1 L'invention pour sur une micro-soufflante pour ventilateur médical avec mis en oeuvre d'un flux gazeux additionnel permettant d'augmenter la durée de vie des roulements et d'assurer en outre un refroidissement du moteur de la micro-soufflante tout en protégeant le moteur et les roulements de l'oxydation lors d'une ventilation enrichie en oxygène. Dans un appareil médical d'assistance respiratoire, encore appelé ventilateur médical, il est usuel d'utiliser un micro-compresseur, aussi appelé « micro-soufflante », « compresseur » ou « turbine », qui permet d'aspirer de l'air et de le distribuer ensuite au patient auquel est raccordé le ventilateur. Ceci se fait via une connectique adaptée comprenant classiquement un ou des tuyaux flexibles et une interface patient, tel un masque respiratoire ou analogue. Une micro-soufflante ou compresseur permet en fait de générer un flux d'air, c'est- à-dire un débit d'air, parfois enrichi en oxygène, à une pression adéquate qui sont nécessaires à une bonne ventilation d'un patient donné. Des exemples de micro- soufflantes sont décrits par exemple par les documents EP-A-2102504, EP-A-2165078, EP-A-2506907 et EP-A-2122180. Habituellement, une micro-soufflante comprend un moteur électrique avec un arbre rotatif portant une roue à ailettes. Le moteur est protégé extérieurement par un boitier formant capotage ou carter externe. La roue à ailette est prise en sandwich entre deux demi-coques, appelées volutes inférieure et supérieure, qui forment entre elles un compartiment renfermant la roue à ailette. La volute supérieure est généralement surmontée d'une âme acoustique et d'un pavillon, ou peut intégrer ces éléments. La volute inférieure peut, dans certains modes de réalisation, venir ceinturer le capotage ou du carter du moteur. L'arbre-moteur ou axe rotatif du moteur électrique coopère habituellement avec un ou des roulements internes au moteur. Or, on assiste en pratique à une usure plus ou moins rapide de ces roulements au cours de leur utilisation. En particulier, on a remarqué que la durée de vie des roulements d'une micro-soufflante se raccourcit considérablement lorsque la micro-soufflante est utilisée pour générer un flux d'oxygène 3035456 2 pur ou un flux d'air enrichi en oxygène servant à ventiler un patient ayant un besoin en une teneur élevée d'oxygène. Cette usure prématurée des roulements est directement causée par la forte teneur en oxygène contenue dans le flux de gaz riche en oxygène (i.e. >22% en vol). En effet, 5 une partie de l'oxygène contenu dans le flux gazeux sort de la volute par l'orifice de passage de l'axe moteur aménagé en partie inférieure de volute, puisque une étanchéité gazeuse parfaite ne peut être obtenue à cet endroit, et s'immisce ensuite jusqu'à atteindre les roulements. L'oxygène y agit alors en oxydant et détériorant le lubrifiant, typiquement de la graisse, qui sert à leur lubrification, ce qui provoque leur usure 10 prématurée. Au vu de cela, le problème est de pouvoir améliorer la durée de vie des micro-soufflantes utilisées pour fournir des flux d'air enrichi en oxygène, voire de l'oxygène pur, en empêchant ou minimisant l'influence néfaste de l'oxygène sur les roulements, en particulier en limitant l'oxydation du lubrifiant desdits roulements par l'oxygène provenant 15 du flux de gaz enrichi en oxygène. La solution de l'invention est une micro-soufflante pour appareil de fourniture de gaz, typiquement un appareil ventilatoire médical, ou un ventilateur médical, comprenant : - un moteur électrique comprenant un axe rotatif et au moins un roulement 20 coopérant avec l'axe rotatif, le moteur étant agencé dans un boitier formant une enceinte creuse, c'est-à-dire un manchon, autour d'au moins une partie dudit moteur, - une roue à ailettes portée par l'axe rotatif du moteur, et - une volute creuse comprenant un compartiment interne dans lequel est agencée la roue à ailettes, la volute creuse surmontant ledit boitier, 25 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif générateur de débit gazeux agencé pour générer un débit gazeux au sein de l'enceinte creuse du boitier comprenant le moteur électrique et le ou les roulements. La solution de la présente invention permet de contrer l'impact négatif que pourrait avoir l'oxygène contenu dans le flux gazeux riche en oxygène généré par la micro- 30 soufflante et utilisé lors du traitement de certains patients, de manière à préserver, autant 3035456 3 que faire se peut, la durée de vie des roulements en évidant une oxydation trop rapide de leur lubrifiant, typiquement de la graisse qu'ils contiennent. Dans le cadre de la présente invention : - par flux gazeux « riche » ou « enrichi » en oxygène, on entend un gaz ou 5 mélange gazeux contenant une teneur en oxygène supérieure à celle de l'air ambiant, c'est-à-dire une teneur en oxygène supérieure à 22% en volume et pouvant aller jusqu'à 100% en volume d'oxygène (oxygène pur). Par exemple, de l'air enrichi en oxygène peut être obtenu par mélange d'air et d'oxygène pur jusqu'à obtenir une teneur souhaitée, par exemple d'au moins 30% en volume, voire d'au moins 50% en volume, voire même d'au 10 moins 70% en volume... - par flux gazeux « pauvre » ou « appauvri » en oxygène, on entend un gaz ou mélange gazeux contenant une teneur en oxygène inférieure ou égale à celle de l'air ambiant, c'est-à-dire une teneur en oxygène inférieure ou égale à 22% en volume. Ainsi, de l'air appauvri en oxygène peut être obtenu par exemple par élimination d'une partie de 15 l'oxygène qu'il contient ou ajout d'un autre gaz de dilution, en particulier de l'azote. Selon le cas, la micro-soufflante pour appareil de fourniture de gaz selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes: - le dispositif générateur de débit gazeux est conçu pour fonctionner indépendamment du moteur entrainant la roue à ailettes. 20 - le dispositif générateur de débit gazeux est fixé à la paroi périphérique entourant le boitier. - les roulements sont situés dans le corps du moteur. - le dispositif générateur de débit gazeux est fixé à la paroi périphérique entourant le boitier et en communication fluidique avec l'intérieur du boitier, c'est-à-dire l'enceinte 25 creuse du boitier, de manière à délivrer un débit gazeux au sein de l'enceinte creuse du boitier, lequel débit gazeux vient balayer tout ou partie du moteur électrique et empêcher ou minimiser l'entrée d'oxygène dans le corps du moteur où sont situés le ou les roulements. - le dispositif générateur de débit gazeux délivre un flux gazeux pauvre en 30 oxygène, typiquement de l'air ou de l'air appauvri en oxygène, par exemple de l'air additionné d'azote ou dépourvu d'une partie de l'oxygène qu'il contient. 3035456 4 - le boitier comprend au moins un orifice de sortie apte à évacuer hors de l'enceinte creuse du boitier du boitier, tout ou partie du débit de gaz généré par le dispositif générateur de débit gazeux. - le dispositif générateur de débit gazeux est un ventilateur d'air. 5 - la volute creuse comprend une volute inférieure et une volute supérieure assemblée l'une à l'autre et prenant la roue à ailettes en sandwich entre elles. - l'axe rotatif passe au travers d'un premier orifice aménagé dans la paroi de la volute inférieure. - l'axe rotatif passe au travers d'un second orifice aménagé dans la paroi 10 supérieure du corps du moteur. - la volute creuse comprend une entrée d'air, une entrée d'oxygène et une sortie de flux gazeux. - le moteur comprend plusieurs roulements, par exemple deux roulements, coopérant avec l'axe rotatif du moteur. 15 - les roulements sont agencés au sein du corps du moteur, ledit corps du moteur comprenant un passage traversé par l'axe rotatif du moteur. L'invention concerne aussi un appareil médical de fourniture de gaz comprenant une micro-soufflante selon l'invention. Selon le cas, l'appareil de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des 20 caractéristiques techniques suivantes : - l'appareil médical est un ventilateur médical d'assistance respiratoire. - il comprend des moyens de pilotage permettant de contrôler le débit d'air généré par le dispositif générateur de débit gazeux en fonction de la vitesse de rotation de l'axe rotatif du moteur de la micro-soufflante. 25 - l'appareil est de type CPAP (i.e. à pression continue) ou BiPAP (i.e. à deux niveaux de pression). L'appareil médical selon l'invention est destiné à traiter des pathologies respiratoires de tout type, en particulier apnée du sommeil, broncho-pneumopathie chronique obstructive ou BPCO, troubles liés à l'obésité... chez des patients humains, 30 adultes et/ou enfants.
3035456 5 En d'autres termes, l'invention porte aussi sur l'utilisation d'un appareil médical de fourniture de gaz comprenant une micro-soufflante selon l'invention, pour le traitement des pathologies respiratoires de tout type, en particulier apnée du sommeil, broncho-pneumopathie chronique obstructive ou BPCO, troubles liés à l'obésité... affectant des 5 patients humains. 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 : - La Figure 1 représente une vue dissociée d'un mode de réalisation d'une 10 micro-soufflante selon la présente invention, - La Figure 2 est une vue schématique en coupe de la micro-soufflante de la Figure 1 lorsqu'elle est assemblée, et La Figure 3 est une vue grossie d'une partie de la Figure 2.
15 La Figure 1 est une vue éclatée/dissociée d'un mode de réalisation d'une micro- soufflante 10 selon la présente invention conçue pour être utilisée dans un appareil médical d'assistance respiratoire, c'est-à-dire un ventilateur médical. Cette micro-soufflante 10 comprend un moteur électrique 3 avec un axe ou arbre rotatif 2 portant une roue à ailettes 1 solidaire de l'axe rotatif 2. Les rotations de l'axe 2 20 entrainent la roue à ailettes 1 en rotation, ce qui permet d'aspirer du gaz, tel de l'air ou de l'air enrichi en oxygène, et de générer un flux de gaz qui peut être envoyé vers un patient. Le moteur électrique 3 est agencé dans et protégé extérieurement par un boitier 7 formant une enceinte creuse 17 assurant un rôle de capotage ou carter externe, c'est-à- 25 dire formant un manchon autour du moteur 3. Les parois internes du boitier 7 sont espacées de quelques millimètres à quelques centimètres de la surface externe du corps 16 du moteur 7. La roue à ailette 1 est prise en sandwich entre deux demi-coques 4, 5, appelées volutes supérieure et inférieure, qui forment entre elles un compartiment interne 6 30 renfermant la roue à ailettes I. La volute supérieure 4 est généralement surmontée d'une âme acoustique et d'un pavillon (non montrés), ou peut intégrer ces éléments, alors que 3035456 6 la volute inférieure 5 surmonte le boitier 7 du moteur 3. Les volutes 4, 5 sont fixées l'une à l'autre de manière étanche, par exemple par collage ou analogue. L'axe rotatif 2 du moteur électrique 3 de la micro-soufflante 10 coopère avec des roulements 9 qui permettent de maintenir ou guider l'axe 2 pendant ses rotations, à 5 savoir ici un couple de roulements 9, et au sein du corps 16 du moteur, comme illustré en Figure 2. Le corps 16 du moteur 3 comprend en outre d'autres éléments classiques, comme des bobines ou aimants... permettant d'assurer les rotations de l'axe 2. Lors du fonctionnement de la micro-soufflante 10, de l'air ambiant est aspiré par l'entrée d'air 11 située ici au niveau de la volute supérieure 4, sous l'effet de la 10 dépression du à la force d'aspiration engendrée par les rotations de la roue à ailettes 2. Selon un autre mode de réalisation, l'entrée d'air 11 peut se situer aussi latéralement de manière à alimenter le compartiment 6 par le côté au lieu de l'alimenter par le haut. Par ailleurs, lorsque qu'il est nécessaire d'augmenter la teneur en oxygène de l'air fourni au patient pour obtenir de l'air enrichi en oxygène, par exemple de l'air contenant 15 plus de 30% en volume d'oxygène, voire plus de 50% en vol., on mélange à l'air aspiré de l'oxygène issu d'une source d'oxygène externe, telle une bouteille d'oxygène ou une ligne ou canalisation d'alimentation en oxygène. Dans certains cas, on utilise même de l'oxygène pur pour certains patients de façon ponctuelle. Le flux gazeux généré par la roue à ailettes 1 ressort de la volute 4, 5 par un 20 conduit de sortie 12 de gaz avant d'être acheminé jusqu'au patient à traiter, via par exemple un conduit de gaz flexible débouchant dans un masque respiratoire ou toute autre interface apte à délivrer du gaz aux voies aériennes du patient. Comme déjà expliqué, les fortes teneurs en oxygène sont un problème car, comme l'étanchéité entre la volute 4, 5 et le corps 16 du moteur 3 n'est pas parfaite 25 puisque l'axe rotatif 2 du moteur 3 traverse la paroi du corps 16 du moteur et de la volute inférieure 5, en passant par les ouvertures ou passages 14, 15 visibles sur la Figure 1. Il se produit alors des entrées d'oxygène à l'intérieur du corps 16 du moteur 3, l'oxygène se propageant le long de l'axe rotatif 2 du fait du différentiel de pression régnant entre l'intérieur de la volute 6, c'est-à-dire ou règne une pression P1, et l'intérieur 30 du corps 16 du moteur 3, où règne une pression P2 (= 1 atm), avec P1 > P2.
3035456 7 Ces entrées d'oxygène engendrent une usure prématurée du moteur 3 car elles conduisent à une oxydation de l'huile de lubrification des roulements 9 et leur détérioration plus ou moins rapide. Selon la présente invention, afin de limiter ou minimiser l'impact négatif de 5 l'oxygène sur la durée de vie des roulements 9 et ainsi augmenter la durée de vie globale de la micro-soufflante, on agence, au niveau du boitier 7 qui entoure le moteur 3, un dispositif générateur de débit gazeux 8, tel un ventilateur additionnel, permettant de générer un débit gazeux d'un gaz pauvre en oxygène au sein de l'enceinte creuse 17 du boitier ou enceinte 7 qui renferme le moteur électrique 3 et donc aussi les roulements 9.
10 Le gaz pauvre en oxygène peut être de l'air ambiant (22% en vol. d'oxygène) ou de l'air appauvri en oxygène (<22% en vol. d'oxygène), voire un flux d'un gaz inerte, comme de l'azote par exemple. Ce flux de gaz pauvre en oxygène va aller opérer un balayage gazeux du moteur 3 et chasser l'excès d'oxygène susceptible de pénétrer dans l'enceinte 7, ce qui 15 constitue alors une barrière gazeuse qui empêche ou minimise les entrées d'oxygène dans le corps 16 du moteur 3 qui est compris dans l'enceinte 7. Le dispositif générateur de débit gazeux 8 a donc une sortie de flux en communication fluidique avec l'intérieur du boitier 7. Il est avantageusement fixé à la paroi latérale du boitier 7 au sein de laquelle est aménagé un passage 13 pour le gaz 20 pauvre en oxygène issu du dispositif générateur de débit gazeux 8, comme illustré sur les Figures 1 et 2. De préférence, le dispositif générateur de débit gazeux 8 est un ventilateur d'air, par exemple un ventilateur à hélices ou pales prélevant de l'air ambiant qui est distribué dans le boitier 7, pour en chasser l'excès d'oxygène et éviter que celui-ci ne puisse 25 s'introduire dans le corps 16 du moteur 3 et venir au contact des roulements 9 et surtout oxyder les lubrifiants desdits roulements 9. En d'autres termes, ce ventilateur générateur de débit gazeux 8 génère un débit de gaz de rinçage dans le caisson 7 entourant le moteur 3 où règne la pression atmosphérique P2. Ce débit gazeux de rinçage pauvre en oxygène est important car il 30 permet de chasser l'oxygène du volume intérieur 17 du caisson 7 de sorte de minimiser la quantité d'oxygène qui peut entrer en contact avec le lubrifiant des roulements 9, 3035456 8 typiquement de l'huile de lubrification, agencés dans le corps 16 du moteur 3 et ainsi accroître la durée de vie des roulements 9 en évitant une détérioration oxydative du lubrifiant. Grâce au dispositif générateur de débit gazeux 8, on produit en fait une sorte 5 d'inertage de l'intérieur 17 du boitier 7 avec un flux de gaz pauvre en oxygène, c'est-à- dire de l'air ambiant (22% d'oxygène) ou de l'air appauvri en oxygène, c'est-à-dire dont la teneur en oxygène est inférieure à 22% en volume. Le débit de gaz de rinçage peut être ajusté pour être très élevé si l'on souhaite à la fois refroidir le moteur 3, c'est-à-dire évacuer les calories générer pendant le fonctionnement du moteur 3, et chasser le 10 surplus d'oxygène hors du caisson 7 contenant moteur 3. Le débit de gaz de rinçage peut être choisi de manière empirique via des tests de routine puisqu'il dépend notamment du type de moteur utilisé. Plus généralement, le dispositif générateur de débit gazeux 8 est conçu pour fonctionner indépendamment du moteur 3 entraînant la roue à ailettes 1. Il est alors 15 commandé par des moyens de pilotage de l'appareil médical, par exemple une carte électronique, en fonction de consignes entrées par l'utilisateur ou sur la base de préréglages. Le flux gazeux de rinçage est évacué du boitier 7 via un orifice de sortie de gaz. La Figure 3 permet de mieux comprendre comment le balayage gazeux selon 20 l'invention permet de combattre les entrées d'oxygène dans le corps 16 du moteur 3, qui interviennent normalement au niveau de l'axe 2 (flèche F). En l'absence de balayage gazeux, étant donné que la pression P1 générée du fait des rotations de la roue 2 agencée entre les volutes 4, 5, avec P1 >à P2 (1 atm), de l'oxygène peut s'infiltrer dans l'orifice ou passage 15 situé au centre de la paroi de la 25 volute inférieure 5 traversé par l'axe 2, puis dans l'espace 18 situé entre la volute inférieure 5 et la paroi supérieure 19 du corps 16 du moteur 3, et enfin s'introduire dans le corps 16 du moteur 3, via le passage 14 aménagé dans la paroi supérieure 19 du corps 16 qui est traversé par l'axe 2 du moteur 3, jusqu'à atteindre les roulements 9. Grâce à la présente invention, la mise en place d'un balayage gazeux dans le 30 volume interne 17 du boitier 7 entourant le moteur 3 permet d'évacuer tout ou partie de l'oxygène ayant pénétré dans ce boitier 7 via l'orifice 15 situé au centre de la paroi de la 3035456 9 volute inférieure 5 traversé par l'axe 2. L'oxygène ainsi évacué ne peut dès lors plus pénétrer dans le moteur 3 et y détériorer les lubrifiants des roulements 9. La durée de vie du moteur 3 s'en trouve alors améliorée. De façon générale, une micro-soufflante 10 selon l'invention a avantageusement 5 un poids de moins de 1 kg, typiquement moins de 800 g et un encombrement limité, à savoir une hauteur entre le bas du boitier 7 du moteur 2 et le dessus de la volute 4, 5 typiquement inférieure à 20 cm, voire inférieure à 15 cm. La micro-soufflante de la présente invention présente donc les avantages de : - préserver les roulements du moteur en minimisant la détérioration oxydative des 10 lubrifiants qu'ils contiennent grâce au balayage gazeux, - améliorer le refroidissement du moteur de la micro-soufflante grâce au balayage gazeux mis en oeuvre au moyen du ventilateur additionnel, - être de conception simple et de mise en oeuvre aisée, - fonctionner quelle que soit la vitesse de rotation de l'axe rotatif du moteur et donc 15 quel que soit le débit de gaz riche en oxygène généré car le débit d'air généré par le dispositif générateur de débit gazeux peut être contrôlé pour s'adapter à la vitesse de rotation de l'axe rotatif. Un appareil de ventilation médical incluant une micro-soufflante 10 selon l'invention peut être utilisé pour traiter des pathologies respiratoires de tout type, en 20 particulier apnée du sommeil, broncho-pneumopathie chronique obstructive ou BPCO, troubles liés à l'obésité... chez des patients humains, que ce soient des hommes ou des femmes, que ce soient des adultes ou des enfants.