une prise d'air ou de gaz. Le tube 6 comme on le voit à la figure 1 présente une partie 5 sensiblement verticale 6a jusqu'à un premier coude 60. Le tube 6 est alors sensiblement horizontal sur la partie 6b et équipé d'ailettes 61. Le nombre d'ailettes 61 sera déterminé en fonction de la longueur du tube et de la quantité de chaleur que l'on souhaite évacuer. La longueur horizontale du tube 6 sera limitée par la longueur de 10 la gaine 3. Ainsi, pour améliorer les échanges, la zone 6b du tube 6 se divise en plusieurs branches 65 sensiblement parallèles entre elles comme on le voit à la figure 2. Ces branches 65 convergent vers le coude 62 pour ne plus former qu'un seul tube 6. Ainsi la gaine 3 n'est perforée qu'une fois de chaque coté. La partie horizontale 6b du tube 6 s'arrête par un deuxième coude 62 (figure 1), et le tube 6 redescend verticalement dans la partie 6c et traverse en 31 la gaine 3 de façon étanche jusqu'au fond 3b de la gaine 3 o le tube présente un nouveau coude 63. La partie verticale 6c du tube 6 est disposée de préférence le 20 long de la paroi de la gaine 3 afin de rester le plus longtemps possible dans une zone relativement froide et de garder une température à l'intérieur du tube 6 la plus basse possible. A partir de ce coude 63, le tube 6 est sensiblement horizontal dans la partie 6d et présente des orifices 64 sur sa partie supérieure. Ces orifices 64 seront judicieusement disposés afin que le gaz refroidi arrive exactement sous les parties à refroidir les plus chaudes. A cet effet on peut prévoir que la partie basse 6d se divise en plusieurs éléments afin de mieux cibler la partie que l'on souhaite refroidir. Afin d'assurer une bonne étanchéité du système les zone de 30 sortie 30 et d'entrée 31 du tube 6 sont rendue étanches de façon connue par des joints 7. Ces joints 7 assurent à la fois l'étanchéité électrique et thermique. Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du dispositif. Le gaz 8 placé à l'intérieur de la gaine 6 se réchauffe par la 5 chaleur émise par l'appareil de coupure de courant 2. Naturellement, les gaz chauds montent vers le haut de la gaine 3 et entre dans l'ouverture 66 du tube 6 par convexion naturelle. Il se refroidit ensuite lors de son parcours dans la zone 6b du tube 6. Une fois refroidit et devenu plus lourd, il redescend dans le tube 6c jusqu'au fond de la gaine 3. Il est alors conduit par le tube 6d vers le dessous les zones les plus chaudes à refroidir o il est libéré par les orifices 64. En se réchauffant, le gaz 8 devient plus léger et monte 15 naturellement vers le haut de la gaine 3 et recommence un nouveau cycle. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement pour appareil de coupure de courant sous gaine (1) comprenant un gaz (8) tel que de l'air disposé entre 5 la gaine (3) et l'appareil (2) caractérisé en ce qu'un tube (6) de circulation du gaz (8) part de façon étanche de la partie haute (3a) de la gaine (3), parcourt le dessus de ladite gaine (3), redescend à l'intérieur de la gaine (3) jusque dans sa partie basse (3b) o au moins une ouverture (64) est prévue et que le gaz (8) disposé dans 10 la gaine (3) circule par convexion dans ledit tube (6). 2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie haute (6b) du tube (6) fonctionne comme un échangeur de chaleur. 3. Dispositif de refroidissement selon la revendication 2 caractérisé en 15 ce que la partie haute (6b) du tube (6) est munie d'ailettes (61). 4. Dispositif de refroidissement selon un des précédentes caractérisé en ce que la partie haute comprend plusieurs dérivations parallèles (65). 5. Dispositif de refroidissement selon une des 20 précédentes caractérisé en ce que la partie haute est isolée électriquement de la gaine (3). 6. Dispositif de refroidissement selon une des précédentes caractérisé en ce que la partie haute est isolée thermiquement de la gaine (3). 7. Dispositif de refroidissement selon une des précédentes caractérisé en ce que la partie basse parcourt le bas (3b) de la gaine (3). revendications (6b) du tube (6) revendications (6b) du tube (6) revendications (6b) du tube (6) revendications (6d) du tube (6) 8. Dispositif de refroidissement selon la revendication 7 caractérisé en ce que une ouverture (64) est disposée dans la partie basse (6d) du tube (6).