Brevet FR3027658A1 — publié le 20160429

DISPOSITIF DE VENTILATION L'invention concerne un dispositif de ventilation. Elle se rapporte en particulier à un dispositif de ventilation comportant une turbine centrifuge connectée par un arbre d'entraînement à un moteur électrique solidarisé à une plaque séparant un caisson contenant la turbine et une chambre contenant le moteur. Afin d'assurer la protection contre les incendies dans les bâtiments, notamment en logement collectif et en bâtiment tertiaire, un ventilateur d'extraction d'air d'une installation de ventilation mécanique contrôlée peut avoir l'obligation de résister au feu. Particulièrement, à titre d'exemple, il doit continuer à fonctionner lorsque l'air aspiré est à une température de 400°C pendant une demi-heure, afin de pouvoir être classé en catégorie 4 selon l'arrêté Français du 31 janvier 1986. Le caisson peut être détruit, mais le ventilateur doit assurer la ventilation au débit nominal pendant la durée de cet essai. Dans ce type de dispositif, le moteur électrique d'entraînement est l'élément le plus sensible au feu. Particulièrement, lorsque le moteur 20 d'entraînement est dissocié de la turbine et séparé du caisson contenant la turbine par une paroi, il peut être endommagé par la conduction thermique de son support de fixation, généralement en tôle métallique. Un dispositif de ventilation est décrit dans le document de brevet US 2006/0120887. Selon ce document, une plaque de support est 25 percée de plusieurs ouvertures réparties autour de la traversée de l'arbre d'entraînement et sensiblement en forme de portions de disque centrées sur ladite traversée de l'arbre d'entraînement. Ces ouvertures assurent un flux d'air de refroidissement et une diminution de la conduction thermique entre la turbine et le moteur. Cependant, ce flux d'air relativement important n'est pas précisément régulé. Or il doit assurer ce refroidissement, sans entraîner de fuites trop importantes qui dégraderaient le rendement aéraulique du dispositif, alors que celui-ci est soumis à des obligations normatives. Par ailleurs, dans un dispositif de ventilation, il est possible d'utiliser un moteur à rotor externe, avec une sortie d'arbre soit sur une face dite arrière à proximité de laquelle se trouve l'agencement de connectique du moteur, soit sur sa face opposée dite avant. Dans le premier cas, c'est cette face arrière qui est également solidarisée à la plaque support et ce type de moteur, s'il est compact et performant, est particulièrement sensible à la température, la plaque de support transmettant directement la chaleur à l'agencement de connectique du moteur. L'invention résout ces problèmes techniques en améliorant la 15 tenue au feu d'un tel dispositif de ventilation, tout en assurant une facilité de montage, une compacité optimale et un coût réduit. Pour ce faire, l'invention propose un dispositif de ventilation comportant une turbine centrifuge connectée par un arbre d'entraînement à un moteur électrique solidarisé par sa face de fixation 20 à une première plaque séparant un caisson contenant la turbine et une chambre contenant le moteur, ledit arbre d'entraînement traversant ladite première plaque par une traversée et ladite première plaque étant pourvue d'au moins une ouverture disposée autour de cette traversée, caractérisé en ce qu'il comporte également une seconde 25 plaque, ladite seconde plaque étant solidarisée à ladite première plaque du côté de la turbine et pourvue d'un orifice centré avec ladite traversée et recouvrant une partie de ladite ouverture et une partie de la face de fixation du moteur. Grâce à la présence de ces deux plaques et à l'agencement de la 30 ou des ouverture(s) de la première plaque et de l'orifice de la seconde plaque, il est créé par la mise en rotation de la turbine centrifuge, qui crée une dépression à proximité de son axe de rotation, un flux d'air, qui longe la paroi arrière du moteur entre cette dernière et la seconde plaque, sur la majorité de la surface de fixation du moteur, et sort par l'orifice de cette dernière vers la turbine. Ce flux d'air à température ambiante, donc à température proche de 20°C, assure un refroidissement fiable du moteur, lorsque le caisson contenant le ventilateur ventile de l'air chaud. Le débit de ce flux d'air est maîtrisé, par un choix d'une seconde 10 plaque de faible épaisseur. De plus, ce flux d'air est réalisé sans augmentation importante de la dimension longitudinale du dispositif. En effet, pour des raisons d'installation sur site, il est important de conserver un encombrement limité de la chambre contenant le moteur. 15 Selon un mode de réalisation préféré, la distance entre l'arbre d'entraînement et le bord le plus éloigné de ladite ouverture de la première plaque est supérieure à la distance entre l'arbre d'entraînement et le bord de la surface de ladite face de fixation. Ladite première plaque comporte avantageusement plusieurs 20 dites ouvertures réparties autour de ladite traversée de l'arbre d'entraînement. Lesdites ouvertures peuvent déboucher dans ladite traversée de ladite première plaque. De préférence, la projection orthogonale de la surface dudit 25 orifice de la seconde plaque sur ladite face de fixation du moteur est inscrite dans la surface de ladite face de fixation du moteur. Selon un mode de réalisation préféré, ladite première plaque est une plaque de support dudit moteur et ladite seconde plaque est en matériau réfractaire thermique. Cette seconde plaque en matériau réfractaire thermique assure une isolation en cas de température maximale de la première plaque de support du moteur, en général en tôle d'acier. Ledit moteur est avantageusement solidarisé à ladite plaque de 5 support par des moyens de fixation disposés dans des orifices disposés entre lesdites ouvertures de la plaque support. Ladite seconde plaque peut recouvrir lesdits moyens de fixation et être déformée de l'épaisseur desdits moyens de fixation, faisant protubérance sur la surface de ladite plaque de support. 10 Avantageusement, ladite seconde plaque recouvre la totalité de ladite première plaque de support, excepté à proximité de son orifice. Ledit matériau réfractaire thermique présente avantageusement un coefficient de conductivité thermique à 400°C inférieur ou égal à 0,15 W/nn.°K. 15 Ledit matériau réfractaire thermique peut être un carton isolant à base de fibres minérales ou de l'acier. Avantageusement, ladite plaque de matériau réfractaire thermique présente une épaisseur de l'ordre de 2 millimètres. De préférence, l'une desdites première et seconde plaques est 20 une plaque de support dudit moteur et est fixée sur une paroi séparant partiellement ledit caisson contenant la turbine et ladite chambre contenant le moteur par des organes de fixation amovible. Des chicanes de réduction de la conduction thermique peuvent être disposées autour desdits organes de fixation dans ladite plaque de 25 support. Ledit moteur est de préférence à rotor externe et ladite face de fixation est sa face arrière. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant que des modes de réalisation préférés de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de ventilation conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue de face d'une plaque d'un dispositif de ventilation conforme à ce premier mode de réalisation de l'invention, 5 selon une première variante. La figure 3 est une vue de face d'une plaque d'un dispositif de ventilation conforme à ce premier mode de réalisation de l'invention, selon une seconde variante. La figure 4 est une vue en coupe d'un dispositif de ventilation 10 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif de ventilation conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention. Comme représenté, sur la figure 1, un dispositif de ventilation comporte une turbine centrifuge 1 connectée par un arbre 15 d'entraînement 2 à un moteur électrique 3 solidarisé par sa face de fixation 3A, par l'intermédiaire de moyens de fixation 3B, par exemple à vissage, à une première plaque 4 séparant un caisson 5 contenant la turbine et une chambre 6 contenant le moteur. Ce caisson 5 et cette chambre 6 sont de préférence en tôle d'acier. 20 Ce dispositif fait partie d'un système de ventilation mécanique contrôlée, la turbine 1 étant un ventilateur d'extraction de l'air 7 arrivant d'une gaine d'extraction, cet air étant insufflé dans une gaine d'insufflation comme illustré par la flèche 8. Le moteur 3 est un moteur à rotor externe, avec une sortie 25 d'arbre 2 sur sa face arrière 3A à proximité de laquelle se trouve l'agencement de connectique 3C du moteur. Deux variantes de cette première plaque 4 sont représentées en vue frontale sur les figures 2 et 3. Selon la première variante décrite sur la figure 2, elle comporte 30 une traversée 4A destinée à être traversé par l'arbre d'entraînement 2 et elle est pourvue d'au moins une ouverture disposée autour de cette traversée 4A. Selon cette variante, la première plaque comporte plusieurs ouvertures 4B, 4C, 4D réparties autour de la traversée 4A de l'arbre d'entraînement. A titre d'exemple, ces ouvertures sont sensiblement en forme de portions de disque réparties et centrées sur la traversée 4A. Sur cette figure, est représenté en pointillés le bord 3D de la face arrière de fixation 3A du moteur, positionnée. L'arbre d'entraînement 2 est donc disposé de façon centrale dans la traversée 4A et la distance entre l'arbre d'entraînement 2 et le bord le plus éloigné des ouvertures 4B, 4C, 4D de la première plaque est supérieure à la distance entre l'arbre d'entraînement 2 et le bord 3D de la surface de la face de fixation 3A du moteur. Selon ce premier mode de réalisation, cette première plaque 4 est une plaque de support du moteur 3, de préférence en tôle d'acier, et ce dernier est solidarisé à cette plaque de support par les moyens de fixation 3B disposés dans des orifices 4E, 4F, 4G disposés entre les ouvertures 4B, 4C, 4D de la plaque support. Si l'on se réfère aux figures 1 et 2, cette plaque de support 4 du 20 moteur est fixée sur une paroi 9 séparant partiellement le caisson 5 contenant la turbine et la chambre 6 contenant le moteur par des organes de fixation amovible 10, par exemple par vissage. Des chicanes de réduction de la conduction thermique 11 sont disposées autour de ces organes de fixation 10 dans la plaque de 25 support 4. La seconde variante représentée sur la figure 3, diffère de cette première variante, par le fait les ouvertures 4B, 4C, 4D débouchent dans la traversée 4A, de plus grande dimension, de la première plaque 4, pour former une ouverture unique. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de ventilation comporte également une seconde plaque 12 solidarisée à la première plaque 4 du côté de la turbine 1, pourvue d'un orifice 12A centré avec la traversée 4A et recouvrant une partie de la ou des ouverture(s) 4B, 4C, 4D et une partie de la face de arrière fixation 3A du moteur. Cette seconde plaque 12 recouvre la totalité de la première plaque de support 4, excepté à proximité de son orifice 12A d'un diamètre égal par exemple à trois fois le diamètre de l'arbre d'entraînement 2. Elle est donc solidarisée par prise en sandwich entre la première plaque de support 4 et la paroi de séparation 9 du caisson 5 et de la chambre 6 au moyens des dispositifs de fixation 10. Sur les figures 2 et 3, son orifice 12A est représenté en traits mixtes et la projection orthogonale de la surface de cet orifice 12A de la seconde plaque sur la face de fixation 3A du moteur est inscrite dans la 15 surface de la face de fixation 3A du moteur. Selon la seconde variante, où les ouvertures 4B, 4C, 4D débouchent dans la traversée 4A, la dimension de la traversée 4A de la première plaque est supérieure à celle de l'orifice 12A de la seconde plaque. 20 Cette seconde plaque 12 peut être également en tôle métallique, de préférence d'acier, mais est de préférence en matériau réfractaire thermique. Grâce à la présence de ces deux plaques 4, 12 et à l'agencement de la ou des ouverture(s) 4B, 4C, 4D de la première plaque 4 et de 25 l'orifice 12A de la seconde plaque 12, il est créé par rotation de la turbine centrifuge une aspiration de flux d'air schématisé par une flèche F sur la figure 1, qui longe la paroi arrière 3A du moteur entre cette dernière et la seconde plaque 12 et sort par l'orifice 12A de cette dernière vers la turbine 1. Ce flux d'air assure un refroidissement du 30 moteur 3 et en particulier de sa paroi arrière et de sa connectique 3C. La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du dispositif de ventilation conforme à l'invention. Ce mode de réalisation diffère du précédent, par le fait que l'orifice 12A de la seconde plaque, plus petit, est dimensionné, de telle 5 sorte que la seconde plaque 12 recouvre les moyens de fixation 3B du moteur 3 sur la première plaque de support 4 et est déformée de l'épaisseur de ces moyens de fixation 10, faisant protubérance sur la surface de la première plaque de support 4. Il est ainsi créé par aspiration un flux d'air schématisé par une flèche F sur la figure 4 et qui 10 longe sur une surface plus importante la paroi arrière 3A du moteur entre cette dernière et la seconde plaque 12 et sort par son orifice 12A vers la turbine 1. Ce flux d'air assure un meilleur refroidissement du moteur 3 et en particulier de sa paroi arrière et de sa connectique 3C. La figure 5 représente un troisième mode de réalisation du 15 dispositif de ventilation conforme à l'invention. Ce mode de réalisation diffère des précédents, par le fait que c'est la seconde plaque 12 qui est la plaque de support du moteur 3, de préférence en tôle d'acier, et ce dernier est solidarisé à cette plaque de support par les moyens de fixation 3B. Cette plaque de support 12 du 20 moteur est fixée sur une paroi 9 séparant partiellement le caisson 5 contenant la turbine et la chambre 6 contenant le moteur par des organes de fixation amovible 10. C'est alors la première plaque 4 qui est de préférence en matière réfractaire thermique et est fixée à la plaque support 12 par les moyens 25 de fixation 10. Grâce à la présence de ces deux plaques 4, 12 et à l'agencement de la ou des ouverture(s) 4B, 4C, 4D de la première plaque 4 et de l'orifice 12A de la seconde plaque 12, il est créé par aspiration un flux d'air schématisé par une flèche F sur la figure 5, qui longe la paroi 30 arrière du moteur entre cette dernière et la seconde plaque 12 et sort par son orifice 12A vers la turbine 1. Ce flux d'air assure un refroidissement du moteur 3 et en particulier de sa paroi arrière et de sa connectique 3C. Dans tout ce qui précède, le matériau réfractaire thermique 5 présente avantageusement un coefficient de conductivité thermique à 400°C inférieur ou égal à 0,15 W/nn.°K. Avantageusement, il est utilisé un carton isolant à base de fibres minérales, d'une épaisseur de l'ordre de 2 millimètres. Bien que décrite dans le cas d'une installation de ventilation de 10 type mécanique contrôlé à ventilateur d'extraction d'air, l'invention peut également être appliquée à une installation à ventilateur d'insufflation d'air, sur le même principe de façon évidente pour l'homme du métier. 15 20 REVENDICATIONS1. Dispositif de ventilation comportant une turbine centrifuge (1) connectée par un arbre d'entraînement (2) à un moteur électrique (3) solidarisé par sa face de fixation (3A) à une première plaque (4) séparant un caisson (5) contenant la turbine (1) et une chambre (6) contenant le moteur (3), ledit arbre d'entraînement (2) traversant ladite première plaque (4) par une traversée (4A) et ladite première plaque (4) étant pourvue d'au moins une ouverture (4B, 4D, 4C) disposée autour de cette traversée (4A), caractérisé en ce qu'il comporte également une seconde plaque (12), ladite seconde plaque (12) étant solidarisée à ladite première plaque (4) du côté de la turbine (1) et pourvue d'un orifice (12A) centré avec ladite traversée (4A) et recouvrant une partie de ladite ouverture (4B, 4D, 4C) et une partie de la face de fixation (3A) du moteur (3). 2. Dispositif de ventilation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre l'arbre d'entraînement (2) et le bord le plus éloigné de ladite ouverture (4B, 4D, 4C) de la première plaque (4) est supérieure à la distance entre l'arbre d'entraînement (2) et le bord de la surface de ladite face de fixation (3A). 3. Dispositif de ventilation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première plaque (4) comporte plusieurs dites ouvertures (4B, 4D, 4C) réparties autour de ladite traversée (4A) de l'arbre d'entraînement (2). 4. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites ouvertures (4B, 4D, 4C) débouchent dans ladite traversée (4A) de ladite première plaque (4). 5. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la projection orthogonale de la surface dudit orifice (12A) de la seconde plaque sur ladite face de fixation (3A) du moteur est inscrite dans la surface de ladite face de fixation (3A) du moteur. 6. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première plaque (4) est une plaque de support dudit moteur (3) et ladite seconde plaque (12) est en matériau réfractaire thermique. 7. Dispositif de ventilation selon la revendication 3 et 6, caractérisé en ce que ledit moteur (3) est solidarisé à ladite plaque de support (4) par des moyens de fixation (3B) disposés dans des orifices (4E, 4F, 4G) disposés entre lesdites ouvertures (4B, 4D, 4C) de la plaque support (4). 8. Dispositif de ventilation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite seconde plaque (12) recouvre lesdits moyens de fixation (3B) et est déformée de l'épaisseur desdits moyens de fixation (3B), faisant protubérance sur la surface de ladite plaque de support (4). 9. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ladite seconde plaque (12) recouvre la totalité de ladite première plaque de support (4), excepté à proximité de son orifice (12A). 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ledit matériau réfractaire thermique présente un coefficient de conductivité thermique à 400°C inférieur ou égal à 0,15 W/nn.°K. 11. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que ledit matériau réfractaire thermique est un carton isolant à base de fibres minérales. 12. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que ladite plaque de matériau réfractaire thermique présente une épaisseur de l'ordre de 2 millimètres. 13. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une desdites première et seconde plaques (4, 12) est une plaque de support dudit moteur (3) et est fixée sur une paroi (9) séparant partiellement ledit caisson (5) contenant la turbine (1) et ladite chambre (6) contenant le moteur (3) par des organes de fixation amovible (10). 14. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des chicanes de réduction de la conduction thermique (11) sont disposées autour desdits organes de fixation (10) dans ladite plaque de support (4, 12). 15. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite première plaque (4) est une plaque de support dudit moteur (3) et ladite seconde plaque (12) est une tôle métallique, de préférence d'acier. 16. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moteur est à rotor externe et ladite face de fixation est sa face arrière.25