Brevet FR3001155A1 — publié le 20140725

L'invention concerne un appareil d'assistance respiratoire équipé d'une micro- soufflante ou turbine motorisée destinée à générer un flux de gaz sous pression, en particulier un flux d'air. Plus particulièrement, l'invention porte sur l'insonorisation de la turbine au sein de l'appareil d'assistance respiratoire pour réduire les nuisances acoustiques, sur le refroidissement du moteur par convection forcée et sur le maintien en place de ladite turbine pendant son fonctionnement par ajout d'une structure tridimensionnelle de forme particulière. Certains appareils d'assistance respiratoire mettent en oeuvre des micro-soufflantes ou turbines servant à générer un gaz sous pression, en général de l'air ou de l'air enrichi en oxygène, qui est ensuite envoyé vers les voies aériennes d'un utilisateur. Une turbine de ce type est notamment décrite par le document EP-A-2102504 qui enseigne un appareil d'assistance respiratoire permettant une délivrance régulée d'un gaz, notamment d'air, au moyen d'une turbine 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 1 d'entraînement de la roue en rotation de manière à générer un flux d'air centrifuge dans la volute. Un des problèmes qui se pose avec les micro-soufflantes ou turbines est celui des émissions sonores, c'est-à-dire du bruit qu'elles génèrent. En effet, les appareils d'assistance respiratoire équipés de ces micro-soufflantes ou turbines sont destinés à être utilisés en milieu hospitalier ou à domicile, donc le bruit émis lors du fonctionnement du moteur 1 et de la rotation de la roue à ailettes doit être aussi faible que possible. Des solutions ont été proposées à cette fin, notamment une solution répandue consistant à insonoriser l'extérieur de la turbine avec un boitier d'insonorisation et/ou des mousses ou analogues disposées autour. Ceci permet effectivement d'atténuer le bruit mais en engendrant des contraintes en termes d'encombrement, notamment de volume important occupé par les mousses, comme illustré en Figure 1. Par ailleurs, tout système d'insonorisation de la turbine ne doit pas s'opposer ou gêner le maintien en position correcte de la turbine et si possible pouvoir assurer une fonction de butée de choc. Dans les dispositifs actuels, les turbines sont généralement maintenues en place par des amortisseurs agencés en partie basse de turbine et au niveau de sa volute et de son conduit de sortie du gaz sous pression, comme illustré en Figure 1. Or, la mise en place de ces amortisseurs est souvent fastidieuse et leur présence nécessite des aménagements particuliers des boitiers d'insonorisation à base de mousse périphérique (cf. Fig. 1), ce qui engendre une complexification de l'architecture de l'ensemble et des coûts supplémentaires notamment de montage. Enfin, le système d'insonorisation et les dispositifs amortisseurs ne doivent pas s'opposer, ou le moins possible, au refroidissement de la turbine, en particulier de son moteur. En d'autres termes, le problème qui se pose est de permettre de limiter ou de réduire le bruit émis par la turbine d'un appareil respiratoire sans engendrer de surchauffe notable du moteur, tout en garantissant une fonction de butée de choc ou d'amortisseur mais sans pour autant gêner le maintien en position correcte de la turbine ou complexifier le montage et l'architecture des appareils ainsi équipés. La solution est un appareil d'assistance respiratoire comprenant une turbine comprenant un moteur coopérant avec une roue à ailettes pour générer un flux de gaz, en particulier un flux d'air, et des moyens d'insonorisation agencés autour d'au moins une partie de la turbine, caractérisé en ce que les moyens d'insonorisation comprennent une structure tridimensionnelle agencée autour d'au moins une partie du moteur, comprenant : - au moins un élément central définissant un logement central formant manchon autour d'au moins une partie du moteur en étant espacé dudit moteur, c'est-à-dire autour d'autour d'au moins une partie de la hauteur dudit moteur, - plusieurs éléments espaceurs comprenant chacun au moins une paroi se projetant radialement vers l'extérieur, lesdits éléments espaceurs étant agencés à la périphérie de l'élément tubulaire, et - au moins un élément de maintien venant prendre appui sur le moteur de manière à maintenir la structure tridimensionnelle en position autour dudit moteur. Selon le cas, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - l'élément central définit un logement central formant manchon autour de toute la hauteur du moteur en étant espacé dudit moteur, - les éléments espaceurs comprennent chacun au moins une paroi se projetant radialement vers l'extérieur en éloignement par rapport au moteur et au logement central. - les éléments espaceurs sont tous de même forme ou structure ou, de façon alternative, tout ou partie des éléments espaceurs ont des formes ou des structures différentes. - les éléments espaceurs ont une section en « U », en « V », en « W », en « X », en « I », en « M », en « O », en « S », en « Z », en « H », en « I » ou autres. - la hauteur des éléments espaceurs est inférieure ou égale à la hauteur de l'élément central. - l'élément central est tubulaire, de préférence cylindrique ou conique, plus préférentiellement cylindrique. - le logement central de l'élément central formant manchon autour d'au moins une partie du moteur en étant espacé dudit moteur a un profil interne épousant le profil externe (i.e. la périphérie) du moteur. - la structure tridimensionnelle comprend au moins un premier et au moins un deuxième élément de maintien, l'élément central étant agencé entre lesdits premier et deuxième éléments de maintien. - le premier élément de maintien est fixé à l'élément central par l'intermédiaire d'un ou plusieurs éléments de jonction. - le second élément de maintien est fixé aux éléments espaceurs par l'intermédiaire d'expansions de paroi. - les éléments de maintien sont de forme annulaire, en particulier des colliers ou des bagues de maintien. - la structure tridimensionnelle comprend une base en forme de couronne portant les éléments espaceurs et/ou l'élément central. - les éléments de maintien de forme annulaire ont un diamètre interne d inférieur au diamètre interne D du logement central de l'élément central, i.e. d La présente invention va maintenant être décrite plus en détail en références aux Figures annexées parmi lesquelles : - la Figure 1 représente une micro-soufflante ou turbine agencée dans un appareil d'assistance respiratoire selon l'art antérieur, - les Figures 2 et 3 schématisent un mode de réalisation d'une structure 20 tridimensionnelle équipant la micro-soufflante ou turbine d'un appareil d'assistance respiratoire selon la présente invention, en vue de dessus et en coupe de côté, respectivement, et - la Figure 4 représente la structure tridimensionnelle des Figures 2 et 3 extraite de la turbine. 25 La Figure 1 montre une micro-soufflante ou turbine 30 motorisée agencée au sein d'un appareil d'assistance respiratoire selon l'art antérieur. La turbine 30 comprend un moteur 1 électrique qui permet d'entrainer, via un axe rotatif, une roue à ailettes 25 (cf Fig. 3) servant à générer un flux de gaz, typiquement un flux d'air. 30 La roue à ailette 25 se trouve dans une volute 7 qui surmonte la turbine 30 motorisée et qui forme un capotage comprenant une partie inférieure de volute 7b, couramment appelée volute inférieure, et une partie supérieure de volute 7a, appelée volute supérieure, venant se raccorder l'une à l'autre, en général par collage l'une à l'autre, et définissent entre elles un espace interne ou compartiment interne englobant la roue à ailettes, c'est-à-dire que la roue à ailettes est prise « en sandwich » dans le compartiment interne aménagé dans les parties inférieure 7b et supérieure 7a de volute. L'air d'alimentation est aspiré par la roue à ailettes au travers d'un pavillon d'entrée 8 comprenant un passage central, c'est-à-dire une ouverture par laquelle transite l'air aspiré par la roue à ailettes 25 qui est située immédiatement en aval de l'ouverture d'entrée 8 de la volute. L'air est envoyé ensuite à l'utilisateur par la roue à ailettes 25, via un conduit d'évacuation 9 de gaz, sous forme d'un flux d'air centrifuge engendré par la rotation de la roue à ailettes 25 lorsqu'elle est entraînée par le moteur 1. Dans les turbines actuelles, le maintien en position de l'ensemble de la turbine 1, 7, 8 se fait grâce à l'adjonction de dispositifs amortisseurs de maintien 3, 4 et 5, situés notamment au niveau de la base (en 5) du moteur 1 de la turbine 30, et de part et d'autre (en 3 et 4) de la volute 7, notamment au niveau du conduit d'évacuation 9 de gaz. Par ailleurs, afin de réduire ou atténuer les émissions sonores qui constituent une gêne pour l'utilisateur, l'ensemble turbine 1, 7,8 est incorporé dans un caisson d'insonorisation 10 agencé autour de l'ensemble de turbine 30 et comprend une masse d'insonorisation périphérique formée typiquement de mousse 6 synthétique. Afin d'assurer un refroidissement minimal de la turbine 30, en particulier du moteur 1 alimenté en courant électrique via un faisceau de câbles 11, il est nécessaire d'aménager dans le caisson d'insonorisation 10, un espacement ou conduit de refroidissement 2 autour de la turbine 30 au sein duquel de l'air de refroidissement peut circuler pour évacuer la chaleur émise par la turbine 30 pendant son fonctionnement. Ce type d'agencement d'une turbine dans un appareil d'assistance respiratoire, encore appelé « ventilateur », est classique dans l'état de la technique. La présente invention propose, afin notamment d'atténuer le bruit généré par la turbine 30, lors de son fonctionnement, tels qu'utilisés dans les ventilateurs classiques, par une structure tridimensionnelle 20 compacte présentant une architecture particulière formant manchon autour d'une partie de la turbine 30, c'est-à-dire autour de la paroi extérieure du moteur 1, encore appelée capotage du moteur 1. La structure tridimensionnelle 20, grâce à sa forme ou architecture particulière, permet aussi d'assurer un refroidissement correct du moteur 1 par convection forcée et un bon maintien en place de la turbine 30 pendant son fonctionnement. La structure tridimensionnelle 20 remplace donc schématiquement l'espace 2 et les amortisseurs 3, 4, 5 montrés sur la Figure 1 et utilisés dans les turbines classiques. Plus précisément, sur les Figures 2 et 3, on a représenté une turbine 30 munie d'une structure tridimensionnelle 20 selon la présente invention, à savoir une turbine 30 comprenant un moteur 1 électrique qui permet d'entrainer, via son axe rotatif, une roue à ailettes 25 servant à générer le flux d'air. Comme dans l'appareil de la Figure 1, la roue à ailette 25 se trouve dans une volute 7 qui surmonte la turbine 30 avec un espace interne ou compartiment interne incluant la roue à ailettes 25. Là encore, l'air est aspiré par la roue à ailettes 25 au travers d'un pavillon d'entrée 8 avec un passage central, puis ensuite envoyé à l'utilisateur via le conduit d'évacuation 9. Conformément à la présente invention, les émissions sonores sont atténuées grâce à des moyens d'insonorisation comprenant la structure tridimensionnelle 20 formant manchon autour d'au moins une partie du moteur 1, c'est-à-dire autour de son capotage ou de sa paroi périphérique renfermant les composants du moteur, en particulier le rotor, le stator... Typiquement, le moteur 1 permet d'entrainer la roue à ailettes 25 à une vitesse comprise entre 0 et 100.000 tr/min, typiquement entre 10.000 et 70.000 tr/min. Plus précisément, la structure tridimensionnelle 20 comprend, dans le mode de réalisation détaillé en Figure 4, un élément central 20a définissant un logement central 20g formant manchon autour d'au moins une partie du moteur 1 en étant espacé dudit moteur 1. L'espace formé entre la paroi du moteur 1 et la paroi délimitant le logement central 20g de l'élément central 20a crée un couloir de convection forcée autour du moteur pour le refroidir par flux d'air. La distance entre la paroi du moteur 1 et la paroi délimitant le logement central 20g est préférentiellement comprise entre 1 et 10 mm, typiquement de l'ordre d'environ 3 mm. L'élément central 20a porte plusieurs éléments espaceurs 20b, de préférence de 2 à 30 éléments espaceurs, typiquement de 4 à 20 éléments espaceurs, comprenant chacun au moins une paroi se projetant radialement vers l'extérieur, c'est-à-dire en éloignement par rapport au moteur 1 situé dans le logement central 20g. Les éléments espaceurs 20b sont agencés à la périphérie de l'élément tubulaire 20a en étant angulairement répartis autour de ladite périphérie. Les éléments espaceurs 20b sont donc dirigés radialement vers l'extérieur et viennent prendre appui sur la surface interne du boîtier 23 renfermant l'ensemble turbine. Les espaceurs 20b peuvent avoir, en vue de dessus, une forme en « U » ou « V » comme illustré sur la Figure 2 ou revêtir d'autres formes par exemple en « W », en « X », en « I », en « NI », en « O », en « S », en « Z », en « H », en « J » ou autres. En outre, les espaceurs 20b peuvent se prolonger sur toute ou partie de la hauteur du moteur 1. Ces éléments espaceurs servent à assurer le maintien en position de la turbine 30 dans le boîtier 23, l'amortissement des vibrations et font office de butée en cas de choc. Par ailleurs, afin d'assurer un maintien correct de la structure tridimensionnelle 20 en position autour dudit moteur 1, il est prévu un ou plusieurs éléments de maintien 20c venant prendre appui sur la périphérie du moteur 1. Avantageusement, dans le mode de réalisation représenté en Figure 4, les éléments de maintien 20c sont deux colliers ou bagues de maintien 20c venant encercler le moteur 1 de la turbine 30 de sorte de maintenir le moteur 1 en position fixe dans la structure tridimensionnelle 20. Les éléments de maintien 20c sont solidaires de l'élément tubulaire 20a. Plus précisément, ici, un premier élément de maintien 20c, de forme annulaire, est fixé directement à l'élément central 20a par l'intermédiaire de plusieurs éléments de jonction 20f, alors qu'un second élément de maintien 20c, également de forme annulaire, est fixé directement aux éléments espaceurs 20b par l'intermédiaire d'expansions de paroi 20e, lesquels éléments espaceurs 20b sont eux-mêmes portés par l'élément central 20a. Les éléments de maintien 20c de forme annulaire, tels des bagues ou colliers, ont un diamètre interne d inférieur au diamètre interne D du logement central 20g de l'élément central 20a, qui est de forme interne cylindrique, i.e. d Il s'ensuit également que les éléments de jonction 20f et les expansions de paroi 20e permettent de créer l'espacement, typiquement compris entre 1 et 10 mm, entre la paroi externe du moteur 1 et la paroi interne de l'élément central 20a lorsque le moteur 1 est positionné dans le logement interne 20g de l'élément central 20a, cet espacement permettant une circulation de gaz et un refroidissement du moteur 1. Par ailleurs, la structure tridimensionnelle 20 comprend une base 20h en forme de couronne portant les éléments espaceurs 20b et l'élément central 20a. Cette base 20h sert de socle à l'ensemble de la structure tridimensionnelle 20 lorsqu'elle est mise en position dans le capotage 23. Le conduit d'amenée 20d est destiné à guider le flux de gaz vers les parois du moteur et à positionner axialement l'ensemble de turbine à l'intérieur du boîtier. En d'autres termes, le conduit d'amenée 20d est une sorte d'entonnoir qui permet de concentrer l'air ambiant en direction de l'entrée de la colonne d'air réalisée entre l'élément central 20a et le corps du moteur 1, de manière douce et progressive afin de ne pas créer de turbulences, comme illustré en figure 4. La forme 20d à l'extrémité du conduit d'amenée sur le plus grand diamètre, a pour fonction de réaliser une butée axiale d'arrêt en translation lors de l'insertion de l'ensemble turbine composé des éléments turbine 30, volute 7, pavillon 8 et structure tridimentionelle 20, à l'intérieur de la cavité cylindrique du boitier 23. Dit autrement, le socle du fond se décompose en deux parties, à savoir la partie la plus centrale 20h, en forme d'entonnoir, qui guide le flux vers l'espace entre le moteur et la partie 20a, et la partie de plus grand diamètre 20d, qui permet de positionner axialement l'ensemble turbine à l'intérieur du boîtier 23. La structure tridimensionnelle 20 est préférentiellement formée d'un matériau élastomère, apte à absorber au moins une partie des vibrations solidiennes et acoustiques de la turbine 30. Par exemple, la structure d'insonorisation 20 peut être en caoutchouc, silicone ou TPE (Thermo-Plastique Elastomère). Avantageusement, l'ensemble de la structure 20 tridimensionnelle est formée d'une seule pièce, par exemple par moulage ou analogue. Le moteur 1 de la turbine 30 est en fait inséré dans la structure tridimensionnelle 20 à la manière d'un manchon ou d'une « chaussette », avant sa mise en place dans le capotage 23. Cette structure 20 permet de stopper et/ou d'absorber au plus près, toute ou partie des émissions sonores générées par le moteur 1 et la rotation à grande vitesse de la roue 25 à ailettes, tout en assurant un bon refroidissement du moteur 1. REVENDICATIONS1. Appareil d'assistance respiratoire comprenant : - une turbine (30) comprenant un moteur (1) coopérant avec une roue à ailettes (25) pour générer un flux de gaz et - des moyens d'insonorisation agencés autour d'au moins une partie de la turbine (30), caractérisé en ce que les moyens d'insonorisation comprennent une structure tridimensionnelle (20) agencée autour d'au moins une partie du moteur (1), comprenant : - au moins un élément central (20a) définissant un logement central (20g) formant manchon autour d'au moins une partie du moteur (1) en étant espacé dudit moteur (1), - plusieurs éléments espaceurs (20b) comprenant chacun au moins une paroi se projetant radialement vers l'extérieur, lesdits éléments espaceurs (20b) étant agencés à la périphérie de l'élément tubulaire (20a), et - au moins un élément de maintien (20c) venant prendre appui sur le moteur (1) de manière à maintenir la structure tridimensionnelle (20) en position autour dudit moteur (1). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (20) comprend au moins un premier et au moins un deuxième élément de maintien (20c), l'élément central (20a) étant agencé entre lesdits premier et deuxième éléments de maintien (20c). 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de maintien (20c) est fixé à l'élément central (20a) par l'intermédiaire d'un ou plusieurs éléments de jonction (20f). 4. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second élément de maintien (20c) est fixé aux éléments espaceurs (20b) par l'intermédiaire d'expansions de paroi (20e). 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de maintien (20c) sont de forme annulaire, en particulier des colliers ou des bagues de maintien. 6. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (20) comprend une base (20h) en forme de couronne portant les éléments espaceurs (20b) et/ou l'élément central (20a). 7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de maintien (20c) de forme annulaire ont un diamètre interne (d) inférieur au diamètre interne (D) du logement central (20g) de l'élément central (20a), i.e. (d 8. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (20) comprenant l'élément central (20a), les éléments de maintien (20c), les éléments espaceurs (20b), les expansions de paroi (20e) et les éléments de jonction (20f) est formée d'une seule pièce. 9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure tridimensionnelle (20) est formée d'un matériau d'insonorisation apte à absorber au moins une partie des émissions sonores émises par le moteur (1), de préférence le matériau d'insonorisation est de l'élastomère, en particulier de la silicone ou du TPE. 10. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur (1) est surmonté: - d'une volute (7, 7a, 7b) comprenant un compartiment interne (26) englobant la roue à ailettes (25), et au moins une partie d'un conduit d'évacuation (9) servant à l'acheminement du gaz débité par ladite roue à ailettes (25), et - d'un pavillon d'entrée (8) comprenant une ouverture d'entrée par laquelle est aspiré du gaz lorsque la roue à ailettes (25) est entraînée en rotation par le moteur (1) électrique, la roue à ailettes (25) étant située immédiatement en aval de l'ouverture d'entrée du pavillon d'entrée (8), ledit pavillon d'entrée (8) surmontant la volute (7, 7a, 7b).