Brevet FR3094852A1 — publié le 20201009

Description Titre de l'invention : Système de ventilation pour moteur électrique Domaine technique [0001] L'invention concerne un système de ventilation pour un moteur électrique, le système présentant une roue de ventilateur entraînée par le moteur et un capot doté d'une ouverture de ventilation, le capot entourant à distance radiale la périphérie de la roue de ventilateur et étant configure pour dévier l'air sur des parties du moteur qu'il faut refroidir. Technique antérieure [0002] Des systèmes de ventilation de ce type sont utilisés par exemple sur les moteurs électriques de pompes, par exemple les pompes à lubrifiant de refroidissement de machines-outils. Le moteur électrique et la pompe sont la plupart du temps intégrés dans un boîtier commun essentiellement cylindrique, dont la périphérie extérieure est dotée d'ailettes de refroidissement. La roue de ventilateur est disposée à l'extérieur de ce boîtier et le capot est maintenu à une extrémité du boîtier de manière à entourer la roue de ventilateur et à empêcher un contact avec la roue de ventilateur. En même temps, le capot sert à dévier radialement vers l'extérieur l'air refoulé par la roue de ventilateur, de telle sorte qu'il s'écoule sur les ailettes de refroidissement essentiellement dans la direction axiale. [0003] Typiquement, le capot présente une paroi périphérique cylindrique fermée à unc extrémité par une paroi frontale circulaire, la transition entre la paroi frontale et la paroi périphérique étant arrondie. Unc ouverture de ventilation ou plusieurs ouvertures de ventilation sont formées dans la paroi frontale. L'air ambiant est aspiré essentiellement axialement par ces ouvertures de ventilation et est ensuite refoulé radialement vers l'extérieur par la roue de ventilateur avant d'être dévié de nouveau dans la direction axiale sur la surface intérieure du capot arrondi. [0004] Lc problème à la hase de l'invention consiste à créer un système de ventilation qui présente de meilleures propriétés d'écoulement d'air et de refroidissement pour une même vitesse de rotation de la roue de ventilateur. Exposé de l'invention 100051 Selon l'invention, ce problème est résolu en ce que le capot présente une partie in- térieure qui entoure la roue de ventilateur et qui est disposée à distance radiale de la paroi périphérique extérieure du capot. 100061 11 s'est avéré que la résistance à l'écoulement et [émission de bruit peuvent être réduites si le diamètre extérieur de la roue de ventilateur plus petit que dans le mode de construction habituel et si le capot forme un contour de guidage en forme de lignes 2 d'écoulement, sur lequel l'air est dévié dans la direction axiale. Avec les capots habituels en une seule coquille, cela aurait pour conséquence que la paroi frontale devrait avoir un plus petit diamètre extérieur. [0007] Les moteurs électriques et les pompes à moteur électrique intégré sont cependant souvent posés sur une surface d'entreposage plane avant leur incorporation finale ou lors de travaux de maintenance ou de réparation, avec le capot est tourné vers le bas et la surface frontale plane circulaire du capot utilisée comme surface de pose dc l'ensemble du boîtier du moteur et de la pompe. Si le diamètre extérieur de la paroi frontale du capot était diminué, cela entraînerait une réduction de la stabilité du boîtier de pompe et de moteur. L'invention résout cc problème par le fait que le contour de guidage du capot n'est pas formé par sa paroi extérieure mais par une partie intérieure, de forme spéciale, du capot. Cela améliore l'aérodynamique du système de ventilation sans modifier la forme extérieure du capot et donc en conservant une bonne stabilité. [0008] Dc préférence, la partie intérieure forme pour l'air qui sort de la roue dc ventilateur un contour dc guidage qui s'évase dans la direction axiale en direction du moteur. [0009] La roue de ventilateur présente préférentiellement une couronne d'aubes dont le contour est adapté à la forme du contour de guidage. [0010] La roue de ventilateur peut présenter un disque circulaire duquel des aubes débordent dans la direction axiale en direction de l'ouverture dc ventilation. [0011] Dc préférence, la partie intérieure est fixée de manière libérable sur une paroi frontale du capot. [0012] Le capot peut présenter sur le bord périphérique de sa paroi frontale une moulure pé- riphériquement convexe. [0013] La partie intérieure est préférentiellement formée d'un seul tenant avec une structure en grille qui s'étend au-dessus de l'ouverture de ventilation. [0014] Dans un mode de réalisation avantageux, la partie intérieure du capot a sensiblement la forme d'une cloche dont la section d'extrémité supérieure est essentiellement cylindrique et forme en même temps la paroi frontale du capot dotée des ouvertures de ventilation, et dont le diamètre de la section inférieure qui se raccorde partout à la section cylindrique diminue vers le bas (en direction du boîtier du moteur). Les aubes de la roue de ventilateur peuvent ainsi être adaptées au contour intérieur de cette partie intérieure en maintenant un interstice radial relativement petit entre ces aubes et la surface intérieure de la partie intérieure. [0015] La roue de ventilateur peut par exemple présenter une couronne d'aubes orientées es- sentiellement axialement, disposées obliquement pal- rapport à la direction radiale de la roue de ventilateur et/ou incurvées dans la direction radiale, et leur hauteur diminuant de l'intérieur vers l'extérieur dans la direction radiale. [0016] L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un moteur électrique 3 doté d'un système de ventilation selon l'invention. [0017] L'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, une unité intégrée de moteur et de pompe dotée d'un moteur électrique selon l'invention. Brève description des dessins [0018] Un exemple de réalisation va maintenant, être décrit plus en détail à l'aide du dessin. [0019] [fig.l1 L'unique figure du dessin représente une coupe axiale dans un système de ven- tilation de moteur électrique selon l'invention. Description détaillée [0020] Le dessin représente une vue extérieure de la partie supérieure du boîtier d'un moteur électrique 10, de forme essentiellement cylindrique et faisant par exemple partie d'une unité intégrée formée du moteur électrique et d'une pompe. L'ouverture d'aspiration de la pompe se trouve alors à l'extrémité opposée du boîtier. Sur la plus grande partie de sa paroi périphérique cylindrique, le boîtier du moteur 10 est équipé d'ailettes de refroidissement 12 débordant radialement. Un arbre de moteur 14 monté coaxialement dans le boîtier se prolonge hors du boîtier et porte à l'extérieur du boîtier une roue de ventilateur 16 d'un système de ventilation servant à refroidir le moteur. [0021] La roue de ventilateur 16 est reprise dans un capot 18 ouvert vers le bas, qui présente une paroi périphérique cylindrique 20 et à son extrémité supérieure une paroi frontale 22 plane et de périmètre circulaire. L'extrémité supérieure de la paroi périphérique cylindrique 20 se prolonge en la paroi frontale 22 par un arrondi 24. 100221 A sa périphérie extérieure, sensiblement à la hauteur de l'extrémité supérieure des ailettes de refroidissement 12, le boîtier du moteur 10 présente des consoles 26 en saillie radiale qui forment un appui pour bord inférieur du capot 18. Le capot peut être fixé sur le moteur 10 par exemple par des vis non représentées, qui sont vissées radialement dans les consoles 26. 100231 Dans la paroi frontale 22 du capot 18, concentriquement par rapport à la roue de ven- tilateur 16, est formée une ouverture de ventilation 28 qui dans l'exemple représenté se rétrécit légèrement vers l'intérieur et est divisée en plusieurs fentes annulaires concentriques 34 par plusieurs parois annulaires concentriques 32 reliées les unes aux autres par des nervures radiales 30, et dont la largeur est suffisamment petite pour empêcher efficacement le contact. 100241 Sur le côté intérieur du bord périphérique de l'ouverture de ventilation 28, une partie intérieure 38 symétrique en rotation, en forme de cloche et dont la surface intérieure forme en dessous de l'ouverture de ventilation 28 un contour de guidage 40 en forme de lignes d'écoulement pour l'air qui sort de la roue de ventilateur 16, est fixée à l'aide de vis 36. La surface extérieure de la partie intérieure 38 est entourée à distance radiale par la paroi périphérique cylindrique 20 et l'arrondi 24 du capot 18. Une section d'extrémité supérieure 42 de la partie intérieure 38 a une forme légèrement conique qui correspond au rétrécissement de l'ouverture de ventilation 28 et est formée d'un seul tenant avec les nervures radiales 30 et les parois annulaires 32 qui y sont maintenues. La section 42 se prolonge vers le bas avec une diminution de l'épaisseur de sa paroi en une section 44 sensiblement conique qui s'évase vers le bas de telle sorte que sa distance par rapport à la paroi périphérique cylindrique du capot 20 diminue tandis que sa distance radiale par rapport à la périphérie extérieure de la roue de ventilateur 16 augmente. La partie inférieure du contour de guidage 40 est légèrement cintrée de manière concave de telle sorte que Pair est dévié dans une direction principalement axiale. De cette manière, Pair refoulé radialement vers l'extérieur par la roue de ventilateur 16 est guidé largement sans tourbillon dans l'interstice annulaire présent entre la paroi périphérique cylindrique 20 du capot et l'extrémité supérieure arrondie du moteur 10, l'interstice débouchant à son extrémité inférieure dans les espaces intermédiaires présents entre les ailettes de refroidissement 12. [0025] Dans l'exemple représenté, la roue de ventilateur 16 présente un disque circulaire 46 placé à rotation solidaire sur l'arbre de moteur 14, qui repose sensiblement en dessous du bord inférieur de la partie intérieure 38 et qui est doté sur son côté supérieur d'une couronne d'aubes 48 qui déborde à la verticale (axialement). Les aubes 48 sont inclinées obliquement par rapport à la direction radiale de la roue de ventilateur et sont courbées dans la direction radiale, de telle sorte que l'air est refoulé radialement vers l'extérieur (roue de ventilateur radiale). La hauteur des aubes 48 diminue de l'extrémité radialement intérieure à l'extrémité radialement extérieure de telle sorte que le contour des aubes est adapté approximativement à la forme du contour de guidage 40 au moins dans la partie supérieure de la roue de ventilateur, et que les arêtes en pente oblique des aubes forment chacune un étroit interstice avec la surface intérieure de la pallie intérieure 38. Par l'effet centrifuge des aubes 48, il s'établit dans la partie radialement intérieure de la roue de ventilateur une dépression telle que l'air ambiant est aspiré par l'ouverture de ventilation 28 et ensuite est guidé avec une faible résistance à l'écoulement sur les ailettes de refroidissement 12. [0026] Le capot 18 forme radialement à l'extérieur de la partie intérieure 38, et donc également à l'extérieur de l'ouverture de ventilation 28, une moulure périphérique 50 dont la branche supérieure repose au moins à la hauteur des têtes des vis 36, de telle sorte qu'est définie une surface de pose plane qui permet de poser l'ensemble du boîtier de pompe et de moteur en position retournée sur une surface d'appui plane, le grand diamètre de la surface de pose (défini par le diamètre de la moulure 50) garantissant une haute stabilité. 5 REVENDICATIONS[Revendication 1] Système dc ventilation pour un moteur électrique, le système présentant une roue de ventilateur (16) entraînée par le moteur (10) et un capot (18) doté d'une ouverture de ventilation (28), qui entoure à distance radiale la périphérie de la roue de ventilateur (16) et qui est configure pour dévier l'air sur les parties (12) à refroidir du moteur (10), caractérisé en cc que le capot (18) présente une partie intérieure (38) qui entoure la roue de ventilateur (16) et qui est disposée à distance radiale dc la paroi périphérique extérieure (20) du capot (18). [Revendication 2] Système de ventilation selon la revendication 1, dans lequel la partie in- térieure (38) forme pour l'air qui sort de la roue de ventilateur (16) un contour de guidage (40) qui s'évase dans la direction axiale en direction du moteur (10). [Revendication 3] Système de ventilation selon la revendication 2, dans lequel la roue de ventilateur présente une couronne d'aubes (48) dont le contour est adapté à la forme du contour de guidage (40). [Revendication 4] Système de ventilation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la roue de ventilateur présente un disque circulaire (46) duquel des aubes (48) débordent dans la direction axiale en direction de l'ouverture de ventilation (28). [Revendication 5] Système de ventilation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie intérieure (38) est fixée de manière libérable sur une paroi frontale (22) du capot (18). [Revendication 6] Système de ventilation selon la revendication 5, dans lequel le capot (18) présente sur le bord périphérique de sa paroi frontale (22) une moulure périphériquement convexe (50). [Revendication 7] Système de ventilation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la partie intérieure (38) est formée d'un seul tenant avec une structure en grille (30, 32) qui s'étend au-dessus de l'ouverture de ventilation (28). [Revendication 8] Moteur électrique doté d'un système de ventilation selon l'une des re- vendications précédentes. [Revendication 9] Unité intégrée de moteur et de pompe dotée d'un moteur électrique selon la revendication 8.