FR3019944A1

FR3019944A1 - Armoire electrique destinee aux applications en milieux a risques

Info

Publication number: FR3019944A1
Application number: FR1453177A
Authority: FR
Inventors: Minh Man Nguyen; Herve Murigneux
Original assignee: Emerson Network Power Industrial System SAS
Current assignee: CHLORIDE, FR
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-16
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: WO2015155426A1; FR3019944B1; EP3130046A1

Abstract

Selon l'invention, l'armoire (1) comprend : - au moins une ouverture ménagée dans l'une de ses parois (2, 3, 4, 6) ; - au moins un moyen de dissipation thermique (9) en aluminium comprenant une pluralité d'ailettes d'échange thermique faisant saillies à partir d'une plaque support (12), lesdites ailettes étant engagées à l'intérieur de l'ouverture de manière à communiquer avec l'extérieur de l'armoire (1), ladite plaque support étant fixée à l'intérieur de l'armoire (1) et sur la paroi de manière à obturer l'ouverture, et ; - un joint antidéflagrant agencé entre la plaque support et la paroi de l'armoire (1) de manière à assurer l'étanchéité de l'enceinte .

Description

ARMOIRE ÉLECTRIQUE DESTINÉE AUX APPLICATIONS EN MILIEUX À RISQUES DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine technique des armoires électriques destinées aux applications en milieux à risques. Par milieux à risques, on entend notamment les milieux, principalement industriels, présentant des risques d'incendie, d'explosion et/ou de chocs électriques. On peut citer 10 parmi les zones à risques classées, les zones soumises à la réglementation ATEX mais également les zones dites SEVESO, bien connues de l'homme du métier. ART ANTÉRIEUR 15 Les armoires électriques pour milieux à risques sont généralement constituées d'acier et présentent l'inconvénient d'être relativement lourdes et encombrantes. Ces armoires comprennent généralement une paroi supérieure, une paroi inférieure, une paroi de face, une paroi de fond et deux parois latérales, assemblées les unes aux autres de manière à créer une enceinte à atmosphère étanche et antidéflagrante. La paroi de face présente ou 20 consiste généralement en une porte permettant l'accès à l'intérieur de ladite armoire, et généralement boulonnée sur le reste de l'armoire. Les composants électriques confinés à l'intérieur desdites armoires génèrent de la chaleur, notamment par effet Joule, qui nécessite d'être évacuée pour éviter les problèmes de surchauffe et de baisse de puissance potentielle de ladite armoire, et susceptible d' entrainer des dysfonctionnements. 25 Une technique d'évacuation de la chaleur consiste à équiper l'armoire électrique d'un ou plusieurs moyens de dissipation thermique, tel qu'un radiateur par exemple. Les radiateurs mis en oeuvre présentent généralement une pluralité d'ailettes d'échange 30 thermique, et sont apposés contre l'une des parois internes de l'armoire de manière à dissiper la chaleur interne. Cette chaleur est notamment transférée aux ailettes puis transférée à la paroi jusqu'à l'extérieur de l'armoire. Cette solution est peu efficace étant donné que la dissipation de chaleur via le radiateur en 35 contact avec l'une des parois est médiocre.

Une autre solution consiste à usiner directement des ailettes sur l'une des parois de l'armoire. Cependant cette solution est peu efficace en termes de dissipation thermique étant donné que les armoires sont généralement constituées d'acier, connu pour être un dissipateur de chaleur médiocre. Les solutions précitées sont peu efficaces et dissipent peu la chaleur. Il s'ensuit donc une limitation en puissance des composants électriques confinés dans l'armoire. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ainsi donc, l'invention tend à proposer une armoire électrique destinée aux applications en milieux à risques qui permette de confiner des composants électriques d'une manière efficace de sorte à ce que leur puissance potentielle soit augmentée. 15 Un objectif de l'armoire électrique selon l'invention est de dissiper d'une manière optimale la chaleur générée par les composants électriques à l'intérieur de ladite armoire, tout en conservant les caractéristiques de robustesse de l'acier. Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle armoire qui ne soit pas plus lourde 20 et encombrante qu'une armoire électrique pour milieux à risques de l'état de la technique. Afin de résoudre les problèmes précités, il a été mis au point une armoire électrique destinée aux applications en milieux à risques. Ladite armoire comprend au moins une paroi supérieure, une paroi inférieure, une paroi de face, une paroi de fond et deux parois 25 latérales, assemblées les unes aux autres de manière à créer une enceinte à atmosphère étanche et antidéflagrante. Selon l'invention, l'armoire comprend : au moins une ouverture ménagée dans l'une de ses parois ; 30 - au moins un moyen de dissipation thermique en aluminium comprenant une pluralité d'ailettes d'échange thermique faisant saillies à partir d'une plaque support, lesdites ailettes étant engagées à l'intérieur de l'ouverture de manière à communiquer avec l'extérieur de l'armoire, ladite plaque support étant fixée à l'intérieur de l'armoire et sur la paroi de manière à obturer l'ouverture, et ; 10 un joint antidéflagrant agencé entre la plaque support et la paroi de l'armoire de manière à assurer l'étanchéité de l'enceinte. Ainsi, la chaleur générée à l'intérieur de l'armoire est dissipée d'une manière optimale. En 5 effet, la chaleur est transférée à la plaque en aluminium du moyen de dissipation thermique. Ce transfert de chaleur est optimal étant donnée la bonne conductivité thermique de l'aluminium, notamment plus élevée que celle de l'acier. Cette chaleur est ensuite transférée aux ailettes qui sont en communication avec l'extérieur 10 de l'armoire pour être refroidies. Ces ailettes sont en aluminium et offrent une surface importante d'échange thermique pour dissiper d'une manière efficace la chaleur présente dans l'enceinte. Le moyen de dissipation thermique est en aluminium et est donc relativement léger. 15 L'armoire selon l'invention n'est donc pas plus lourde qu'une armoire de l'état de la technique. De plus, la partie ajourée de la paroi qui présente l'ouverture allège davantage l'armoire. Ainsi, l'armoire selon l'invention est plus légère que celle de l'état de la technique et 20 permet une meilleure dissipation de la chaleur générée par des composants électriques. De cette manière, les risques de surchauffe sont réduits, et les performances des composants électriques ne sont pas altérées. A encombrement égal, l'armoire selon l'invention possède une plus grande puissance potentielle que celle de l'état de la technique. A puissance potentielle égale avec celle de l'état de la technique, l'armoire selon l'invention peut donc 25 être allégée et diminuée en encombrement. Avantageusement, l'armoire comprend un carter de protection fixé à l'extérieur de l'armoire de manière à recouvrir l'ouverture et à protéger les ailettes d'échange thermique. 30 De préférence, et pour améliorer la dissipation de la chaleur, le carter présente deux ouvertures permettant une circulation d'air, notamment par convection, à l'intérieur dudit carter. D'une manière avantageuse, et pour créer un effet de cheminée, l'une des ouvertures du 35 carter est une ouverture inférieure et l'autre des ouvertures est une ouverture supérieure. La circulation d'air est ainsi plus efficace et donc la dissipation thermique est optimale. Il s'ensuit que la puissance potentielle de l'armoire est augmentée ou que l'armoire peut être allégée et diminuée en encombrement.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence 5 aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'une armoire électrique selon l'invention - la figure 2 est une représentation schématique d'une armoire électrique similaire à 10 celle de la figure 1, la paroi de face de l'armoire étant ouverte ; - - la figure 3 est une représentation schématique éclatée d'un moyen de dissipation thermique mis en oeuvre dans l'invention, et de l'une des parois de l'armoire. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 3, qui représentent une armoire électrique (1) destinée aux applications en milieux à risques, ladite armoire (1) comprend au moins une paroi supérieure (2), une paroi inférieure (3), une paroi de face (4), une paroi de fond (5) et deux parois latérales (6). Ces parois (2, 3, 4, 5 et 6) sont notamment réalisées en acier et présentent une épaisseur conséquente, par exemple 8 cm d'épaisseur, contribuant au poids conséquent d'une telle armoire. Ces parois sont assemblées les unes aux autres de manière à créer une enceinte (7) à atmosphère étanche et antidéflagrante pour la réception de composants électriques (8). L'enceinte étanche (7) doit permettre de résister aux incendies, explosions et/ou chocs électriques ou à tout autre risque. L'enceinte (7) doit isoler les composants électriques (8) d'une manière optimale et sécuritaire pour répondre aux réglementations ATEX et SEVESO bien connues de l'homme du métier. Les composants électriques (8) confinés dans l'armoire (1) génèrent de la chaleur par effet Joule. Cette chaleur nuit à l'efficacité et aux performances des composants électriques (8) et donc diminue la puissance potentielle de l'armoire électrique (1). 15 20 25 30 35 L'armoire (1) intègre donc au moins un moyen de dissipation thermique (9). A cet effet, au moins une ouverture (10) est ménagée dans l'une des parois (2, 3, 4, 5, et 6) de ladite armoire électrique (1).

Dans le mode de réalisation illustré aux figures, l'armoire (1) présente trois ouvertures (10), notamment ménagées dans les parois latérales (6) et la paroi de fond (5), et trois moyens de dissipation thermique (9). En référence à la figure 3, les moyens de dissipation thermique (9) sont en aluminium et 10 comprennent chacun une pluralité d'ailettes d'échange thermique (11) faisant saillies à partir d'une plaque support (12). Chacun des trois moyens de dissipation (9) voit ses ailettes (11) engagées à l'intérieur de l'une des ouvertures (10) de sorte à ce que lesdites ailettes d'échange thermique (11) 15 communiquent avec l'extérieur de l'armoire (1). Les plaques supports (12) de chaque moyen de dissipation (9) sont fixées à l'intérieur de l'armoire (1) et sur la paroi correspondante de manière à obturer l'ouverture (10) correspondante. Un joint antidéflagrant (non représenté) est agencé entre la plaque support 20 (12) et la paroi de l'armoire (1) de manière à assurer l'étanchéité de l'enceinte (7). Un carter de protection (13), par exemple en acier, est fixé à l'extérieur de l'armoire (1) de manière à recouvrir chaque ouverture (10) et à protéger les ailettes d'échange thermique (11). Les carters (13) se présentent par exemple sous la forme d'une plaque en acier (13a) 25 fixée par l'intermédiaire de nervures de fixation (13b) faisant saillies de la paroi de l'armoire (1) au voisinage de l'ouverture (10). Les carters de protection (13) sont notamment ouverts à leur partie supérieure (14) et inférieure (15) de manière à créer un effet de cheminée et une circulation d'air permettant 30 de dissiper davantage la chaleur des ailettes d'échange thermique (11). Comme cela est représenté sur la figure 2, les composants électriques (8) confinés dans l'armoire (1) peuvent être directement fixés sur la plaque support (12) des moyens de dissipation thermique (9) de manière à dissiper d'autant plus efficacement la chaleur 35 générée par lesdits composants électriques (8).

Ainsi, lors de l'utilisation de l'armoire (1), la chaleur générée par les composants électriques (8) est transférée à la plaque support (12) en aluminium. La chaleur est ensuite dissipée de la plaque support (12) vers les ailettes d'échange thermique (11) qui sont, quant à elles, en communication avec l'extérieur de l'armoire (1). La chaleur est donc dissipée 5 par lesdites ailettes (11) qui forment une importante surface d'échange thermique avec l'extérieur de l'armoire (1). La circulation d'air générée par le carter (13) améliore cette dissipation de la chaleur par un effet de cheminée. En effet, l'air chaud est évacué par l'ouverture supérieure (14) du carter (13) et de l'air froid est ainsi aspiré par l'ouverture inférieure (15) du carter (13), lequel air froid dissipe la chaleur des ailettes d'échange 10 thermique (11). La chaleur est dissipée d'une manière optimale et l'armoire (1) possède donc une puissance potentielle augmentée par rapport aux armoires de l'état de la technique pour un volume égal de l'enceinte (7). A puissance potentielle égale, l'armoire (1) selon l'invention 15 peut être allégée et diminuée en encombrement par rapport à celle de l'état de la technique.

Claims

REVENDICATIONS1. Armoire électrique (1) destinée aux applications en milieux à risques, ladite armoire (1) comprenant au moins une paroi supérieure (2), une paroi inférieure (3), une paroi de face (4), une paroi de fond (5) et deux parois latérales (6), assemblées les unes aux autres de manière à créer une enceinte (7) à atmosphère étanche et antidéflagrante pour la réception de composants électriques (8), caractérisée en ce qu'elle comprend : - au moins une ouverture (10) ménagée dans l'une de ses parois (2, 3, 4, 5, 6) ; - au moins un moyen de dissipation thermique (9) en aluminium comprenant une pluralité d'ailettes d'échange thermique (11) faisant saillies à partir d'une plaque support (12), lesdites ailettes (11) étant engagées à l'intérieur de l'ouverture (10) de manière à communiquer avec l'extérieur de l'armoire (1), ladite plaque support (12) étant fixée à l'intérieur de l'armoire (1) et sur la paroi de manière à obturer l'ouverture (10), et ; - un joint antidéflagrant agencé entre la plaque support (12) et la paroi de l'armoire (1) de manière à assurer l'étanchéité de l'enceinte (7).
2. Armoire électrique (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un carter de protection (13) fixé à l'extérieur de l'armoire (1) de manière à recouvrir l'ouverture (10) et à protéger les ailettes d'échange thermique (11).
3. Armoire électrique (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le carter (13) présente deux ouvertures (14, 15) permettant une circulation d'air à l'intérieur dudit carter (13).
4. Armoire électrique (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'une des ouvertures (14, 15) du carter est une ouverture inférieure (15) et l'autre des ouvertures (15, 14) est une ouverture supérieure (14).30