Brevet FR3080440A1 — publié le 20191025

[0001] L'invention concerne un système de ventilation comprenant, enfermé dans un caisson, un agencement moto-ventilateur qui comporte une roue de turbine et un moteur électrique entrainant en rotation la roue, et un dispositif de refroidissement d'au moins une partie du moteur, pourvu d'un canal de refroidissement dans lequel est disposée ladite partie du moteur et qui est parcourue par un flux d'air de refroidissement et une centrale de ventilation équipée d'un tel système de ventilation. [0002] Des centrales de ventilation de ce type sont déjà connues, par exemple par le document FR 3 035 457. Dans cette centrale connue, le caisson comprend une sortie d'air commune à l'évacuation du flux d'air de ventilation et du flux d'air de refroidissement. Le flux d'air de ventilation créé une dépression qui engendre le flux d'air de refroidissement dans le canal par aspiration à l'entrée du canal de l'air de l'environnement. [0003] Cette centrale connue présente l'inconvénient qu'elle ne permet pas un fonctionnement efficace dans des conditions sévères notamment d'incendie 1 où il faut assurer une extraction de l'air à 400°C, notamment en raison des flux de refroidissement dépendant du débit d'extraction de la centrale et des pertes de charge présentes en aval du rejet. [0004] L'invention a pour but de pallier cet inconvénient. [0005] Pour atteindre ce but, la centrale de ventilation selon l'invention est caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement comprend un ventilateur additionnel générateur d'un flux d'air de refroidissement à travers le canal de refroidissement et ce dernier est adapté pour assurer l'aspiration et le rejet de l'air de refroidissement à l'extérieur du caisson, de façon séparée du flux d'air de ventilation engendré par la roue de turbine. [0006] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le système à flux d'air en ligne, dans lequel le canal de refroidissement s'étend perpendiculairement au flux de ventilation à extraire, à travers le caisson, en s'ouvrant vers l'extérieur à ces deux extrémités. [0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal de refroidissement s'ouvre vers l'extérieur dans les parois latérales du caisson. [0008] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le moteur d'entrainement en rotation de la roue de ventilation est monté sur une plaque de support qui traverse le 2 canal de refroidissement de façon que la partie du moteur à refroidir se trouve à l'intérieur du canal de refroidissement. [0009] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le canal de refroidissement est formé par deux éléments de demi-canal dont l'un est disposé entre la roue de 5 ventilation et la plaque de support du moteur, perpendiculairement à l'axe de la roue, tandis que l'autre élément de demi-canal est situé du côté extérieur de la plaque de support. [0010] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le ventilateur additionnel est disposé dans le canal de refroidissement, au niveau d'une extrémité de celui-ci. 10 [0011] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le canal de refroidissement (17) est à double paroi, pourvu d'une isolation thermique. [0012] La centrale de ventilation à simple ou double flux, est caractérisée en ce qu'elle comprend un système de ventilation disposée dans le flux d'air chaud à extraire. [0013] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et 15 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont deux vues en perspective différentes d'un agencement de moto-ventilateur et de dispositifs de refroidissement selon l'invention ; 20 - la figure 3 est une vue de dessus de l'agencement selon l'invention ; - la figure 4 est une vue éclatée de l'agencement selon l'invention ; - la figure 5 est une vue en perspective d'une centrale de ventilation double flux, dont la paroi latérale est enlevée et qui est équipée d'un agencement de ventilation selon l'invention, et 25 - la figure 6 est une vue latérale de la centrale de la figure 5, sans la paroi latérale. [0014] Comme le montre les figures 1 à 4, un agencement de ventilation 1 selon l'invention comprend un groupe moto-ventilateur 3 et un dispositif 5 de refroidissement d'au moins une partie du moteur du groupe 3. L'agencement 1 est destiné à être monté dans un caisson non représenté sur ces figures, mais visible sur les figures 5 et 6. 3 [0015] Le groupe moto-ventilateur comprend essentiellement une embase 7 équipée d'un pavillon 9 d'aspiration d'air à extraire, une roue de turbine 11 et un moteur 13 d'entrainement en rotation de la roue 11, qui est montée sur une plaque de support 14. Cette dernière et l'embase 7, qui sont parallèles l'une à l'autre, sont reliées par quatre bras 5 de support 15 de façon à former un cadre de support sensiblement parallélépipédique. [0016] Le dispositif de refroidissement 5 comprend essentiellement un canal de refroidissement 17, dans l'exemple représenté à section transversale rectangulaire et formé par deux éléments de demi canaux 18 et 19, ainsi qu'un ventilateur additionnel 21 qui est monté dans le canal 17, à une extrémité de celui-ci. 10 [0017] Ce ventilateur a pour fonction d'aspirer de l'air frais de l'environnement et engendrer un flux d'air de refroidissement à l'intérieur du canal en le pulsant sur les zones à refroidir du moteur, puis l'éjecter à l'extérieur à l'autre extrémité du canal. Le flux d'air de refroidissement est prévu pour au moins refroidir les éléments sensibles du moteur et notamment le boîtier indiqué en 23 qui renferme les composants électroniques du moteur. 15 [0018] La vue éclatée de la figure 4 illustre, de façon détaillée, à titre d'exemple non limitatif, la structure du canal de refroidissement 17. On constate qu'un élément demi canal, à savoir l'élément 19, à section transversale en forme d'un U s'étend perpendiculairement à travers l'agencement de ventilation 1 en venant en appui par les bords libres de ses branches latérales 25 sur la face intérieure de la plaque de support 14 20 de moteur. Pour pouvoir traverser l'agencement, l'élément 19 est formé par deux parties symétriques désignées par les références 27 et 28 configurées et destinées à être introduites, dans la direction des flèches dans l'agencement 1 de façon que leurs bords intérieurs 29 viennent en contact l'un contre l'autre. Les bords en contact présentent chacun un évidement 30 permettant le passage de l'axe moteur 32 ou une partie du 25 moteur, telle que le bobinage. On constate encore que les branches latérales 25 de chaque partie 27, 28 du demi canal a une découpe 34 permettant l'engagement dans cette découpe de la plaque de support 14. L'autre élément de demi-canal 18, également à section transversale en forme de U qui constitue l'élément extérieur du canal est assemblé à l'élément intérieur 19 en venant par ses branches latérales 35 en appui contre la face 30 extérieure de la plaque de support de moteur et les bords libres de l'élément intérieur. Pour assurer une bonne isolation thermique, chaque élément de demi-canal est recouvert par un élément demi-canal correspondant alors extérieur, désigné par les références 38 pour l'élément de demi-canal interne 19, et 36 pour l'élément demi-canal extérieur 18. Les deux éléments de demi-canal de doublure 36 présentent la même configuration que les 4 éléments de demi-canal internes 19. A chaque extrémité du canal de refroidissement de structure ainsi composite est prévue une plaque de fermeture 40 au centre de laquelle est découpée une lumière 41, et, associé à la plaque 40, un joint d'étanchéité 43. Le ventilateur additionnel est monté dans une extrémité du canal de refroidissement 5 composite derrière la plaque de fermeture 40. [0019] Comme il a été énoncé plus haut, l'agencement de ventilation qui vient d'être décrit en se référant aux figures 1 à 4 est destiné à être placé dans un compartiment caisson 46 du caisson 45 d'une centrale de ventilation à double flux tel que représenté aux figures 5 et 6. La structure générale de ces centrales est connue du document FR 3 021 10 101. La centrale double flux et à flux d'air en ligne des figures 5 et 6 comprend un caisson 45 configuré pour permettre le passage d'un flux d'air frais 47 entre une entrée 49 et une sortie 51 et un flux d'air chaud à extraire 53 entre une entrée 55 et une sortie 57. Les deux flux passent par un échangeur de chaleur 59 à l'intérieur du caisson 45. On constate que le flux d'air frais 47 est aspiré par un ventilateur 61 situé du côté de la sortie de ce flux d'air 15 frais. Le flux d'air à extraire 53 est aspiré dans le caisson et refoulé vers l'extérieur en 57 par un agencement de ventilation 1 selon l'invention qui est disposé du côté de la sortie 57 en-dessous de l'entrée d'air frais 49. Les lignes en traits interrompus qui symbolisent l'écoulement de ce flux d'air à extraire montrent que celui-ci entre par le pavillon d'aspiration 9, parallèlement à l'axe de la roue de turbine qui le refoule dans la direction 20 axiale. Le flux est ensuite contraint par les parois, dont seulement les parois supérieure 63 et inférieure 64 sont représentées, du compartiment 46 qui loge cet agencement, de sortir en étant alors aligné avec le flux entrant. [0020] Bien entendu, l'invention s'applique également à des centrales de ventilation simple flux. 25 [0021] Il ressort des figures 5 et 6 de la centrale double flux que la conception de la centrale de ventilation selon l'invention évite que le flux d'air chaud à extraire 53 vienne en contact avec le flux de refroidissement s'écoulant à travers le canal de refroidissement 17 sous l'effet du ventilateur auxiliaire 21. Ce canal 17 qui englobe les éléments sensibles du moteur communique de part et d'autre avec l'extérieur de la centrale et s'étend 30 perpendiculairement à la direction d'extraction de l'air à extraire 53. Le canal d'air est isolé afin que l'air de refroidissement ne soit pas réchauffé par l'air extrait pouvant atteindre 400°C dans la centrale. L'air de refroidissement est pris à l'extérieur de la centrale et rejeté également à l'extérieur loin du flux d'air chaud. Le flux d'air de refroidissement n'a pas d'impact sur le débit extrait de la centrale double flux et inversement. L'efficacité de 5 refroidissement du ventilateur auxiliaire est indépendante de la pression créée par le ventilateur d'extraction de la centrale et le refroidissement est donc garanti. L'efficacité du refroidissement, conformément à l'invention, est indépendante de la vitesse de rotation de la turbine et de la perte de charge avale au rejet. 5 [0022] Le refroidissement selon l'invention est piloté par une sonde de type thermocontact non représentée. Lorsque la température de l'air extrait atteint 60°C, le ventilateur auxiliaire de refroidissement se met en fonctionnement. Il n'y a donc pas de consommation électrique additionnelle lors de l'utilisation normale, c'est-à-dire hors extraction de gaz chauds en cas d'incendie, REVENDICATIONS1. Système de ventilation comprenant, enfermé dans un caisson, un agencement moto-ventilateur qui comporte une roue de turbine et un moteur électrique d'entrainement en rotation de la roue, et un dispositif de refroidissement d'au moins une partie du moteur, pourvu d'un canal de refroidissement dans lequel est disposée ladite partie du moteur et qui est parcouru par un flux d'air de refroidissement, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (5) comprend un ventilateur additionnel (21) générateur d'un flux d'air de refroidissement à travers le canal de refroidissement (17) et ce dernier est adapté pour assurer l'aspiration et le rejet de l'air de refroidissement à l'extérieur du caisson, de façon séparée du flux d'air de ventilation engendré par la roue de turbine (11). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est un système à flux d'air en ligne, dans lequel le canal de refroidissement (17) s'étend perpendiculairement au flux de ventilation à extraire, à travers le caisson, en s'ouvrant vers l'extérieur à ses deux extrémités. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal de refroidissement (17) s'ouvre vers l'extérieur dans les parois latérales du caisson. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur (13) d'entrainement en rotation de la roue de ventilation (11) est monté sur une plaque de support (14) qui traverse le canal de refroidissement (17) de façon que la partie du moteur à refroidir se trouve à l'intérieur du canal de refroidissement. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le canal de refroidissement est formé par deux éléments de demi-canal (18, 19) dont l'un (19) est disposé entre la roue de ventilation (11) et la plaque de support (14) du moteur (13), perpendiculairement à l'axe de la roue, tandis que l'autre élément de demi-canal (18) est situé du côté extérieur de la plaque de support (14). 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ventilateur additionnel (21) est disposé dans le canal de refroidissement (17), au niveau d'une extrémité de celui-ci. 7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le canal de refroidissement (17) est à double paroi, pourvu d'une isolation thermique. 7 8. Centrale de ventilation à simple ou double flux, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de ventilation selon l'une des revendications 1 à 7, disposée dans le flux d'air chaud à extraire.