FR2623757A1 - Dispositif de ventilation pour l'habitacle d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de ventilation pour l'habitacle d'un véhicule, notamment un véhicule automobile. Le dispositif comporte plusieurs ventilateurs 20, 30 radialement adjacents; il est prévu pour tous les ventilateurs un moteur commun d'entraînement 11, qui est accouplé fonctionnellement, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, comme un mécanisme à poulies 14, 26, 36 et à courroie 13, avec les différents rotors 21, 31 des ventilateurs 20, 30 pour assurer leur entraînement, ce qui permet d'économiser de la place et d'installer le moteur dans une zone qui serait autrement inutilisée.
Description
La présente invention concerne un dispositif de ventilation pour
l'habitacle d'un véhicule automobile, comportant plusieurs ventilateurs, espacés radialement l'un de l'autre et à l'aide desquels l'air aspiré peut être introduit dans l'habitacle par l'intermédiaire de
canaux de refoulement.
Il est connu un dispositif de ventilation de ce type ( demande de brevet allemand DE-OS 35 13 952), qui a été conçu pour un autocar et qui est installé dans une zone arrière du toit sous la forme d'un ensemble sans carter prêt pour leimontage. Pour obtenir à cetendroitunebonne répartition de l'air sur toute la surface d'entrée d'écoulement, il est prévu plusieurs ventilateurs
radiaux qui sont répartis en deux rangées les uns au-
dessus des autres de façon à réduire la hauteur de construction. Les ventilateurs de la rangée supérieure sont alors disposés avec l'orifice de sortie d'air dirigé vers le haut tandis que les ventilateurs de la rangée inférieure sont disposés avec l'orifice de sortie d'air dirigé vers le bas. Chaque ventilateur comporte d'une manière classique un moteur propre d'entraînement intégré. Les caractéristiques du ventilateur et du moteur d'entraînement associé doivent être mutuellement adaptées. Dans le cas de volumes limités de montage, il s'est avéré difficile, même avec une telle disposition superposée et décalée, de pouvoir installer des ventilateurs ayant chacun leur propre moteur d'entraînement de la puissance et grosseur nécessaires. L'invention a pour but de créer un dispositif de ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type défini dans le premier paragraphe, qui permette de loger les différents composants du dispositif de ventilation même dans des conditions de place limitée, sans aucune limitation concernant
la puissance lors de la conception.
Le problème est résolu pour un dispositif de ventilation du type défini dans le premier paragraphe, conformément à l'invention, en ce qu'il est prévu un moteur d'entraînement commun.à tous les ventilateurs, qui est accouplé par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission aux rotors des différents ventilateurs pour assurer leur entraînement. Du fait qu'il est prévu un moteur d'entraînement commun à tous les ventilateurs et qui
assure l'entraînement des différents rotors des ventila-
teurs par l'intermédiaire du mécanisme de transmission, le moteur d'entraînement peut être installé de façon peu encombrante dans des zones autrement non utilisables
d'un véhicule, par exemple un véhicule automobile.
A cet égard, il est possible de choisir le diamètre du moteur d'entraînement encore plus grand, ce qui permet d'obtenir un plus grand couple d'entraînement et d'entraîner les différents rotors des ventilateurs par ce moteur et par l'intermédiaire du mécanisme de transmission avec une vitesse de rotation réduite. A cet égard, il est possible d'obtenir une amélioration du rendement du moteur d'entraînement. Par comparaison à des ventilateurs classiques comportant chacun un moteur d'entraînement, il est possible de réduire ainsi, pour une puissance comparable, le bruit produit par le moteur d'entraînement. Du fait que le moteur d'entraînement commun à tous les ventilateurs ne doit pas être installé dans une zone créant un obstacle pour l'écoulement, par
exemple la hotte d'aspiration respective d'un venti-
lateur, le rendement du dispositif de ventilation est amélioré du fait de la suppression de cette entrave à l'écoulement. Les rotors des différents ventilateurs peuvent être réduits en diamètre. Ainsi, la dimension axiale parallèlement au moteur d'entraînement est réduite et en conséquence la place nécessaire pour le montage est diminuée ou bien la section de passage d'écoulement
dans la zone d'aspiration, qui est fonction des condi-
tions de place, est améliorée. Il en résulte une amélioration
sunDlrmentaire du rendement des différents ventilateurs.
L'invention permet en outre d'établir les conditions permettant de faire varier les vitesses de rotation des rotors des différents ventilateurs, par exemple à l'aide de moyens fonctionnels correspondants dans le mécanisme de transmission. Egalement l'invention permet sélectivement, par exemple au moyen d'embrayages,
d'effectuer le désaccouplement des rotors des diffé-
rents ventilateurs et leur immobilisation ou bien au contraire de les laisser dans la condition d'accouplement. Il est ainsi possible de modifier d'une manière simple la puissance de soufflage ou de ventilation et, en fonction de l'agencement des canaux de sortie d'air, également la direction de sortie d'air, et cela sans
avoir à prévoir des registres spéciaux ou analogues.
Lorsque par exemple un rotor d'un ventilateur est désaccouplé du mécanisme d'entraînement par débrayage de
l'embrayage, la puissance accrue du moteur d'entraîne-
ment est disponible pour les autres ventilateurs à entraîner, de sorte que la vitesse de rotation et leur puissance de ventilation augmentent. On compense ainsi une partie de la diminution de puissance résultant de l'immobilisation d'un ventilateur. L'invention crée en outre des conditions favorables pour obtenir des canaux de sortie d'air et des directions de sortie d'air qui sont définis séparément pour chaque ventilateur, ce qui permet d'effectuer par exemple une séparation précise
des quantités d'air à droite et à gauche.
Selon d'autres particularités du dispositif de ventilation conforme à l'invention: - Le moteur d'entraînement est disposé, en référence à
une direction radiale des rotors des différents venti-
lateurs, à distance de ces rotors.
- Le moteur d'entraînement est placé dans une zone
située entre les rotors de deux ventilateurs.
- Le moteur d'entraînement est installé sur un côté d'un ventilateur, qui est tourné à l'opposé d'un ventilateur adjacent. - Au moins un ventilateur comporte un accouplement, de
préférence commutable, qui est disposé entre le mécanis-
me de transmission et le rotor, entraîné par lui, de ce
ventilateur.
- L'accouplement est agencé comme un accouplement magnétique. - Le mécanisme de transmission comporte un mécanisme à
courroie entraîné par un moteur d'entraînement, notam-
ment un mécanisme à courroie crantée ou un mécanisme à
courroie trapézoïdale.
- Chaque ventilateur comporte, sur la mrne extrémité axiale respective du rotor correspondant, une poulie qui peut être entraînée par une courroie d'entraînement du mécanisme à courroie commaune à toutes les poutres et qui peut elle-même être entraînée au moyen d'une poulie
entraînée par le moteur d'entraînement.
- Le mécanisme à courroie comporte un galet tendeur
réglable et/ou sollicité par ressort.
- Les différents ventilateurs ont des puissances de
ventilation différentes.
- Les retors des différents ventilateurs ont des diamè-
tres différents.
- La vitesse de rotation des rotors des différents venti-
lateurs est variable et/ou est sélectionnée à des
valeurs différentes.
- Les poulies des rotors des différents ventilateurs ont
des diamètres différents.
- Les différents rotors des ventilateurs peuvent être entraînés dans le même sens de rotation respectif au moyen du
moteur d'entraînement et du mécanisme de transmission.
- Les rotors des ventilateurs peuvent être entraînés
dans des sens de rotation mutuellement opposés.
- Les canaux de sortie d'air des ventilateurs débouchent en aval dans un canal commun. - Les ventilateurs comportent des canaux de sortie
d'air respectifs mutuellement Aépares. -
- Les canaux séparés de sortie d'air sont orientés dans
des directions différentes.
- Un ventilateur alimente, à l'aide d'un canal associé
de sortie d'air, un filtre, par exemple un filtre à -
poussières, tandis que l'autre ventilateur alimente un
canal de contournement de filtre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la
description, donnée à titre d'exemple non limitatif,
en référence aux dessins annexés dans lesquels
les figures 1 à 4 représentent chacune une vue en éléva-
tion latérale schématique d'un dispositif de ventilation d'un véhicule, selon respectivement un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième exemple
de réalisation.
Le dispositif de ventilation 10 du premier exemple de réalisation représenté sur la figure 1 est prévu pour l'habitacle d'un véhicule, notamment un véhicule automobile. Il comporte deux ventilateurs 20 et 30, espacés radialement l'un de l'autre et qui sont
agencés d'une manière classique chacun comme un ventila-
teur radial. Le premier ventilateur 20 comporte un rotor 21, représenté schématiquement, qui est placé dans un carter 22. Le rotor 21 est maintenu au moins à une extrémité axiale de façon à pouvoir tourner autour de l'axe 23. Lors de la rotation du rotor 21, de l'air est aspiré dans les deux zones extrêmes axiales et cet air est canalisé dans le sens de la flèche 25 en direction de l'habitacle du véhicule par l'intermédiaire
d'un canal de sortie d'air 24 associé au ventilateur 20.
L'autre ventilateur 30 comporte un rotor 31 placé dans un carter correspondant 32. Le rotor 31 est supporté au moins à une extrémité axiale de façon à pouvoir tourner autour de l'axe 33. Lors de la rotation du rotcr 31, de l'air est aspiré par celui-ci aux deux
extrémités axiales et cet air est canalisé par l'inter-
médiaire d'un canal de sortie d'écoulement 34, dans
le sens de la flèche 35, vers l'habitacle du véhicule.
A la différence du premier exemple de réalisation, le dispositif de ventilation peut également comporter, dans un exemple de réalisation non représenté, plus de deux ventilateurs 20, 30. Les ventilateurs 20, 30 sont espacés radialement l'un de l'autre. Ils sont entraînés par un moteur commun 11 par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission 12 relié fonctionnellement au moteur et qui est lui-même accouplé avec les différents rotors 21,
31 pour assurer leur entraînement. Le moteur d'entraîne-
ment11 estdisposé, en référence à une direction radiale des rotors 21, 31, à distance de ceux-ci, et dans ce cas dans une zone située entre les rotors 21, 31, et à cet égard par exemple dans une zone qui serait autrement inutilisée, ce qui permet ainsi d'économiser de la place. Dans l'exemple considéré, le moteur d'entraînement 11 est
placé entre les carters 22 et 32.
Le mécanisme de transmission 12 comporte un entraînement à courroie, notamment un entraînement à courroie crantée ou un entraînement à courroie trapézoïdale, dont la courroie motrice 13 est entraînée par une poulie 14 du moteur 11. Chaque ventilateur 20, comporte, sur la même extrémité axiale du rotor correspondant 21, 31, une poulie 26, 36, qui peut être entraînée par la courroie 13 commune à toutes ces poulies. Les ventilateurs 20, 30 peuvent avoir des puissances de ventilation de grandeurs différentes. Leurs rotors 21,
31 peuvent avoir des diamètres de grandeurs différentes.
Alternativement ou également en addition, la vitesse de rotation des rotors 21, 31 peut être variable et/ou choisie à des valeurs différentes. On peut obtenir un tel résultat d'une manière simple par exemple en
donnant aux poulies 26, 36 des diamètres différents.
Dans l'agencement décrit en relation avec la figure 1, les différents rotors 21, 31 sont entraînés dans le même sens à l'aide du moteur 11 et du mécanisme de transmission 12, et notamment ils peuvent être
entraînés dans le sens des aiguilles d'une montre.
Les deux canaux de sortie d'air 24 et 34 des deux
ventilateurs 20 et 30 débouchent en aval, c'est-à-
dire dans le sens des flèches 25, 35 dans un canal
commun 15.
Le dispositif de ventilation 10 de la figure 1
présente l'avantage que, dans des conditions d'encom-
brement limité, il est possible d'installer un disposi-
tif de ventilation 10 d'une grande puissance et de pouvoir mieux utiliser la place existante. L'unique moteur d'entraînement 11 commun aux ventilateurs 20, peut être choisi avec un diamètre supérieur car il trouve de la place dans une zone autrement non utilisée, comme indiqué, et il peut être fixé par bride, par exemple par une extrémité axiale. Du fait du plus grand diamètre du moteur d'entraînement 11, on obtient un plus grand couple d'entraînement de sorte que le
moteur d'entraînement 11 peut faire tourner les ventila-
teurs 20, 30 à une vitesse de rotation réduite par l'intermédiaire du mécanisme de transmission 12. En outre, on obtient un meilleur rendement pour le moteur
d'entraînement 11. En conséquence, le moteur d'entraî-
nement 11 devient plus léger, pour une puissance iden-
tique, par comparaison aux entraînements classiques de
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dispositifs de ventilation. En donnant aux poulies 26, 36 des diamètres différents, il est possible
d'obtenir pour les rotors 21, 31 des vitesses de rota-
tion différentes, et également des-diamètres de venti-
lateurs différents. Un moteur d'entraînement propre, qui serait autrement placé dans une zone de la hotte d'aspiration du ventilateur correspondant, entraverait
l'écoulement dans cette zone et provoquerait une dimi-
nution du rendement du ventilateur. Dans le dispositif de ventilation 10 conforme à l'invention, on évite par
contre une entrave à l'écoulement du fait de la dispo-
sition précitée du moteur d'entraînement 11 dans une zone autrement non utilisée, ce qui permet d'améliorer le rendement du dispositif de ventilation 10. En outre, il est possible de donner aux rotors 21, 31 des ventilateurs 20, 30 des diamètres plus petits, de sorte qu'on diminue encore la dimension axiale parallèlement au moteur d'entraînement 11, et par conséquent l'encombrement, ou bien il est possible d'augmenter la section de passage d'écoulement, souvent relativement étroite, dans la zone d'aspiration, ce qui permet d'améliorer encore le rendement des différents ventilateurs 20, 30. Le montage des rotors 21, 31 et de la poulie 14 peut être effectué au moins sur un côté axial et par conséquent sur un seul composant. Cela conduit à une autre simplification et à une réduction
des frais.
Dans le deuxième exemple de réalisation représen-
té sur la figure 2, on a utilisé pour désigner les
parties qui correspondent au premier exemple de réalisa-
tion des références numériques augmentées de 100, de sorte qu'on en tiendra compte pour éviter des répétitions
de la description du premier exemple de réalisation.
Le dispositif de ventilation JO correspondant au deuxième exemple de réalisation se différencie de celui
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de la figure 1 par le fait que chaque ventilateur 120, comporte un accouplement commutable 127, 137, qui est agencé ici respectivement comme un accouplement magnétique. L'accouplement respectif 127, 137 est disposé entre le mécanisme de transmission 112, se présentant sous la forme de l'entraînement à courroie,
et le rotor 121,. 131, entraîné par celui-ci, du ventila-
teur associé, en étant monté par exemple dans-la poulie 126, 136 ou dans une position axialement adjacente à celle-ci. L'accouplement respectif 127, 137 permet de désaccoupler sélectivement le rotor 121 et/ou 131 et de modifier ainsi la puissance de ventilation et, en
fonction du profil du canal de sortie d'air correspon-
dant également la direction de sortie d'air, sans avoir à utiliser à cet égard des registres particuliers ou analogues. Du fait que, grâce au désaccouplement d'un ventilateur, l'autre ventilateur continuant à être entraîné dispose de plus de puissance de la part du moteur, sa vitesse de rotation augmente et par conséquent également sa puissance de ventilation, ce qui compense une partie de la diminution de puissance résultant du désaccouplement d'un des ventilateurs. Même-s'il est
prévu dans le deuxième -exemple de réalisation un accou-
plement 127, 137 pour chaque ventilateur 120, 130, il est possible, dans un autre exemple de réalisation non représenté, de prévoir un accouplement pour un seul ventilateur. Par enclenchement de cet accouplement, et par conséquent par enclenchement du ventilateur associé,
il est possible de doubler la puissance totale de venti-
lationsans u'il se produise, comme dans l'art antérieur, un plus grand échauffement par des résistances ou par un
système électronique de puissance existant.
Dans le troisième exemple de réalisation représenté sur la figure 3, les deux ventilateurs 220, 230 sont placés dans des positions très proches dans une direction radiale. Le moteur d'entraînement 211 pourvu d'une poulie 214 est disposé d'un côté du ventilateur 230, et notamment du côté qui est opposé à l'autre ventilateur adjacent 220. Le mécanisme de transmission agencé sous la forme d'un entraînement à courroie, est pourvu d'un galet tendeur 216, qui agit sur la courroie d'entraînement 213, et notamment de telle sorte que l'angle d'enroulement sur la poulie 236 du ventilateur 230 soit augmenté. Le galet tendeur 216 est poussé contre la courroie d'entraînement 213 par un ressort 217 s'appuyant contre le carter et il peut en outre être également réglable. Les ventilateurs 220, 230, comportent dans ce cas, à la différence des exemples de réalisation précédemment décrits, des canaux de sortie d'air respectifs 224 et 234 qui sont séparés l'un de l'autre et qui peuvent également être orientés dans des directions différentes - ce qui n'est pas indiqué sur le dessin. Avec de tels canaux séparés de sortie d'air 224, 234 et/ou avec des directions différentes de sortie d'air, il est par exemple possible d'obtenir une séparation précise des quantités d'air débitées vers la droite et vers la gauche de telle sorte que par exemple l'air passant dans le canal de sortie 224 puisse être introduit dans la zone de gauche de l'habitacle du véhicule et que l'air s'écoulant dans l'autre canal de sortie 234 puisse être introduit dans la zone de droite de l'habitacle du véhicule. Egalement dans cet exemple de réalisation, on peut prévoir pour chaque ventilateur
220, 230 un accouplement commutable comme dans le deu-
xième exemple de réalisation. Par une commande corres-
pondante des accouplements, il est par conséquent possi-
ble d'obtenir sélectivement une ventilation seulement du côté gauche, ou bien seulement du côté droit, ou bien
des deux côtés.
Dans le quatrième exemple de réalisation il représenté sur la figure 4, le moteur d'entraînement 311, pourvu d'une poulie 314, est monté comme sur la figure 3, d'un côté d'un ventilateur 330. Le moteur d'entraînement 311 est à nouveau logé dans une zone qui ne serait autrement pas utilisable. Du fait que,
à la différence des exemples de réalisation précédem-
ment décrits, la poulie 336 n'est pas disposée à l'in-
térieur d'une zone entourée par la courroie d'entraîne-
ment 313 mais est au contraire placée à l'extérieur de cette zone, les rotors 321, 331 sont entraînés dans des sens de rotation mutuellement opposés. En outre il est prévu dans le canal de sortie d'air 334 par exemple
un filtre 318, notamment un filtre à charbon actif.
Ainsi par exemple le ventilateur 330 peut alimenter en
air uniquement le filtre 318 tandis que l'autre ventila-
teur 320 alimente en air le canal d'écoulement 324 contournant le filtre 318. Il est également possible d'alimenter en air les deux filtres. L'air passant directement ou traversant le filtre 318 traverse ensuite un évaporateur 319 ainsi qu'un échangeur de chaleur, placé à la suite et non représenté, en
direction de l'habitacle du véhicule.
Claims (19)
1. Dispositif de ventilation pour l'habitacle
d'un véhicule automobile, comportant plusieurs ventila-
teurs, espacés radialement l'un de l'autre et à l'aide desquels l'air aspiré peut être introduit dans l'habi- tacle par l'intermédiaire de canaux de refoulement,
caractérisé en ce qu'il est prévu un moteur d'entraîne-
ment (11; 111; 211; 311) commun à tous les ventilateurs (20, 30; 120, 130; 220, 230; 320, 330), qui est
accouplé par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmis-
sion (12; 112; 212; 312) avec les rotors (21, 31;
121, 131; 221, 231; 321, 331) des différents ventila-
teurs pour assurer leur entraînement.
2. Dispositif de ventilation selon la revendica-
tion 1, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement ( 11; 111; 211; 311) est disposé, en référence à une direction radiale des rotors des différents ventilateurs
(20,30;120,130; 220,230; 320,330) à distance deces rotors.
3. Dispositif de ventilation selon la revendica-
tion 2, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (11; 111) est placé dans une zone située entre les rotors (21, 31; 121, 131) de deux ventilateurs
(20, 30; 120, 130).
4. Dispositif de ventilation selon la revendica-
tion 2, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (211; 311) est installé sur un côté d'un ventilateur (230; 330), qui est tourné à l'opposé d'un ventilateur
adjacent (220; 320).
5. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins
un ventilateur (120, 130) comporte un accouplement (127, 137), de préférence commutable, qui est disposé entre le mécanisme de transmission et le rotor (121, 131), entraîné par lui, de ce ventilateur (120,
130).
6. Dispositif de ventilation selon la revendica-
tion 5, caractérisé en ce que l'accouplement (127, 137)
est agencé comme un accouplement magnétique.
7. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le
mécanisme de transmission (12; 112; 212; 312) comporte un mécanisme à courroie entraîné par un moteur d'entraînement (11; 111; 211; 311), notamment un mécanisme à courroie crantée ou un mécanisme à courroie
trapézoïdale.
8. Dispositif de ventilation selon la revendica-
tion 7, caractérisé en ce que chaque ventilateur (20, ; 120, 130; 220, 230; 320, 330) comporte, sur la même extrémité axiale respective du rotor correspondant ( 21, 31; 121, 131; 221, 231; 321, 331) une poulie (26, 36; 126, 136; 226, 236; 326,
336), qui peut être entraînée par une courroie d'en-
tratnement (13; 113; 213; 313) du mécanisme à cour-
roies, commune à toutes les poulies etquipeut elle-rmme être entraînée au moyen d'une poulie (14; 114; 214; 314) entraînée par le moteur d'entraînement (11; 111; 211; 311).
9. Dispositif de ventilation selon une des
revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le mécanis-
me à courroie comporte un galet tendeur (216)
réglable et/ou sollicité par ressort.
10. Dispositif de ventilation selon une quelonque
des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les
différents ventilateurs ont des puissances de ventila-
tion différentes.
11. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les
rotors des différents ventilateurs ont des diamètres différents.
12. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la
vitesse de rotation des rotors des différents ventila-
teurs est variable et/ou est sélectionnée à des valeurs différentes.
13. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les
poulies des rotors des différents ventilateurs ont des
diamètres différents.
14. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les
différents rotors (21, 31; 121, 131; 221, 231) des ventilateurs (20, 30; 120, 130; 220, 230) peuvent être entraînés dans le même sens de rotation respectif au moyen du moteur d'entraînement (11; 111; 211) et
du mécanisme de transmission (12; 112; 212).
15. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les
rotors ( 321, 331) des ventilateurs (320, 330) peuvent être entraînés dans des sens de rotation mutuellement
opposés.
16. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les
canaux de sortie d'air (24, 34; 124, 134) des ventila-
teurs (20, 30; 120, 130) débouchent en aval dans un
canal commun (15; 115).
17. Dispositif de ventilation selon une quelconque
des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les
ventilateurs (220, 230; 320, 330) comportent des canaux
dc Sortie d'air (224, 234; 324, 334) respectifs mutuel-
30. éparés.
18. Dispositif de ventilation selon la revendication 17, caractérisé en ce que les canaux séparés de sortie d'air (224, 234) sont orientés dans des directions différentes.
19. Dispositif de ventilation selon la revendica-
tion 17, caractérisé en ce qu'un ventilateur (330) alimente, à l'aide d'un canal associé de sortie d'air (334), un filtre (318), par exemple un filtre à poussières, tandis que l'autre ventilateur (320) alimente un canal de contournement de filtre.
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