FR3080440A1 - VENTILATION SYSTEM AND VENTILATION CENTER EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un système de ventilation comprenant, enfermé dans un caisson, un agencement moto-ventilateur qui comporte une roue de turbine (11) et un moteur électrique d'entrainement en rotation de la roue, et un dispositif de refroidissement (5) d'au moins une partie du moteur, pourvu d'un canal de refroidissement (17) dans lequel est disposée ladite partie du moteur et qui est parcouru par un flux d'air de refroidissement. Le système est caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (5) comprend un ventilateur additionnel (21) générateur d'un flux d'air de refroidissement à travers le canal de refroidissement (17) et ce dernier est adapté pour assurer l'aspiration et le rejet de l'air de refroidissement à l'extérieur du caisson, de façon séparée du flux d'air de ventilation engendré par la roue de turbine (11). L'invention est utilisable dans des centrales de ventilation.The invention relates to a ventilation system comprising, enclosed in a box, a motor-fan arrangement which comprises a turbine wheel (11) and an electric motor for rotating the wheel, and a cooling device (5). at least a part of the engine, provided with a cooling channel (17) in which is arranged said portion of the engine and which is traversed by a flow of cooling air. The system is characterized in that the cooling device (5) comprises an additional fan (21) generating a flow of cooling air through the cooling channel (17) and the latter is adapted to ensure the suction and rejecting the cooling air outside the box, separately from the flow of ventilation air generated by the turbine wheel (11). The invention can be used in ventilation units.

Description

[0001] L'invention concerne un système de ventilation comprenant, enfermé dans un caisson, un agencement moto-ventilateur qui comporte une roue de turbine et un moteur électrique entraînant en rotation la roue, et un dispositif de refroidissement d'au moins une partie du moteur, pourvu d'un canal de refroidissement dans lequel est disposée ladite partie du moteur et qui est parcourue par un flux d'air de refroidissement et une centrale de ventilation équipée d'un tel système de ventilation.The invention relates to a ventilation system comprising, enclosed in a box, a motor-fan arrangement which comprises a turbine wheel and an electric motor driving the wheel in rotation, and a device for cooling at least part of the engine, provided with a cooling channel in which is disposed said part of the engine and which is traversed by a flow of cooling air and a ventilation unit equipped with such a ventilation system.

[0002] Des centrales de ventilation de ce type sont déjà connues, par exemple par le document FR 3 035 457. Dans cette centrale connue, le caisson comprend une sortie d'air commune à l'évacuation du flux d'air de ventilation et du flux d'air de refroidissement. Le flux d'air de ventilation créé une dépression qui engendre le flux d'air de refroidissement dans le canal par aspiration à l'entrée du canal de l'air de l'environnement.Ventilation units of this type are already known, for example from document FR 3 035 457. In this known unit, the box comprises an air outlet common to the evacuation of the ventilation air flow and of the cooling air flow. The ventilation air flow creates a vacuum which generates the cooling air flow in the channel by suction at the entrance to the air channel of the environment.

[0003] Cette centrale connue présente l'inconvénient qu'elle ne permet pas un fonctionnement efficace dans des conditions sévères notamment d'incendie 1 où il faut assurer une extraction de l'air à 400°C, notamment en raison des flux de refroidissement dépendant du débit d'extraction de la centrale et des pertes de charge présentes en aval du rejet.This known plant has the disadvantage that it does not allow efficient operation under severe conditions including fire 1 where it is necessary to ensure an extraction of air at 400 ° C, especially due to the cooling flows depending on the extraction rate of the plant and the pressure losses present downstream of the discharge.

[0004] L'invention a pour but de pallier cet inconvénient.The invention aims to overcome this drawback.

[0005] Pour atteindre ce but, la centrale de ventilation selon l'invention est caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement comprend un ventilateur additionnel générateur d'un flux d'air de refroidissement à travers le canal de refroidissement et ce dernier est adapté pour assurer l'aspiration et le rejet de l'air de refroidissement à l'extérieur du caisson, de façon séparée du flux d'air de ventilation engendré par la roue de turbine.To achieve this goal, the ventilation unit according to the invention is characterized in that the cooling device comprises an additional fan generating a flow of cooling air through the cooling channel and the latter is suitable to ensure the suction and discharge of cooling air outside the box, separately from the ventilation air flow generated by the turbine wheel.

[0006] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le système à flux d'air en ligne, dans lequel le canal de refroidissement s'étend perpendiculairement au flux de ventilation à extraire, à travers le caisson, en s'ouvrant vers l'extérieur à ces deux extrémités.According to an advantageous characteristic of the invention, the in-line air flow system, in which the cooling channel extends perpendicular to the ventilation flow to be extracted, through the box, opening towards the outside at these two ends.

[0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal de refroidissement s'ouvre vers l'extérieur dans les parois latérales du caisson.According to another characteristic of the invention, the cooling channel opens towards the outside in the side walls of the box.

[0008] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le moteur d'entrainement en rotation de la roue de ventilation est monté sur une plaque de support qui traverse le canal de refroidissement de façon que la partie du moteur à refroidir se trouve à l'intérieur du canal de refroidissement.According to yet another characteristic of the invention, the motor for rotating the ventilation wheel is mounted on a support plate which passes through the cooling channel so that the part of the motor to be cooled is located at inside the cooling channel.

[0009] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le canal de refroidissement est formé par deux éléments de demi-canal dont l'un est disposé entre la roue de ventilation et la plaque de support du moteur, perpendiculairement à l'axe de la roue, tandis que l'autre élément de demi-canal est situé du côté extérieur de la plaque de support.According to yet another characteristic of the invention, the cooling channel is formed by two half-channel elements, one of which is disposed between the ventilation wheel and the motor support plate, perpendicular to the axis of the wheel, while the other half-channel element is located on the outside of the support plate.

[0010] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le ventilateur additionnel est disposé dans le canal de refroidissement, au niveau d'une extrémité de celui-ci.According to yet another characteristic of the invention, the additional fan is arranged in the cooling channel, at one end thereof.

[0011] Selon encore une autre caractéristiques de l'invention, le canal de refroidissement (17) est à double paroi, pourvu d'une isolation thermique.According to yet another characteristic of the invention, the cooling channel (17) is double walled, provided with thermal insulation.

[0012] La centrale de ventilation à simple ou double flux, est caractérisée en ce qu'elle comprend un système de ventilation disposée dans le flux d'air chaud à extraire.The ventilation unit with single or double flow, is characterized in that it comprises a ventilation system arranged in the flow of hot air to be extracted.

[0013] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels :The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly in the explanatory description which follows, made with reference to the appended drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which:

- les figures 1 et 2 sont deux vues en perspective différentes d'un agencement de motoventilateur et de dispositifs de refroidissement selon l'invention ;- Figures 1 and 2 are two different perspective views of an arrangement of fan motor and cooling devices according to the invention;

- la figure 3 est une vue de dessus de l'agencement selon l'invention ;- Figure 3 is a top view of the arrangement according to the invention;

- la figure 4 est une vue éclatée de l'agencement selon l'invention ;- Figure 4 is an exploded view of the arrangement according to the invention;

- la figure 5 est une vue en perspective d'une centrale de ventilation double flux, dont la paroi latérale est enlevée et qui est équipée d'un agencement de ventilation selon l'invention, etFIG. 5 is a perspective view of a double-flow ventilation unit, the side wall of which is removed and which is equipped with a ventilation arrangement according to the invention, and

- la figure 6 est une vue latérale de la centrale de la figure 5, sans la paroi latérale.- Figure 6 is a side view of the central of Figure 5, without the side wall.

[0014] Comme le montre les figures 1 à 4, un agencement de ventilation 1 selon l'invention comprend un groupe moto-ventilateur 3 et un dispositif 5 de refroidissement d'au moins une partie du moteur du groupe 3. L'agencement 1 est destiné à être monté dans un caisson non représenté sur ces figures, mais visible sur les figures 5 et 6.As shown in Figures 1 to 4, a ventilation arrangement 1 according to the invention comprises a motor-fan unit 3 and a device 5 for cooling at least part of the engine of group 3. The arrangement 1 is intended to be mounted in a box not shown in these figures, but visible in Figures 5 and 6.

[0015] Le groupe moto-ventilateur comprend essentiellement une embase 7 équipée d'un pavillon 9 d'aspiration d'air à extraire, une roue de turbine 11 et un moteur 13 d'entrainement en rotation de la roue 11, qui est montée sur une plaque de support 14. Cette dernière et l'embase 7, qui sont parallèles l'une à l'autre, sont reliées par quatre bras de support 15 de façon à former un cadre de support sensiblement parallélépipédique.The motor-fan unit essentially comprises a base 7 fitted with a pavilion 9 for extracting air to be extracted, a turbine wheel 11 and a motor 13 for driving the wheel 11 in rotation, which is mounted on a support plate 14. The latter and the base 7, which are parallel to each other, are connected by four support arms 15 so as to form a substantially parallelepipedic support frame.

[0016] Le dispositif de refroidissement 5 comprend essentiellement un canal de refroidissement 17, dans l'exemple représenté à section transversale rectangulaire et formé par deux éléments de demi canaux 18 et 19, ainsi qu'un ventilateur additionnel 21 qui est monté dans le canal 17, à une extrémité de celui-ci.The cooling device 5 essentially comprises a cooling channel 17, in the example shown with rectangular cross section and formed by two half-channel elements 18 and 19, as well as an additional fan 21 which is mounted in the channel 17, at one end of it.

[0017] Ce ventilateur a pour fonction d'aspirer de l'air frais de l'environnement et engendrer un flux d'air de refroidissement à l'intérieur du canal en le puisant sur les zones à refroidir du moteur, puis l'éjecter à l'extérieur à l'autre extrémité du canal. Le flux d'air de refroidissement est prévu pour au moins refroidir les éléments sensibles du moteur et notamment le boîtier indiqué en 23 qui renferme les composants électroniques du moteur.This fan has the function of sucking in fresh air from the environment and generating a flow of cooling air inside the channel by drawing it from the areas to be cooled from the engine, then ejecting it outside at the other end of the canal. The cooling air flow is provided to at least cool the sensitive elements of the engine and in particular the box indicated at 23 which contains the electronic components of the engine.

[0018] La vue éclatée de la figure 4 illustre, de façon détaillée, à titre d'exemple non limitatif, la structure du canal de refroidissement 17. On constate qu'un élément demi canal, à savoir l'élément 19, à section transversale en forme d'un U s'étend perpendiculairement à travers l'agencement de ventilation 1 en venant en appui par les bords libres de ses branches latérales 25 sur la face intérieure de la plaque de support 14 de moteur. Pour pouvoir traverser l'agencement, l'élément 19 est formé par deux parties symétriques désignées par les références 27 et 28 configurées et destinées à être introduites, dans la direction des flèches dans l'agencement 1 de façon que leurs bords intérieurs 29 viennent en contact l'un contre l'autre. Les bords en contact présentent chacun un évidement 30 permettant le passage de l'axe moteur 32 ou une partie du moteur, telle que le bobinage. On constate encore que les branches latérales 25 de chaque partie 27, 28 du demi canal a une découpe 34 permettant l'engagement dans cette découpe de la plaque de support 14. L'autre élément de demi-canal 18, également à section transversale en forme de U qui constitue l'élément extérieur du canal est assemblé à l'élément intérieur 19 en venant par ses branches latérales 35 en appui contre la face extérieure de la plaque de support de moteur et les bords libres de l'élément intérieur. Pour assurer une bonne isolation thermique, chaque élément de demi-canal est recouvert par un élément demi-canal correspondant alors extérieur, désigné par les références 38 pour l'élément de demi-canal interne 19, et 36 pour l'élément demi-canal extérieur 18. Les deux éléments de demi-canal de doublure 36 présentent la même configuration que les éléments de demi-canal internes 19. A chaque extrémité du canal de refroidissement de structure ainsi composite est prévue une plaque de fermeture 40 au centre de laquelle est découpée une lumière 41, et, associé à la plaque 40, un joint d'étanchéité 43. Le ventilateur additionnel est monté dans une extrémité du canal de refroidissement composite derrière la plaque de fermeture 40.The exploded view of Figure 4 illustrates, in detail, by way of non-limiting example, the structure of the cooling channel 17. It is found that a half-channel element, namely the element 19, in section transverse in the shape of a U extends perpendicularly through the ventilation arrangement 1 coming to bear by the free edges of its lateral branches 25 on the inner face of the engine support plate 14. To be able to pass through the arrangement, the element 19 is formed by two symmetrical parts designated by the references 27 and 28 configured and intended to be introduced, in the direction of the arrows in the arrangement 1 so that their inner edges 29 come into contact one against the other. The edges in contact each have a recess 30 allowing the passage of the motor axis 32 or a part of the motor, such as the winding. It can also be seen that the lateral branches 25 of each part 27, 28 of the half-channel has a cutout 34 allowing engagement in this cutout of the support plate 14. The other half-channel element 18, also of cross-section in U-shaped which constitutes the external element of the channel is assembled to the internal element 19 coming by its lateral branches 35 bearing against the external face of the engine support plate and the free edges of the internal element. To ensure good thermal insulation, each half-channel element is covered by a corresponding then external half-channel element, designated by the references 38 for the internal half-channel element 19, and 36 for the half-channel element. outside 18. The two lining half-channel elements 36 have the same configuration as the internal half-channel elements 19. At each end of the cooling channel of structure thus composite is provided a closure plate 40 in the center of which is cut a light 41, and, associated with the plate 40, a seal 43. The additional fan is mounted in one end of the composite cooling channel behind the closure plate 40.

[0019] Comme il a été énoncé plus haut, l'agencement de ventilation qui vient d'être décrit en se référant aux figures 1 à 4 est destiné à être placé dans un compartiment caisson 46 du caisson 45 d'une centrale de ventilation à double flux tel que représenté aux figures 5 et 6. La structure générale de ces centrales est connue du document FR 3 021 101. La centrale double flux et à flux d'air en ligne des figures 5 et 6 comprend un caisson 45 configuré pour permettre le passage d'un flux d'air frais 47 entre une entrée 49 et une sortie 51 et un flux d'air chaud à extraire 53 entre une entrée 55 et une sortie 57. Les deux flux passent par un échangeur de chaleur 59 à l'intérieur du caisson 45. On constate que le flux d'air frais 47 est aspiré par un ventilateur 61 situé du côté de la sortie de ce flux d'air frais. Le flux d'air à extraire 53 est aspiré dans le caisson et refoulé vers l'extérieur en 57 par un agencement de ventilation 1 selon l'invention qui est disposé du côté de la sortie 57 en-dessous de l'entrée d'air frais 49. Les lignes en traits interrompus qui symbolisent l'écoulement de ce flux d'air à extraire montrent que celui-ci entre par le pavillon d'aspiration 9, parallèlement à l'axe de la roue de turbine qui le refoule dans la direction axiale. Le flux est ensuite contraint par les parois, dont seulement les parois supérieure 63 et inférieure 64 sont représentées, du compartiment 46 qui loge cet agencement, de sortir en étant alors aligné avec le flux entrant.As was stated above, the ventilation arrangement which has just been described with reference to Figures 1 to 4 is intended to be placed in a box compartment 46 of the box 45 of a central ventilation double flow as shown in Figures 5 and 6. The general structure of these power plants is known from document FR 3 021 101. The double flow power plant and in-line air flow of Figures 5 and 6 comprises a box 45 configured to allow the passage of a flow of fresh air 47 between an inlet 49 and an outlet 51 and a flow of hot air to be extracted 53 between an inlet 55 and an outlet 57. The two streams pass through a heat exchanger 59 to l inside the box 45. It can be seen that the fresh air flow 47 is sucked in by a fan 61 located on the side of the outlet of this fresh air flow. The air flow to be extracted 53 is sucked into the box and discharged to the outside at 57 by a ventilation arrangement 1 according to the invention which is arranged on the side of the outlet 57 below the air inlet fresh 49. The dashed lines which symbolize the flow of this air flow to be extracted show that it enters via the suction horn 9, parallel to the axis of the turbine wheel which drives it back into the axial direction. The flow is then constrained by the walls, of which only the upper 63 and lower 64 walls are shown, of the compartment 46 which houses this arrangement, to exit while being aligned with the incoming flow.

[0020] Bien entendu, l'invention s'applique également à des centrales de ventilation simple flux.Of course, the invention also applies to single flow ventilation plants.

[0021] Il ressort des figures 5 et 6 de la centrale double flux que la conception de la centrale de ventilation selon l'invention évite que le flux d'air chaud à extraire 53 vienne en contact avec le flux de refroidissement s'écoulant à travers le canal de refroidissement 17 sous l'effet du ventilateur auxiliaire 21. Ce canal 17 qui englobe les éléments sensibles du moteur communique de part et d'autre avec l'extérieur de la centrale et s'étend perpendiculairement à la direction d'extraction de l'air à extraire 53. Le canal d'air est isolé afin que l'air de refroidissement ne soit pas réchauffé par l'air extrait pouvant atteindre 400°C dans la centrale. L'air de refroidissement est pris à l'extérieur de la centrale et rejeté également à l'extérieur loin du flux d'air chaud. Le flux d'air de refroidissement n'a pas d'impact sur le débit extrait de la centrale double flux et inversement. L'efficacité de refroidissement du ventilateur auxiliaire est indépendante de la pression créée par le ventilateur d'extraction de la centrale et le refroidissement est donc garanti. L'efficacité du refroidissement, conformément à l'invention, est indépendante de la vitesse de rotation de la turbine et de la perte de charge avale au rejet.It appears from Figures 5 and 6 of the dual flow power plant that the design of the ventilation unit according to the invention prevents the flow of hot air to be extracted 53 comes into contact with the cooling flow flowing at through the cooling channel 17 under the effect of the auxiliary fan 21. This channel 17 which includes the sensitive elements of the motor communicates on both sides with the outside of the plant and extends perpendicular to the direction of extraction of the air to be extracted 53. The air channel is insulated so that the cooling air is not heated by the extracted air which can reach 400 ° C in the plant. The cooling air is taken outside the plant and also discharged outside away from the hot air flow. The flow of cooling air has no impact on the flow extracted from the dual flow unit and vice versa. The cooling efficiency of the auxiliary fan is independent of the pressure created by the central exhaust fan and cooling is therefore guaranteed. The cooling efficiency, in accordance with the invention, is independent of the speed of rotation of the turbine and of the pressure drop downstream of the discharge.

[0022] Le refroidissement selon l'invention est piloté par une sonde de type thermocontact non représentée. Lorsque la température de l'air extrait atteint 60°C, le ventilateur auxiliaire de refroidissement se met en fonctionnement. Il n'y a donc pas de consommation électrique additionnelle lors de l'utilisation normale, c'est-à-dire hors extraction de gaz chauds en cas d'incendie, de la centrale.The cooling according to the invention is controlled by a thermocontact type probe not shown. When the temperature of the extract air reaches 60 ° C, the auxiliary cooling fan starts up. There is therefore no additional electrical consumption during normal use, that is to say excluding extraction of hot gases in the event of fire, from the power plant.

Claims (8)

1. Système de ventilation comprenant, enfermé dans un caisson, un agencement motoventilateur qui comporte une roue de turbine et un moteur électrique d'entrainement en rotation de la roue, et un dispositif de refroidissement d'au moins une partie du moteur, pourvu d'un canal de refroidissement dans lequel est disposée ladite partie du moteur et qui est parcouru par un flux d'air de refroidissement, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (5) comprend un ventilateur additionnel (21) générateur d'un flux d'air de refroidissement à travers le canal de refroidissement (17) et ce dernier est adapté pour assurer l'aspiration et le rejet de l'air de refroidissement à l'extérieur du caisson, de façon séparée du flux d'air de ventilation engendré par la roue de turbine (11).1. A ventilation system comprising, enclosed in a box, a fan-motor arrangement which comprises a turbine wheel and an electric motor for driving the wheel in rotation, and a device for cooling at least part of the engine, provided with: '' a cooling channel in which is disposed said part of the engine and which is traversed by a flow of cooling air, characterized in that the cooling device (5) comprises an additional fan (21) generating a flow of cooling air through the cooling channel (17) and the latter is adapted to ensure the suction and discharge of the cooling air outside the box, separate from the generated ventilation air flow by the turbine wheel (11). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est un système à flux d'air en ligne, dans lequel le canal de refroidissement (17) s'étend perpendiculairement au flux de ventilation à extraire, à travers le caisson, en s'ouvrant vers l'extérieur à ses deux extrémités.2. System according to claim 1, characterized in that it is an in-line air flow system, in which the cooling channel (17) extends perpendicular to the ventilation flow to be extracted, through the box, by opening outward at both ends. 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le canal de refroidissement (17) s'ouvre vers l'extérieur dans les parois latérales du caisson.3. System according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cooling channel (17) opens outwards in the side walls of the box. 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur (13) d'entrainement en rotation de la roue de ventilation (11) est monté sur une plaque de support (14) qui traverse le canal de refroidissement (17) de façon que la partie du moteur à refroidir se trouve à l'intérieur du canal de refroidissement.4. System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the motor (13) for rotating the ventilation wheel (11) is mounted on a support plate (14) which passes through the channel of cooling (17) so that the part of the engine to be cooled is inside the cooling channel. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le canal de refroidissement est formé par deux éléments de demi-canal (18, 19) dont l'un (19) est disposé entre la roue de ventilation (11) et la plaque de support (14) du moteur (13), perpendiculairement à l'axe de la roue, tandis que l'autre élément de demi-canal (18) est situé du côté extérieur de la plaque de support (14).5. System according to claim 4, characterized in that the cooling channel is formed by two half-channel elements (18, 19) one of which (19) is disposed between the ventilation wheel (11) and the plate support (14) of the motor (13), perpendicular to the axis of the wheel, while the other half-channel element (18) is located on the outside of the support plate (14). 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ventilateur additionnel (21) est disposé dans le canal de refroidissement (17), au niveau d'une extrémité de celui-ci.6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that the additional fan (21) is arranged in the cooling channel (17), at one end thereof. 7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le canal de refroidissement (17) est à double paroi, pourvu d'une isolation thermique.7. System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cooling channel (17) is double walled, provided with thermal insulation. 8. Centrale de ventilation à simple ou double flux, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de ventilation selon l'une des revendications 1 à 7, disposée dans le flux d'air chaud à extraire.8. Single or double flow ventilation unit, characterized in that it comprises a ventilation system according to one of claims 1 to 7, arranged in the flow of hot air to be extracted.
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