Brevet FR3108261A1 — publié le 20210924

Titre de l’invention Ventilateur médical à entrées d’air protégées par des filtres amovibles L’invention concerne un ventilateur médical (1) comprenant une micro-soufflante motorisée et des composants électroniques (3) ; un circuit d’air patient (10) avec une entrée d’air patient (11) à une entrée d’aspiration de la micro-soufflante pour alimenter la micro-soufflante avec de l’air ; et un circuit d’air de refroidissement (20) comprenant une entrée d’air de refroidissement (21) pour acheminer de l’air de refroidissement destinée à refroidir par échange thermique au moins une partie des composants électroniques (3). L’entrée d’air patient (11) est équipée d’un premier filtre (31), et l’entrée d’air de refroidissement (21) est équipée d’un second filtre (32), lesdits premier filtre (31) et second filtre (32) étant fixés de manière détachable. Figure de l’abrégé : Fig. 5 Ventilateur médical à entrées d’air protégées par des filtres amovibles L’invention concerne un ventilateur médical dont les entrées d’air patient du circuit d’air patient et d’air de refroidissement du circuit d’air de refroidissement sont équipées de filtres fixés de manière détachable, i.e. amovible, de manière à pouvoir être montés et démontés aisément depuis l’extérieur du ventilateur, c'est-à-dire sans avoir à ouvrir la carcasse du ventilateur ou à intervenir à l’intérieur de celle-ci. Dans un hôpital ou sur le terrain, le traitement d’un patient en insuffisance respiratoire, en urgence ou non, peut s’effectuer à l’aide d’un appareil d’assistance respiratoire ou ventilateur médical fournissant de l’air, éventuellement additionné d’oxygène, c'est-à-dire de l’air enrichi en oxygène. Le ventilateur médical doit permettre la ventilation d’un patient dans des environnements « normaux », par exemple dans un bâtiment, dans une ville, sur une route de campagne ou autres, mais aussi dans des environnements « difficiles », notamment des environnements contaminés par des polluants, tels que poussières, pollens, bactéries ou autres, ou dans des environnements pouvant être chauds, par exemple en plein été ou dans des régions désertiques ou tropicales. Afin d’assurer un niveau de sécurité et protection du patient, lors de son traitement par administration d’air ou d’air enrichi en oxygène, il est nécessaire de pouvoir filtrer l’air ambiant rentrant dans le ventilateur afin de le débarrasser de ses polluants atmosphériques avant de l’administrer au patient. En outre, un ventilateur médical est amené à chauffer du fait de sa composition électromécanique, notamment du fait de la présence de composants électroniques, tels qu’écran numérique, micro-soufflante à moteur électrique, carte(s) électronique(s) à microprocesseur(s), batterie(s) internes…, cet échauffement pouvant être accentué dans les milieux chauds. De là, il est nécessaire de refroidir le ventilateur et ceci se fait couramment en balayant d’intérieur du ventilateur avec flux d’air de refroidissement servant à évacuer les calories vers l’extérieur. Mais, là encore, pour éviter la contamination de l’intérieur du ventilateur médical par des polluants atmosphériques, il convient de filtrer aussi l’air de refroidissement servant au refroidissement du ventilateur médical. Pour ce faire, les ventilateurs médicaux sont souvent équipés de filtres agencés sur le circuit de gaz respiratoire et sur le circuit d’air de refroidissement de ces ventilateurs. Or, remplacer ces filtres est compliqué et fastidieux car ils sont agencés dans la carcasse des ventilateurs, ce qui oblige à un démontage du ventilateur pour permettre à un opérateur de maintenance de les atteindre et de les changer lorsqu’ils sont saturés. Ces opérations de démontage/remontage sont d’autant plus fastidieuses que les remplacements sont fréquents. Ainsi, selon les environnements dans lesquels les ventilateurs sont utilisés, le remplacement des filtres doit parfois avoir lieux plusieurs fois par an. Le problème est de proposer un ventilateur médical d’architecture simplifiée permettant un remplacement aisé et rapide des filtres à air protégeant le circuit de gaz respiratoire et sur le circuit d’air de refroidissement du ventilateur médical. La solution de l’invention concerne un ventilateur médical comprenant une micro-soufflante motorisée et des composants électroniques, et comprenant en outre : un circuit d’air patient reliant fluidiquement une entrée d’air patient à une entrée d’aspiration de la micro-soufflante pour alimenter la micro-soufflante avec de l’air, et un circuit d’air de refroidissement comprenant une entrée d’air de refroidissement pour acheminer de l’air de refroidissement destinée à refroidir par échange thermique au moins une partie des composants électroniques, caractérisé en ce que : l’entrée d’air patient du circuit d’air patient est équipée d’un premier filtre, et l’entrée d’air de refroidissement du circuit d’air de refroidissement est équipée d’un second filtre, lesdits premier filtre et second filtre étant fixés de manière détachable (i.e. amovible) de manière à pouvoir être montés et démontés depuis l’extérieur du ventilateur. Selon le mode de réalisation considéré, le ventilateur médical de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : le circuit d’air patient et le circuit d’air de refroidissement comprennent des passages ou conduits de gaz, ou analogues. il comprend une carcasse externe rigide. la carcasse du ventilateur est en polymère. la micro-soufflante motorisée et les composants électroniques sont agencés dans la carcasse du ventilateur. les premier filtre et second filtre sont fixés de manière détachable à la carcasse du ventilateur. les premier filtre et second filtre sont portés par une cassette de filtration commune détachable. la cassette de filtration est configurée pour se fixer, de manière détachable, au ventilateur au niveau de l’entrée d’air patient du circuit d’air patient et de l’entrée d’air de refroidissement du circuit d’air de refroidissement, de préférence pour se fixer à la carcasse du ventilateur. l’entrée d’air patient du circuit d’air patient et l’entrée d’air de refroidissement du circuit d’air de refroidissement sont situées dans au moins un compartiment d’entrée ouvert vers l’extérieur, c'est-à-dire présentant une ouverture communiquant vers l’extérieur du ventilateur. il comprend des moyens de mise en circulation de l’air de refroidissement comme par exemple un ventilateur de refroidissement et/ou la convection naturelle et/ou des déflecteurs pour orienter l'air de refroidissement le compartiment d’entrée est aménagé dans la carcasse du ventilateur médical. le compartiment d’entrée est configuré pour loger la cassette de filtration comportant les premier filtre et second filtre. le compartiment d’entrée comprend une paroi de séparation interne définissant une première et une seconde chambre. le premier filtre vient se loger dans la première chambre et le second filtre vient se loger dans la seconde chambre, lorsque la cassette de filtration est insérée dans le compartiment d’entrée. la cassette de filtration comprend un espacement séparant les premier filtre et second filtre, la paroi de séparation interne du compartiment d’entrée du ventilateur venant se loger dans l’espacement de la cassette de filtration, lorsque ladite cassette de filtration est insérée dans le compartiment d’entrée du ventilateur. la cassette de filtration comprend un cadre-support en polymère portant les premier filtre et second filtre. la cassette de filtration comprend des moyens de fixation permettant de la fixer de manière détachable au ventilateur, par exemple les moyens de fixation comprennent des clips incorporés à la cassette de filtration, des vis ou analogue de fixation ou un filetage. le circuit d’air de refroidissement est configuré pour acheminer de l’air de refroidissement pour refroidir par échange thermique (direct ou indirect) un ou plusieurs composants électroniques choisis parmi une carte électronique à microprocesseur(s), un écran d’IHM ou interface homme-machine, une batterie interne ou un moteur de micro-soufflante. le circuit d’air de refroidissement est configuré pour opérer un balayage gazeux avec un flux d’air de refroidissement d’un ou plusieurs composants électroniques du ventilateur de manière à obtenir un échange thermique (i.e. un transfert de calories) entre le flux d’air de refroidissement et le ou les composants électroniques à refroidir. la micro-soufflante, aussi appelée turbine ou compresseur, comprend un moteur électrique. la micro-soufflante comprend un carter de protection protégeant le rotor et le stator. la micro-soufflante est logée dans un boitier interne agencé dans la carcasse du ventilateur. la carte électronique à microprocesseur(s) est configurée pour piloter la micro-soufflante. la (ou les) batterie interne est rechargeable. la (ou les) batterie interne alimente en courant électrique, au moins la micro-soufflante, la carte électronique et l’écran de l’IHM. les premier filtre et second filtre sont identiques ou différents. les premier filtre et second filtre sont choisis pour stopper les polluants, i.e. particules, ayant une taille supérieure ou égale à 0.3 µm. les premier filtre et second filtre sont des filtres à air à haute efficacité, c'est-à-dire des filtres de type HEPA. la micro-soufflante comprend une sortie de gaz alimentant fluidiquement un circuit de fourniture de gaz au patient, notamment d’air ou de mélange air/O 2 débouchant au niveau un raccord de sortie de gaz. le circuit d’air de refroidissement comprend au moins une sortie d’évacuation d’air chaud permettant d’évacuer vers l’atmosphère ambiante, l’air ayant été réchauffé par échange thermique (i.e. échange de calories) avec les composants électroniques du ventilateur. L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : schématise un ventilateur médical équipé d’une cassette de filtration selon l’invention, est une vue de face de la cassette de filtration insérée dans le ventilateur médical de la [Fig. 1], est une autre vue du ventilateur médical de la [Fig. 1], illustre le montage de la cassette de filtration dans le ventilateur médical de la [Fig. 1], schématise la cassette de filtration et les circuits de gaz internes du ventilateur médical de la [Fig. 1], est une vue de face de la cassette de filtration du ventilateur médical de la [Fig. 5], et est une vue tridimensionnelle de la cassette de filtration insérée dans le ventilateur médical de la [Fig. 1]. La schématise un ventilateur médical 1, par exemple d’urgence, équipé d’une la cassette de filtration 30 comprenant les premier 31 et second 32 filtres selon l’invention. Comme illustré en [Fig. 2], la cassette de filtration 30 vient s’insérer dans une des faces latérales de la carcasse 2 du ventilateur 1. Plus précisément et schématisé en et [Fig. 6], le premier filtre 31 est agencé au niveau de l’entrée d’air patient 11 du circuit d’air patient 10 du ventilateur 1, alors que le second filtre 32 est agencé au niveau de l’entrée d’air de refroidissement 21 du circuit d’air de refroidissement 20 du ventilateur 1 en étant fixés l’un et l’autre de manière détachable, c'est-à-dire extractible, de manière à pouvoir être montés et démontés aisément et rapidement par un opérateur, directement depuis l’extérieur du ventilateur 1, c'est-à-dire sans qu’il n’ait à intervenir à l’intérieur de la carcasse 2 du ventilateur médical 1. Sur les à [Fig. 6], les flux de gaz sont schématisés par des flèches en trait interrompu (- - - >). Le premier filtre 31 peut être identique au second filtre 32 ou, le cas échéant, ils peuvent être différents l’un de l’autre, c'est-à-dire formés de média de filtration différents. L’air ambiant peut être naturellement chargé de polluants atmosphériques, tels que particules, poussières, pollens, bactéries ou autre, qu’il est nécessaire de retenir afin de ne pas polluer les circuits d’air 10, 20 du ventilateur 1. Préférentiellement, le media de filtration des premier et second filtres 31, 32 a une capacité d’arrêt des polluants atmosphériques ayant des dimensions supérieures à 0,3 µm, par exemple des filtres à air de type HEPA (High Efficiency Particulate Air). Par exemple, les premier et second filtres 31, 32 peuvent être formés de papier. Comme schématisé en , le ventilateur médical 1 comprend, agencés dans sa carcasse rigide externe 2, une micro-soufflante à moteur électrique (non visible) et d’autres composants électroniques 3 qui est nécessaire de refroidir pendant le fonctionnement du ventilateur médical 1, par exemple une carte électronique à microprocesseur, un écran d’IHM, une batterie interne et/ou le moteur de micro-soufflante. Pour ce faire, on met en œuvre un balayage gazeux avec de l’air de refroidissement amené par le circuit d’air de refroidissement 20 du ventilateur 1, lequel est configuré pour acheminer de l’air de refroidissement jusqu’au contact direct ou indirect des composants électroniques 3 à refroidir de manière à opérer un échange thermique entre l’air et ses composants électroniques 3, et à ainsi les refroidir par échange de calories. Le circuit d’air de refroidissement 20 du ventilateur 1 comprend l’entrée d’air de refroidissement 21 au niveau de laquelle est inséré le second filtre 32. La circulation d'air de refroidissement se fait via un ventilateur de refroidissement 22 en ou, selon le cas, par convection naturelle et/ou via des déflecteurs pour orienter le flux d'air. Par ailleurs, il est prévu aussi un circuit d’air patient 10 qui relie fluidiquement l’entrée d’air patient 11 à une entrée d’aspiration de la micro-soufflante de manière à fournir de l’air à la micro-soufflante. L’air est aspiré par la micro-soufflante pendant son fonctionnement. L’air ressort par la sortie de gaz de la micro-soufflante et alimente fluidiquement un circuit de fourniture de gaz 13 au patient débouchant au niveau d’un raccord de sortie de gaz 12 agencé sur la carcasse 2 du ventilateur 1. Le gaz délivré par le raccord de sortie de gaz 12 du ventilateur 1 peut être de l’air ou un mélange air/O 2 . Il est ensuite acheminé jusqu’au patient via un conduit flexible venant se raccorder fluidiquement au raccord de sortie de gaz 12 par l’une de ses extrémités, et comprenant à son autre extrémité, une interface respiratoire patient, tel qu’un masque respiratoire, servant à distribuer le gaz au patient. Sur la , la micro-soufflante motorisée est agencée dans un caisson 14 traversé par une partie du circuit d’air patient 10. La micro-soufflante motorisée et les autres composants électroniques 3 nécessitant du courant électrique pour fonctionner, notamment une carte électronique à microprocesseur commandant la micro-soufflante, sont alimentés en courant électrique par une (des) batterie, de préférence rechargeable. Préférentiellement, comme illustré en à [Fig. 7], les premier et second filtres 31, 32 sont portés par une cassette de filtration 30 commune qui est configurée pour se fixer, de manière détachable, au ventilateur 1 au niveau de l’entrée d’air patient 11 du circuit d’air patient 10 et de l’entrée d’air de refroidissement 21 du circuit d’air de refroidissement 20. La cassette de filtration 30 peut se présenter sous la forme d’un cadre-support 34, par exemple en polymère, portant les premier et second filtres 31, 32, lesdits filtres étant séparés l’un de l’autre par un espacement 35, comme illustré en en et [Fig. 7]. Par exemple, la cassette de filtration 30 peut être réalisée en thermoplastique, notamment de type ABS, ABS-PC ou PLA. Par ailleurs, l’entrée d’air patient 11 du circuit d’air patient 10 et l’entrée d’air de refroidissement 21 du circuit d’air de refroidissement 20 se trouvent dans un compartiment d’entrée 4 ouvert vers l’extérieur, aménagé dans la carcasse 2 du ventilateur 1. Ce compartiment d’entrée 4 est configuré, i. conçu et dimensionné, pour loger, de manière extractible, la cassette de filtration 30 équipée des premier et second filtres 31, 32. Plus précisément, le compartiment d’entrée 4 du ventilateur 1 comprend une paroi de séparation 5 interne définissant une première 5a et une seconde 5b chambre. Le premier filtre 31 vient se loger dans la première chambre 5a et le second filtre 32 vient se loger dans la seconde chambre 5b, lorsque la cassette de filtration 30 est insérée dans le compartiment d’entrée 4. Par ailleurs, la paroi de séparation 5 interne du compartiment d’entrée 4 vient alors se loger, quant à elle, dans l’espacement 35 de la cassette de filtration 30, comme montré sur la . Les première et seconde chambres 5a, 5b ont dans le mode de réalisation présenté des tailles différentes car le premier filtre 31 a lui-aussi une taille supérieure à celle du second filtre 32 car la quantité d’air à fournir au circuit patient 10 est supérieure à celle à fournir au circuit de refroidissement 20. Par exemple, le volume total occupé par les deux filtres 31, 32 peut être de l’ordre de 100 x 50 x 35 mm avec une répartition de 1/3 pour le second filtre 32 et de 2/3 pour le premier filtre 31, c'est-à-dire que le premier filtre 31 a une taille double de celle du second filtre 32. Le montage ou démontage de la cassette de filtration 10 est illustré sur la . Comme on le voit, la cassette de filtration 10 comprenant les premier et second filtres 31, 32 est insérée ou extraite facilement depuis l’extérieur du ventilateur 1, sans avoir à ouvrir la carcasse 2. La fixation de la cassette de filtration 10 au sein du compartiment d’entrée 4 du ventilateur 1 est assurée par des moyens de fixation, par exemple clipsage ou vissage. L’étanchéité est assurée par un joint à lèvres 36 ou analogue, par exemple un joint d’étanchéité en thermoplastique élastomère ou silicone. L’air de refroidissement, après son réchauffement au contact des autres composants électroniques 3 du ventilateur médical 1, peut être évacué vers l’extérieur, c'est-à-dire vers l’atmosphère ambiante, via une (ou des) ouverture agencée au travers de la paroi de la carcasse 2 du ventilateur médical 1, comme illustré en , notamment via un ventilateur de refroidissement 22 illustré en [Fig. 5]. Par ailleurs, afin de permettre d’enrichir l’air aspiré par la micro-soufflante, il est prévu une entrée d’oxygène 23, comme visible en , laquelle peut être reliée fluidiquement à une source d’oxygène gazeux, par exemple à une bouteille d’oxygène comprimé ou une canalisation d’oxygène faisant partie du réseau de canalisations de gaz d’un bâtiment hospitalier. Le mélange air/oxygène se fait préférentiellement en amont de la micro-soufflante, par exemple dans le caisson 14 avant son entrée dans la micro-soufflante. La micro-soufflante est quant à elle une micro-soufflante classique comprenant un moteur électrique équipé d’un arbre ou axe rotatif portant une roue à ailettes agencée dans un compartiment à roue d’une volute. La roue est mobile en rotation dans le compartiment à roue en étant entraînée par le moteur électrique, pendant son fonctionnement, afin de délivrer un flux de gaz respiratoire (air ou air/O 2 ) dans le circuit de fourniture de gaz 13 terminé par le raccord de sortie de gaz 12. Il est à noter que, selon un mode de réalisation particulier, le(s) filtre(s) pourrai(en)t être un (des) filtre(s) de type NRBC (Nucléaires, Radiologiques, Biologiques, Chimiques) permettant la protection du patient et de la machine dans cet environnement. Ventilateur médical (1) comprenant une micro-soufflante motorisée et des composants électroniques (3), et comprenant en outre : un circuit d’air patient (10) reliant fluidiquement une entrée d’air patient (11) à une entrée d’aspiration de la micro-soufflante pour alimenter la micro-soufflante avec de l’air, et un circuit d’air de refroidissement (20) comprenant une entrée d’air de refroidissement (21) pour acheminer de l’air de refroidissement destinée à refroidir par échange thermique au moins une partie des composants électroniques (3), caractérisé en ce que : l’entrée d’air patient (11) du circuit d’air patient (10) est équipée d’un premier filtre (31), et l’entrée d’air de refroidissement (21) du circuit d’air de refroidissement (20) est équipée d’un second filtre (32), lesdits premier filtre (31) et second filtre (32) étant fixés de manière détachable de manière à pouvoir être montés et démontés depuis l’extérieur du ventilateur (1). Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier filtre (31) et second filtre (32) sont portés par une cassette de filtration (30) commune détachable. Ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cassette de filtration (30) est configurée pour se fixer, de manière détachable, au ventilateur (1) au niveau de l’entrée d’air patient (11) du circuit d’air patient (10) et de l’entrée d’air de refroidissement (21) du circuit d’air de refroidissement (20). Ventilateur selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l’entrée d’air patient (11) du circuit d’air patient (10) et l’entrée d’air de refroidissement (21) du circuit d’air de refroidissement (20) sont situées dans au moins un compartiment d’entrée (4) ouvert vers l’extérieur. Ventilateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le compartiment d’entrée (4) est configuré pour loger la cassette de filtration (30) comportant les premier filtre (31) et second filtre (32). Ventilateur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le compartiment d’entrée (4) comprend une paroi de séparation (5) interne définissant une première (5a) et une seconde chambre (5b), le premier filtre (31) venant se loger dans la première chambre (5a) et le second filtre (32) venant se loger dans la seconde chambre (5b), lorsque la cassette de filtration (30) est insérée dans le compartiment d’entrée (4). Ventilateur selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la cassette de filtration (30) comprend un espacement (35) séparant les premier filtre (31) et second filtre (32), la paroi de séparation (5) interne du compartiment d’entrée (4) du ventilateur (1) venant se loger dans l’espacement (35) de la cassette de filtration (30), lorsque ladite cassette de filtration (30) est insérée dans le compartiment d’entrée (4) du ventilateur (1). Ventilateur selon l'une des revendications 2, 3 ou 5 à 7, caractérisé en ce que la cassette de filtration (30) comprend un cadre-support (34) en polymère portant les premier filtre (31) et second filtre (32). Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d’air de refroidissement (20) est configuré pour acheminer de l’air de refroidissement pour refroidir par échange thermique un ou plusieurs composants électroniques (3) choisis parmi une carte électronique à microprocesseur, un écran d’IHM, une batterie interne ou un moteur de micro-soufflante. Ventilateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier filtre (31) et second filtre (32) sont choisis pour stopper les polluants ayant une taille supérieure ou égale à 0.3 µm, de préférence les premier filtre (31) et second filtre (32) sont de type HEPA.