Brevet FR2910081A1 — publié le 20080620

La présente invention concerne un appareil de délivrance régulée d'un gaz, notamment un appareil d'assistance respiratoire. Il est connu de réaliser un appareil d'assistance respiratoire comprenant un boîtier, un conduit d'amenée d'air délimité par le boîtier, une volute dont l'ouverture d'entrée est en communication avec le conduit d'amenée d'air, une roue à ailettes, située immédiatement en aval de l'ouverture d'entrée de la volute, comprenant une ouverture d'entrée reliée à cette ouverture d'entrée de la volute et des orifices de sortie débouchant dans la volute, et un moteur d'entraînement de la roue en rotation. La rotation de la roue génère un flux d'air centrifuge dont l'énergie cinétique est transformée en pression dans la volute. Sur ce type d'appareil, il se pose un problème notable de refroidissement du moteur, ce moteur subissant un échauffement important compte tenu de sa vitesse de rotation élevée. Pour tenter de solutionner ce problème, il a été conçu d'équiper le moteur d'une 15 masse métallique formant un radiateur. Les performances obtenues ne sont toutefois pas satisfaisantes, particulièrement en cas de faible débit de gaz. La présente invention vise à solutionner ce problème essentiel, dans les meilleures conditions. L'appareil qu'elle concerne comprend, de manière connue en soi, un conduit 20 d'amenée d'air, une volute dont l'ouverture d'entrée est en communication avec le conduit d'amenée d'air, une première roue à ailettes, située immédiatement en aval de l'ouverture d'entrée de la volute, comprenant une ouverture d'entrée reliée à cette ouverture d'entrée de la volute et des orifices de sortie débouchant dans la volute, et un moteur d'entraînement de la roue en rotation de manière à générer un flux d'air 25 centrifuge dans la volute. Selon l'invention, l'appareil comprend : - un boîtier présentant une partie tubulaire dont la paroi est destinée à s'étendre, après montage, autour du moteur en se trouvant à une distance sensiblement constante de ce moteur, le boîtier et le moteur délimitant ainsi entre 30 eux un passage d'écoulement de gaz comprenant au moins un orifice d'entrée de gaz et au moins un orifice de sortie de gaz ; et - une deuxième roue à ailettes située en aval dudit orifice d'entrée de gaz, entraînée en rotation de manière à générer un courant de gaz forcé dans ledit passage d'écoulement de gaz. 2910081 2 Ainsi, selon l'invention, le boîtier délimite avec le moteur un passage d'écoulement s'étendant sur l'ensemble de la circonférence du moteur et présentant une configuration continue, sans variation substantielle de section, et l'appareil comprend une deuxième roue à ailettes permettant de générer un courant de gaz 5 forcé dans ce passage. Ce conduit permet ainsi un écoulement du gaz autour de l'ensemble du moteur, de manière forcée et non perturbée, ce qui permet de réaliser un refroidissement de ce moteur dans les meilleures conditions. Le débit de gaz de refroidissement du moteur est indépendant du débit de gaz dans le circuit de délivrance de gaz, de sorte qu'il n'y a pas d'incidence de l'utilisation 10 de l'appareil sur le refroidissement du moteur. De préférence, ladite deuxième roue à ailettes est placée sur un arbre entraîné par le moteur. Ainsi, les régimes de rotation des deux roues à ailettes sont identiques, ce qui permet que le régime de rotation de la deuxième roue à ailettes, et donc le refroidissement du moteur, soit adapté au besoin en refroidissement du moteur correspondant au régime de rotation de ladite première roue à ailettes. L'appareil a de plus une structure simple et, étant donné que ladite deuxième roue à ailettes ne génère qu'une faible pression, la puissance absorbée par elle est faible et ne grève pas significativement le bilan énergétique du fonctionnement de l'appareil. De préférence, le boîtier comprend une pluralité d'orifices de sortie de gaz répartis sur la circonférence de ce boîtier, et le boîtier comprend une chambre circulaire aménagée au niveau de ces orifices de sortie de gaz, comportant une tubulure de sortie de gaz. Cette chambre circulaire permet de collecter le gaz de refroidissement, lequel peut être réutilisé. En effet, l'élévation de la température de ce gaz reste faible, de l'ordre de 10 degrés C. aux conditions extrêmes ; le débit de ce gaz peut donc être utilisé par exemple pour refroidir d'autres organes notamment des composants sensibles comme les cartes électroniques ou les batteries de fonctionnement autonome de l'appareil. Avantageusement, ladite chambre circulaire forme corps avec le boîtier, au moins en partie. Le gaz de ventilation est de préférence de l'air, ledit orifice d'entrée de gaz débouchant directement sur l'extérieur du boîtier. 2910081 3 Cet orifice permet une entrée de l'air dans ledit passage d'écoulement sans perturbation de cet écoulement et de manière silencieuse. L'appareil comprend avantageusement une plaquette traversée par l'arbre du moteur, s'étendant à proximité de la paroi de ladite première roue à ailettes opposée 5 à l'entrée de la volute, et le boîtier comprend des orifices mettant en communication le côté de cette plaquette opposé à ladite première roue à ailettes et ledit passage d'écoulement de gaz. Ces orifices permettent l'écoulement dans ce passage du gaz sous pression s'écoulant par l'interstice existant nécessairement entre l'arbre portant ladite 10 première roue à ailettes et la plaquette. Cette fuite de gaz est captée par le circuit du gaz de refroidissement du moteur et est évacuée avec celui-ci. De plus, le courant de gaz de fuite favorise le refroidissement de la partie du moteur la plus proche de ladite première roue à ailettes. Cette disposition permet en outre de réduire considérablement la différence de pression régnant entre les deux faces du moteur, 15 néfaste à la durée de vie des paliers du moteur. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, qui représente, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation possibles de l'appareil qu'elle concerne. 20 La figure 1 est une vue d'une première forme de réalisation de cet appareil, en coupe axiale selon l'axe de l'arbre que comprend cet appareil et dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de la tubulure de sortie que comprend la volute de cet appareil, et la figure 2 en est une vue similaire à la figure 1, selon la deuxième forme de 25 réalisation. La figure 1 représente un appareil 1 de délivrance régulée d'un gaz, notamment un appareil d'assistance respiratoire, comprenant un boîtier 2, un moteur 3, une première roue 4 à ailettes, une volute 5, une deuxième roue à ailettes 6 et une chambre de collecte 7. 30 Le boîtier 2 comprend une pièce principale 10, deux couvercles d'extrémités 11, 12 et un couvercle médian 13. La pièce principale 10 forme une partie tubulaire 10a, de réception du moteur 3, une paroi transversale 10b délimitant une extrémité longitudinale de cette partie tubulaire 10a, une paroi circulaire 10c s'étendant autour de cette extrémité 2910081 4 longitudinale de la partie tubulaire 10a, et une paroi circulaire 10d qui forme la base de la volute 5. La paroi de la partie tubulaire 10a s'étend, après montage, autour du moteur 3 en se trouvant à une distance sensiblement constante de ce moteur, de telle sorte 5 que cette partie tubulaire 10a et ce moteur 3 délimitent entre eux un passage 15 d'écoulement d'air. Cette partie tubulaire 10a comprend, sensiblement à hauteur du bord libre de la paroi circulaire 10c, une série de trous radiaux 16, et la paroi transversale 10b comprend, au niveau de sa périphérie, une série de trous 17 qui la traversent. 10 Le couvercle d'extrémité 11 est destiné à être mis en place sur le bord libre de la partie tubulaire 10a opposée à la volute 5. II comprend une ouverture axiale 20 venant en regard de la roue 6 après montage. Le couvercle d'extrémité 12 comprend une partie de forme circulaire ou en spirale, destinée à être mise en place sur le bord libre de la paroi 10d, pour 15 constituer, avec cette paroi 10d, la volute 5, et une partie destinée à constituer, avec une partie correspondante de la paroi 10d, une tubulure tangentielle de sortie 21. Ce couvercle 12 forme une ouverture d'entrée 22 venant en regard de la roue 4 après montage, cette ouverture 22 étant en communication avec un conduit d'amenée d'air (non représenté), délimité par un boîtier (non représenté) contenant l'appareil 1. 20 Le couvercle médian 13 comprend une partie circulaire destinée à être mise en place sur le bord libre de la paroi 10c, pour constituer, avec cette paroi 10c, la chambre de collecte 7, et une partie destinée à constituer, avec une partie correspondante de la paroi 10c, une tubulure de sortie 23. Le moteur 3 présente une forme cylindrique et est relié axialement à la paroi 25 transversale 10b, au moyen au moyen de vis (non représentées). Il comprend un arbre de sortie dépassant de ses deux extrémités axiales, l'une des parties dépassantes de cet arbre recevant la roue 4 et l'autre partie dépassante recevant la roue 6. La roue 4 comprend un moyeu, un flasque supérieur et une paroi inférieure 30 formant un conduit de passage d'air dans lequel s'étendent les ailettes 4a de cette roue 4. Le flasque supérieur forme un rebord relevé circulaire venant à proximité immédiate de la paroi du couvercle 12 délimitant l'ouverture 22. La rotation de la roue 4 à haute vitesse, entraînée par le moteur 3, génère un flux d'air centrifuge dont l'énergie cinétique est transformée en pression dans la 35 volute 5, cet air entrant par l'ouverture 22 et sortant par la tubulure 21. 2910081 5 L'appareil 1 comprend en outre une plaquette 25 traversée par l'arbre du moteur 3, qui s'étend à proximité de la paroi inférieure de la roue 4, cette plaquette prenant appui contre un siège circulaire aménagé dans l'extrémité de la partie tubulaire 10a et étant fixée à cette dernière. Les orifices 17 mettent en 5 communication le côté de cette plaquette 25 opposé à la roue 4 et le passage 15. Ainsi que cela se comprend, l'entraînement de la roue 6 en rotation par le moteur 3 permet de générer un courant d'air forcé dans le passage 15, puis au travers des trous 16, dans la chambre 7 et dans la tubulure 23. Le passage 15 s'étend sur l'ensemble de la circonférence du moteur 3 et présente une configuration 10 continue, sans variation substantielle de section, ce qui permet de réaliser un refroidissement du moteur 3 dans les meilleures conditions. Le débit d'air de refroidissement du moteur 3 est indépendant du débit de gaz dans le circuit de délivrance de gaz, de sorte qu'il n'y a pas d'incidence de l'utilisation de l'appareil sur le refroidissement du moteur. 15 Le montage direct des roues 4 et 6 sur le même arbre du moteur 3 permet que les régimes de rotation des deux roues à ailettes 4, 6 soient identiques, ce qui permet que le refroidissement du moteur 3 soit en permanence adapté au régime de rotation de la roue 4, donc au régime de fonctionnement de l'appareil 1. L'appareil 1 a de plus une structure simple et, étant donné que la roue 6 ne 20 génère qu'une faible pression, la puissance absorbée par elle est faible et ne grève pas significativement le bilan énergétique du fonctionnement de cet appareil. La chambre de collecte 7 permet de collecter l'air de refroidissement afin qu'il puisse être réutilisé par exemple pour refroidir d'autres organes, notamment des composants sensibles comme les cartes électroniques ou les batteries de 25 fonctionnement autonome de cet appareil. La plaquette 25 permet de limiter la fuite du gaz sous pression contenu dans la volute 5, se produisant par l'interstice qui existe nécessairement entre cette plaquette et l'arbre portant la roue 4. Les orifices 17 permettent l'écoulement de cette fuite dans le passage 15, cette fuite étant captée par le circuit de l'air de refroidissement du 30 moteur 3 et évacuée avec celui-ci. De plus, le courant de gaz de fuite favorise le refroidissement de la partie du moteur 3 la plus proche de la roue 4. Cette disposition permet en outre de réduire considérablement la différence de pression régnant entre les deux faces du moteur, néfaste à la durée de vie des paliers du moteur. 2910081 6 La figure 2 représente une forme de réalisation de l'appareil 1 très similaire à celle qui vient d'être décrite, sinon que l'appareil est dépourvu de la plaquette 25 et des orifices 17. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à deux formes de réalisation 5 données à titre de purs exemples. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à ces formes de réalisation mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1 û Appareil (1) de délivrance régulée d'un gaz, notamment appareil d'assistance respiratoire, comprenant un conduit d'amenée d'air, une volute (5) dont l'ouverture d'entrée (22) est en communication avec le conduit d'amenée d'air, une première roue à ailettes (4), située immédiatement en aval de l'ouverture d'entrée (22) de la volute (5), comprenant une ouverture d'entrée reliée à cette ouverture d'entrée (22) de la volute (5) et des orifices de sortie débouchant dans la volute (5), et un moteur (3) d'entraînement de la roue (4) en rotation de manière à générer un flux d'air centrifuge dans la volute (5), caractérisé en ce qu'il comprend : - un boîtier (2) présentant une partie tubulaire (10a) dont la paroi est destinée à s'étendre, après montage, autour du moteur (3) en se trouvant à une distance sensiblement constante de ce moteur (3), le boîtier (2) et le moteur (3) délimitant ainsi entre eux un passage (15) d'écoulement de gaz comprenant au moins un orifice (20) d'entrée de gaz et au moins un orifice (16) de sortie de gaz ; et - une deuxième roue à ailettes (6) située en aval dudit orifice (20) d'entrée de gaz, entraînée en rotation de manière à générer un courant de gaz forcé dans ledit passage (15) d'écoulement de gaz. 2 û Appareil (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième roue à ailettes (6) est placée sur un arbre entraîné par le moteur (3). 3 û Appareil (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier (2) comprend une pluralité d'orifices (16) de sortie de gaz répartis sur la circonférence de ce boîtier (2), et en ce que le boîtier (2) comprend une chambre circulaire (7) aménagée au niveau de ces orifices (16) de sortie de gaz, comportant une tubulure (23) de sortie de gaz. 4 û Appareil (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite chambre circulaire (7) forme corps avec le boîtier (2). 5 û Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit orifice (20) d'entrée de gaz débouche directement sur l'extérieur du boîtier (2). 6 û Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le gaz de ventilation est de l'air, ledit orifice (20) d'entrée de gaz débouchant directement sur l'extérieur du boîtier (2). 7 û Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une plaquette (25) traversée par l'arbre du moteur (3), s'étendant à proximité de la paroi de ladite première roue à ailettes (4) opposée à l'entrée (22) de la volute (5), et en ce que le boîtier (2) comprend des orifices (17) mettant en 2910081 8 communication le côté de cette plaquette (25) opposé à ladite première roue à ailettes (4) et ledit passage (15) d'écoulement de gaz.