FR3110678A1 - Dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation destiné à un dispositif d’assistance à la respiration - Google Patents

Abstract

Titre : Dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation destiné à un dispositif d’assistance à la respiration [L’invention concerne un dispositif de refroidissement et d’assemblage (1) d’un module de ventilation (100) destiné à un dispositif d’assistance à la respiration, le module de ventilation comprenant un dispositif de ventilation, un moteur adapté pour entrainer à rotation un organe de ventilation du dispositif de ventilation pour générer une flux d’air d’aspiration, et un support moteur adapté pour fixer le moteur au dispositif de ventilation, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’encapsulage (10) destiné à lier le module de ventilation (100) à un compartiment (2) d’un boîtier du dispositif d’assistance à la respiration, et en ce que le dispositif d’encapsulage (10) comportant une empreinte (11) dont la conformation est assujettie à la géométrie du module de ventilation (100). Figure pour l’abrégé : Fig. 2]

Description

Dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation destiné à un dispositif d’assistance à la respiration

Le domaine de la présente invention concerne les dispositifs de ventilation destinés aux dispositifs d’assistance à la respiration. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte aux dispositifs d’assistance à la respiration destinés à être utilisés de manière invasive, pour des patients sédatés.

Les patients en détresse respiratoire nécessitent une assistance respiratoire afin d’assurer l’oxygénation de leurs tissus. Dans certains cas extrêmes, les patients sont endormis et les dispositifs d’assistance à la respiration mis en œuvre pour leur venir en aide sont appliqués avec des techniques invasives visant à forcer l’inspiration et l’expiration du patient. Dans ce contexte, les dispositifs d’assistance à la respiration actuellement utilisés comprennent classiquement au moins un dispositif de ventilation adapté pour générer un flux d’air qui peut être traité, par exemple par ajout d’oxygène, avant d’être dirigé vers un masque ou une sonde intubée pour ainsi assurer la respiration du patient.

Les dispositifs de ventilation comprennent au moins un moteur, par exemple un moteur électrique, adapté pour entrainer en rotation, un organe de ventilation par l’intermédiaire d’un arbre moteur. Il a été relevé qu’en cours de fonctionnement, le moteur tend à s’échauffer ce qui peut lui être dommageable. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens de refroidissement de ce moteur. Il a aussi été relevé que le bruit émis par le fonctionnement de l’organe de ventilation mais aussi du moteur dépasse un seuil admissible, le bruit émis étant par exemple d’une fréquence de comprise entre 500 et 8000 Hz. De manière particulière, il a été relevé certains bruits approximativement entre 650 et 700 Hz, d’autres entre 5 kHz et 6 KHz sachant que selon la vitesse de rotation du moteur, ces fréquences peuvent évoluer dans des plages de valeurs voisines. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens d’atténuation du bruit qui soit compatible avec les moyens de refroidissement mis en œuvre.

La dernière pandémie mondiale de COVID-19 a en outre mis en exergue le fait que les dispositifs d’assistance à la respiration actuellement mis en œuvre sont coûteux, complexes à réaliser et/ou nécessitent de faire appel à des sous-traitants qui détiennent les moules nécessaires pour la fabrication par injection de tel ou tel composant, et notamment pour la fabrication des dispositifs de ventilation. Dans ce contexte, il est impossible de produire des dispositifs d’assistance à la respiration en quantité suffisante pour répondre à une forte demande, notamment lorsque celle-ci explose, et qu’en outre le transport de marchandises est réduit, voire devient inexistant.

Il existe aujourd’hui un réel besoin d’améliorer les procédés de fabrication de ces dispositifs d’assistance à la respiration pour ainsi permettre une réponse rapide au besoin croissant. La présente invention s’inscrit dans ce domaine général en proposant de réaliser au moins une partie de ces dispositifs d’aide à la respiration par des procédés de fabrication additive, c’est-à-dire des procédés de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière, par empilement de couches successives, comme cela est le cas des procédés d’impression tridimensionnelle, qui mettent en œuvre des imprimantes 3D de plus en plus accessibles dans le commerce.

La présente invention s’inscrit dans ce contexte en proposant un dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation destiné à un dispositif d’assistance à la respiration, le module de ventilation comprenant un dispositif de ventilation, un moteur adapté pour entrainer à rotation un organe de ventilation du dispositif de ventilation pour générer un flux d’air d’aspiration, et un support moteur adapté pour fixer le moteur au dispositif de ventilation.

De manière particulière le dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation comprend un dispositif d’encapsulage destiné à lier le module de ventilation à un compartiment d’un boîtier du dispositif d’assistance à la respiration, le dispositif d’encapsulage comportant une empreinte dont la conformation est assujettie à la géométrie du module de ventilation.

De manière avantageuse, un tel dispositif d’encapsulage est réalisé dans un matériau déformable ce qui lui permet de participer au découplage vibratoire entre le module de ventilation et le compartiment dans lequel il est disposé.

De manière particulière encore, le compartiment peut être fixé au boîtier par l’intermédiaire d’un dispositif antivibratoire, notamment des cales en élastomère.

Le dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation selon l’invention peut comprendre au moins l’une des caractéristiques suivantes prises séparément ou en combinaison entre elles.

Selon une caractéristique de l’invention, l’empreinte délimite une chambre d’échange thermique en relation aéraulique avec le moteur situé à l’intérieur de cette chambre d’échange thermique afin de le refroidir par la circulation d’un flux d’air de refroidissement.

Selon une caractéristique de l’invention, le support moteur comprend une platine de fixation dans laquelle est disposée au moins une bague de centrage du moteur, la bague de centrage comprenant au moins un organe de guidage d’air rendant apte l’écoulement d’un flux d’air de refroidissement issu d’une partie d’un flux d’air d’aspiration généré par la rotation de l’organe de ventilation à proximité du moteur.

Selon une caractéristique de l’invention, le support moteur comprend un fourreau qui s’étend à distance axiale de la platine de fixation en étant relié à celle-ci par l’intermédiaire d’au moins un pontet de liaison, le fourreau étant notamment apte à recevoir une extrémité du moteur, l’empreinte étant disposée à recouvrement d’au moins la volute, de la platine de fixation, du fourreau et/ou du pontet de liaison.

Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif d’encapsulage comprend un conduit intérieur rendant apte la circulation du flux d’air de refroidissement, le conduit intérieur comprenant une entrée d’air située au niveau de l’empreinte, notamment à proximité du fourreau.

Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif d’encapsulage est réalisé par un empilement de plaques de mousse, et en ce que le conduit intérieur est réalisé par des découpes traversant des plaques adjacentes.

Selon une caractéristique de l’invention, le conduit intérieur comprend une sortie d’air située au niveau d’une des faces extérieures du dispositif d’encapsulage de telle sorte que le flux d’air de refroidissement est évacué à l’intérieur du boîtier du dispositif d’assistance à la respiration.

Selon une caractéristique de l’invention, le compartiment comprend une ouverture principale destinée à l’alimentation en air du dispositif de ventilation et d’un trou d’évent en relation aéraulique avec le conduit intérieur du dispositif d’encapsulage.

Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de refroidissement et d’assemblage comprend un dispositif de filtration du bruit en relation aéraulique avec la chambre d’échange thermique, notamment par l’intermédiaire d’une mousse acoustique.

Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de filtration du bruit comprend une enceinte, notamment de section transversale circulaire, des parois transversales d’extrémité, la mousse acoustique étant disposée à l’intérieur de l’enceinte, la mousse acoustique comportant un canal interne d’évacuation du flux d’air de refroidissement en relation aéraulique avec des trous d’évent ménagés dans chacune des parois transversales d’extrémité du dispositif de filtration du bruit.

Selon une caractéristique de l’invention, la mousse acoustique comprend en outre un passage, notamment un passage central, dans lequel est disposé un tube principal perforé par lequel l’organe de ventilation du dispositif de ventilation est apte à aspirer de l’air.

Selon une caractéristique de l’invention, le canal interne est une rainure réalisée au niveau d’un plan de coupe longitudinale de la mousse acoustique.

Selon une caractéristique de l’invention, le flux d’air de refroidissement et le flux d’air d’aspiration circulent à contre-courant à l’intérieur du dispositif d’encapsulage.

Selon une caractéristique de l’invention, le flux d’air de refroidissement et le flux d’air d’aspiration circulent à contre-courant à l’intérieur du dispositif de filtration du bruit, notamment à l’intérieur d’une mousse acoustique.

Un objet de la présente invention concerne ainsi un dispositif d’assistance à la respiration comportant un boîtier dans lequel sont agencés au moins un module de ventilation, un dispositif de filtration du bruit, un compartiment destiné au module de ventilation, qui se caractérise par le fait qu’il comprend un dispositif de refroidissement et d’assemblage du module de ventilation ayant l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, à titre indicatif, en relation avec les différentes vues de l’invention illustrées sur les figures suivantes :

la figure 1 illustre, en perspective, un dispositif de refroidissement et d’assemblage d’un module de ventilation destiné à un dispositif d’assistance à la respiration, selon l’invention.

la figure 2 illustre, en perspective, un mode de réalisation préféré du dispositif de refroidissement et d’assemblage de l’invention.

la figure 3 illustre, en perspective, une coupe transversale du dispositif de refroidissement et d’assemblage de la figure 2, selon l’invention.

la figure 4 illustre, en perspective, le dispositif des figures 2 et 3, selon une coupe longitudinale du dispositif des figures 2 et 3, mettant en évidence le module de ventilation disposé dans un dispositif d’encapsulage, selon l’invention.

la figure 5 illustre, en perspective, selon une coupe longitudinale partielle d’une variante de réalisation du dispositif de refroidissement et d’assemblage, mettant en évidence le module de ventilation disposé dans un dispositif d’encapsulage, selon l’invention.

la figure 6 illustre, en perspective, le compartiment dans lequel est agencé le dispositif d’encapsulage de la figure 5.

la figure 7 illustre selon une vue en coupe longitudinale, le module de ventilation disposé à l’intérieur du dispositif d’encapsulage de la figure 5.

la figure 8 illustre, selon une vue en perspective, un dispositif de filtration du bruit appartenant un dispositif de refroidissement et d’assemblage, selon la variante de réalisation de la figure 5.

la figure 9 illustre en perspective, une coupe longitudinale du dispositif de filtration du bruit de la figure 8.

la figure 10 illustre, en perspective, un module de ventilation des figures 4 et 5 tel qu’il est respectivement disposé dans les dispositifs de refroidissement et d’assemblage précédemment illustrés, selon l’invention.

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

Sur les figures, les dénominations longitudinale, transversale, latérale, gauche, droite, dessus, dessous, se réfèrent à l'orientation, dans un trièdre L, V, T d’un dispositif de ventilation 100 selon l’invention. Dans ce repère, un axe longitudinal L représente une direction longitudinale, un axe transversal T représente une direction transversale, et un axe vertical V représente une direction verticale de l’objet considéré. Dans ce repère, une coupe transversale correspond à une coupe réalisée selon un plan transversal, c’est-à-dire un plan dans lequel s’inscrivent l’axe transversal T et l’axe vertical V du trièdre. Une coupe longitudinale désigne quant à elle une coupe réalisée selon un plan longitudinal, c’est-à-dire un plan dans lequel s’inscrivent l’axe longitudinal L et l’axe vertical V.

La figure 1 illustre, de manière schématique, un dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 d’un module de ventilation 100 selon l’invention, vu en perspective, dont la particularité de conception permet d’évacuer des calories tout en assurant une fixation et une absorption des vibrations issues du fonctionnement du module de ventilation 100.

Le module de ventilation 100 représenté sur les figures 4, 5 et 10 comprend un moteur 200, notamment un moteur électrique nécessitant un refroidissement. Selon l’invention, un tel refroidissement est opéré par le biais d’un échange thermique avec un flux d’air de refroidissement. Les moyens de mise en œuvre pour générer le flux d’air de refroidissement seront présentés en détails par la suite, en référence au mode de réalisation illustré sur la figure 10.

La figure 10 illustre, en perspective, un module de ventilation 100 comprenant un dispositif de ventilation 110, un moteur 200, un support moteur 120. Le support moteur 120 comprend une platine 121 au moins une volute 111 qui reçoit un organe de ventilation adapté pour être entraîné en rotation par un moteur 200. Par exemple, le moteur 200 peut être un moteur électrique et comprendre au moins un stator et au moins un rotor, ce rotor étant susceptible de tourner à l’intérieur du stator par un entraînement électromagnétique généré par alimentation électrique d’une bobine montée sur le stator. Plus particulièrement, ce rotor est lié en rotation à un arbre moteur, qui est configuré pour former saillie hors d’un carter du moteur et qui est lui-même lié en rotation avec un organe de ventilation, notamment une roue à aubes, d’un dispositif de ventilation. Autrement dit, l’organe de ventilation est plus particulièrement adapté pour être entrainé en rotation par cet arbre moteur. Le moteur 200 et l’arbre moteur , s’étendent selon un axe d’extension principal X parallèle à l’axe longitudinal L du trièdre illustré. L’organe de ventilation étant entrainé en rotation par l’arbre moteur, on comprend que cet axe d’extension principal X du moteur forme également un axe de rotation de l’organe de ventilation.

En tournant, l’organe de ventilation génère une force d’aspiration FA, aspirant l’air extérieur dans le module de ventilation 100 par une entrée d’air 101 présente sur une face avant 113 de la volute 111 du dispositif de ventilation 110. Tel que représenté, cette entrée d’air 101 est axiale, c’est-à-dire qu’elle s’étend, majoritairement, selon un axe parallèle à l’axe de rotation de l’organe de ventilation, c’est-à-dire parallèle à l’axe d’extension principal X du moteur. L’air extérieur ainsi aspiré est expulsé par une sortie d’air 102 radiale, c’est-à-dire que cette sortie d’air 102 s’étend, majoritairement, selon un axe qui s’inscrit dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation de l’organe de ventilation, ici d’axe vertical V et de direction vers le bas. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation et que l’entrée d’air 101 et la sortie d’air 102 pourraient être agencées différemment sans sortir du contexte de la présente invention.

Le module de ventilation 100 comprend également au moins une support moteur 120 adapté pour recevoir le moteur 200. Ce support moteur 120 comprend au moins une platine de fixation 121 fixée à la volute 111 du dispositif de ventilation 110 et au moins un fourreau 122 adapté pour recevoir, au moins partiellement, le moteur 200. Le fourreau 122 s’étend à distance de la platine de fixation 121 en étant relié à celle-ci par l’intermédiaire d’au moins un pontet 124. Avantageusement, ce fourreau 122 peut être fermé, à son extrémité longitudinale opposée à la platine de fixation, par un bouchon.

Le dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 de l’invention comprend un dispositif d’encapsulage 10 visible sur les figures 1 à 7. L’encapsulage consiste en un moyen permettant d’entourer en quasi intégralité le module de ventialtion 100. Pour ce faire, le dispositif d’encapsulage 10 est réalisé à partir d’une mousse dans laquelle est réalisée au moins une empreinte 11.

De manière préférentielle, l’empreinte 11 du dispositif d’encapsulage 10 vient à recouvrement de la volute 111, de la platine de fixation 121, du fourreau 122 et des pontets de liaison 124. Du fait de l’espace radial entre le moteur 200 et les pontets de liaison 124, le recouvrement des pontets de liaison 124 par le dispositif d’encapsulage créé une chambre d’échange thermique 14 entourant le moteur. Le dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 permet ainsi avantageusement la circulation d’un flux d’air de refroidissement entre la platine de fixation 121 et le fourreau 122, c’est-à-dire dans une zone du dispositif de ventilation dans laquelle est disposé le moteur 200 à refroidir.

Afin de permettre leur fixation l’une par rapport à l’autre, la volute 111 et la platine de fixation 121 peuvent par exemple comprendre chacune un fut 123 percé d’un trou, l’un étant fileté et les trous étant configurés pour être agencés en regard l’un de l’autre lors de l’assemblage de la volute 111 contre la platine de fixation 121, de sorte à coopérer avec une même vis. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation et que tout autre moyen de fixation connu et compatible avec l’invention peut être utilisé sans sortir du contexte de la présente invention. Optionnellement, la volute 111 peut également comprendre au moins une patte de centrage 114, avantageusement une pluralité de pattes de centrage 114, qui participe au centrage du support moteur 120 par rapport à la volute 111.

Dans l’exemple illustré, le support moteur 120 comprend une pluralité de pontets 124, qui s’étendent chacun, tel qu’évoqué précédemment, entre la platine de fixation 121 et le fourreau 122. Les pontets 124 sont répartis angulairement autour de l’axe X, préférentiellement de manière équidistante, pour former des accès radiaux au moteur 200.

L’organe de ventilation étant reçu dans la volute 111 du dispositif de ventilation 100, on comprend que pour permettre la liaison mécanique entre cet organe de ventilation et l’arbre moteur, un orifice de passage, traversé par l’arbre moteur, est ménagé dans la platine de fixation. Avantageusement, cet orifice de passage est ménagé dans une zone centrale de la platine de fixation 121.

Afin d’assurer qu’un flux d’air continu et homogène soit expulsé par la sortie d’air 102, il est important que la rotation de l’organe de ventilation ne soit pas gênée à l’intérieur de la volute 111, et que l’espace ménagé autour de l’organe de ventilation pour permettre sa rotation soit sensiblement homogène dans chaque zone de la volute 111. Plus particulièrement, la position de l’organe de ventilation dans la volute 110 est assurée pour qu’un espace axial soit sensiblement le même en amont et en aval de l’organe de ventilation, c’est-à-dire ici du côté de l’entrée d’air 101 et du côté du support moteur 120, et pour qu’un espace radial ménagé entre l’organe de ventilation et les parois de la volute 110 soit sensiblement constant sur tout le pourtour de l’organe de ventilation.

La position de l’organe de ventilation est notamment assurée par une position fiable du moteur 120 qui comprend à cet effet au moins un moyen de centrage du moteur 200 et de l’arbre moteur correspondant.

Dans l’exemple illustré sur la figure 10, le support moteur 120 comprend un premier moyen de centrage qui prend la forme d’une bague de centrage 130 et un deuxième moyen de centrage qui prend la forme d’un anneau de centrage 140. Il est entendu que ce qui va être décrit par la suite pourrait être mis en œuvre avec un organe de centrage formé uniquement de la bague de centrage 130, c’est-à-dire avec un support moteur 120 dépourvu de l’anneau de centrage 140. Tel que représenté, le moteur 200, et notamment le carter à l’intérieur duquel s’étendent le stator et le rotor lié en rotation à l’arbre moteur, traverse à la fois la bague de centrage 130 et l’anneau de centrage 140.

Les organes de centrage 130, 140 seront décrits plus en détails ci-après.

Le support moteur 120 est une pièce monobloc, c’est-à-dire qu’au moins les organes de centrage 130, 140, la platine de fixation 121, le fourreau 122 et les pontet 124 forment un unique ensemble qui ne peut être séparé sans entrainer la détérioration d’au moins l’un de ces éléments. Avantageusement, le support moteur 120 peut être obtenu par fabrication additive, c’est-à-dire par tout procédé de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière, par empilement de couches successives. Par exemple, le support moteur 120 peut être réalisé par impression tridimensionnelle. L’utilisation de ce genre de procédé de fabrication permet de réaliser l’intégralité du support moteur 120 en une seule étape. En outre, de tels procédés de fabrication permettent avantageusement de se passer de la réalisation préalable de moules, généralement coûteux à produire.

La bague de centrage 130 comprend un organe de guidage d’air, et plus particulièrement un tel organe de guidage d’air est situé au niveau d’une circonférence interne de cette bague de centrage 130, c’est-à-dire une partie de cette bague de centrage 130 tournée vers le moteur 200 lorsque celui-ci est inséré dans la bague de centrage. La circonférence interne de la bague de centrage 130 est ainsi formée par les faces internes des languettes élastiques. Cet organe de guidage d’air est avantageusement conçu pour dévier au moins une partie du flux d’air présent dans la volute 111 et généré par la rotation de l’organe de ventilation, et pour acheminer cette partie du flux d’air hors de la chambre interne de la volute 111 dans laquelle évolue à rotation l’organe de ventilation, puis de diffuser cet air le long du moteur.

L’organe de guidage d’air est calibré de manière à ce que le flux d’air dirigé vers le moteur soit suffisant pour obtenir un échange de calories maintenant le moteur dans un mode de fonctionnement nominal, avant d’être évacué hors du module de ventilation 100 par le dispositif de refroidissement et d’assemblage de l’invention, tel qu’il va être détaillé par la suite.

L’organe de guidage permet avantageusement de capter une quantité du flux d’air aspiré par le dispositif de ventilation 110 afin de maintenir le moteur 200 à une température optimale de fonctionnement, évitant ainsi toute détérioration. Cette partie du flux d’air captée par l’organe de guidage est appelée, dans la suite de la description « flux d’air de refroidissement ». On comprend que la quantité d’air présente dans le flux d’air qui entre dans le dispositif de ventilation est donc supérieure à la quantité d’air qui quitte le dispositif de ventilation par la sortie d’air de la volute, la différence entre ces deux quantités d’air correspondant à la quantité d’air du flux de refroidissement, c’est-à-dire la quantité d’air déviée par l’organe de guidage et utilisée pour le traitement thermique du moteur. Il convient de noter que, afin de ne pas pénaliser la fonction de ventilation et de générer un flux d’air en sortie de la volute en adéquation avec le rendement du moteur, la quantité d’air correspondant au flux d’air de refroidissement est faible par rapport à la quantité d’air quittant le dispositif de ventilation par la sortie d’air 102. Par exemple, on pourra prévoir que la quantité d’air déviée présente un débit nominal avoisinant les 10 litres/mn sachant que l’organe de guidage d’air peut aussi être calibré afin de permettre un débit d’environ 20 litres/mn, voire une quantité d’air encore plus élevée au besoin.

Selon un exemple de réalisation de l’invention, l’organe de guidage peut être un canal formé dans l’épaisseur de la bague de centrage 130, au niveau de sa circonférence interne. Selon un exemple de réalisation particulier, l’organe de guidage 150 peut comprendre autant de canaux que la bague de centrage 130 comprend de languettes élastiques encerclant le moteur 200, chaque canal étant alors préférentiellement formé sur la face interne de l’une de ces languettes élastiques faisant ainsi face directement au stator du moteur.

Le dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 comprend des moyens mis en œuvre pour évacuer les calories issues du fonctionnement du module de ventilation 100 et plus particulièrement du moteur électrique 200 qu’il contient. Il convient en effet d’évacuer cet air afin de ne pas transférer ces calories dans l’air destiné à être aspiré par un patient. Compte tenu de la destination du module de ventilation 100 à un dispositif d’assistance à la respiration d’un patient, l’air chauffé par le fonctionnement du moteur doit être évaucué hors du circuit d’aspiration d’air du patient. C’est pour cela que le dispositif de refroidissement et d’assemblage de l’invention propose une solution visant à diffuser l’air chauffé directement à l’intérieur du boîtier du dispositif d’assistance à la respiration qui contient le module de ventilation, ce boîtier étant pourvu de moyen d’extraction d’air vers l’extérieur.

Le flux d’air de refroidissement chauffé par le moteur 200 doit en effet être évacué hors du module de ventilation 100. Pour ce faire, l’invention propose un dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 qui s’articule essentiellement autour d’un principe d’encapsulage du module de refroidissement 100.

Par la suite, les figures 1 à 4 sont associées à un mode de réalisation préféré du dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 tandis que les figures 5 à 9 représentent une variante de réalisation du dispositif de refroidissement et d’assemblage.

Sur les figures 1 à 4, le dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 comprend un dispositif d’encapsulage présentant à une empreinte 11 conformée selon la géométrie du module de refroidissement 100. En d’autres termes, cela signifie que l’empreinte 11 est réalisée en tenant compte de la forme du module de refroidissement 100 de manière à ce qu’elle épouse le galbe du dispositif de ventilation 110 et du support moteur 120. L’empreinte 11 forme ainsi un écrin dans lequel le module de ventilation 100 est immobilisé.

Le dispositif d’encapsulage 10 est préférentiellement réalisé par l’assemblage de couches successives de plaques de mousse. Ainsi, cette variante de réalisation permet de créer un stratifié de plaques de mousse rapportées les unes contre les autres afin de former le dispositif d’encapsulage 10 du module de ventilation 100. La fabrication de l’empreinte 11 est facilité car la découpe nécessaire à la réalisation de l’empreinte peut se faire en traversant l’épaisseur d’une plaque de mousse. Le dispositif d’encapsulage 10 comprend un empilement de plusieurs plaques de mousse, comme cela est visible à la figure 3. A titre d’exemple, un tel empilement peut comprendre un nombre de plaques compris entre 5 et 15, préférentiellement 10, pour une épaisseur comprise entre 10 et 30 mm, préférentiellement 20 mm. L’empilement est maintenu à l’intérieur du compartiment 2, notamment par les pattes de retenue 29.

Ainsi, certaines plaques du dispositif d’encapsulage 10 sont empillées afin de créer un support dans lequel l’empreinte 11 est pour partie faconnée, puis le module de ventilation 100 est positionné contre cette partie d’empreinte 11. Viennent ensuite par empilement les autres plaques du dispositif d’encapsulage 10 afin d’enfermer intégralement le module de ventilation 100 à l’intérieur de l’empreinte 11. Ainsi l’assemblage du dispositif d’encapsulage 10 consiste en des étapes de positionnement à superposition de plaques de mousse prédécoupées, à l’intérieur du compartiment 2 qui sera décrit en détails par la suite.

Les figures 1 à 4 illustrent un dispositif d’encapsulage 10 positionné dans un compartiment 2 délimité par des parois avant 25, supérieure 27, arrière 26 et latérales 29. L’un des parois latérales peut être pleine de sorte qu’elle forme avec les autres parois qui lui sont directement adjacentes un boitier. Sur les figures 1 à 3, les côtés latéraux gauche et droit du compartiment sont ouverts. De manière avantageuse, les bords latéraux des parois avant 25 et arrière 26 comprennent des pattes de retenue 29 pliables de sorte qu’une fois les pattes dans leur position pliée, ces pattes de retenue 29 sont des butées au déplacement transversal du dispositif d’encapsulage 10. Préférentiellement, les pattes de retenue 29 sont pliées une fois le dispositif d’encapsulage portant le module de refroidissement 100 est placé à l’intérieur du compartiment 2. Du fait de la présence de ces parois, le compartiment encercle la mousse du dispositif d’encapsulage 10 par chacun de ces côtés.

Le compartiment 2, et par la même occasion le dispositif d’encapsulage 10 sont sensiblement de profil extérieur rectangulaire. La mousse formant le dispositif d’encapsulage comprend une face extérieure au travers de laquelle débouche un conduit intérieur 4 réalisé par la mise en relation d’ouvertures pratiquées au travers des plaques de mousse du dispositif d’encapsulage 10. Le conduit intérieur 4 est en relation aéraulique avec une chambre thermique 14 située à proximité du moteur et une ouverture de sortie 40 débouchant au travers de la face latérale gauche. Le conduit intérieur 4 débouche ainsi hors du dispositif d’encapsulage 10. Préférentiellement, le conduit intérieur 4 comprenant une entrée d’air située au niveau de l’empreinte 11, plus particulièrement au niveau de la chambre d’échange 14 et à proximité du fourreau 122, de telle sorte que le flux d’air de refroidissement circule autour du moteur, notamment depuis la platine de fixation 121 jusqu’au fourreau 122 pour échanger thermiquement avec le moteur, puis circule au travers du conduit intérieur 4 avant d’être évacué au travers de l’ouverture de sortie 40.

L’ouverture de sortie 40 débouche sur l’une des plaques d’extrémité formant le dispositif d’encapsulage 10. Selon une conception alternative non représentée, le conduit intérieur 4 débouche au travers de deux ouvertures de sortie 40 disposées respectivement au travers de chaque plaque d’extrémités opposées dont l’une des faces est orientée vers l’extérieur du dispositif d’encapsulage 10.

Sur la figure 3, l’air aspiré par la mise en fonctionnement du module de ventilation 100 est représenté par la flèche positionnée au niveau d’un conduit principal 5 en relation aéraulique avec le dispositif de ventilation 110.

Les plaques de mousse ou blocs de mousse 13 comprennent en outre une autre ouverture qui délimite un conduit principal 5 par lequel l’air aspiré est orienté vers d’autres éléments constituant le circuit d’alimentation en air ou d’aspiration d’un patient. A titre d’exemple, ce circuit peut comprendre un dispositif de filtration du bruit, notamment un dispositif amont de filtration du bruit ou un dispositif aval de filtration du bruit, voire ces deux dispositifs. Puis que le dispositif d’encapsulage a pour effet de rompre les ponts de transmission des vibrations, leur connexion aéraulique avec les éléments adjacents du circuit d’aspiration s’effectue par des manchons 6 et/ou 7. A titre d’exemple, au moins l’un d’entre les dispositifs amont et aval de filtration du bruit 30 sont respectivement du type d’un silencieux conçu pour absorber les fréquences sonores. Par exemple, un silencieux est apte à absorber des fréquences sonores comprises entre 500 et 8 kHz, plus particulièrement des fréquences sonores situées aux environs de 650 Hz à 700 Hz, mais aussi aux environs de 5 kHz à 6 kHz. Compte tenu ces fréquences étant variables en fonction de la vitesse de rotation du moteur, et sont principalement émises par le fonctionnement du module de ventilation 10.

Le dispositif d’encapsulage 10 ayant pour fonction d’absorber les vibrations issues du fonctionnement du module de ventilation 100, la liaison mécanique avec le ou les dispositifs amont et/ou aval de filtration du bruit est réalisée par des manchons, notamment un manchon ayant un profil de soufflet, qualifié également de manchon accordéon réalisé dans une matière plastique souple. Le conduit principal 5 est de préférence cylindrique et reçoit ainsi un manchon 6 ou 7, qui est notamment réalisé en matière plastique souple, tel qu’un silicone médical de 20 à 40 shores afin d’assurer un découplage vibratoire.

De manière avantageuse, le circuit interne 4 contourne le conduit principal 5 afin d’améliorer l’absorption des vibrations par le dispositif d’encapsulation 10.

Selon une variante de réalisation du dispositif d’encapsulage 10, ce dernier est réalisé par l’assemblage de deux demi-coquilles qui coopèrent par complémentarité de forme avec des éléments extérieurs, notamment les pièces formant un support délimitant un compartiment pour le positionnement du module de ventilation 100, et des éléments intérieurs, tel le module de ventilation 100. La variante de réalisation est illustrée aux figures 5 à 7 et consiste en un dispositif d’encapsulage comprenant deux demi-coquilles 13. De manière sensiblement analogue à l’assemblage précédemment décrit, le module de ventilation 100 est d’abord positionné dans l’empreinte 11 d’une des deux coquilles 12, 13, puis la seconde coquille est rapportée afin d’enfermer le module de ventilation 100 à l’intérieur de l’empreinte 11 du dispositif d’encapsulage 10.

La variante de réalisation du dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 comprend deux coquilles jointes par leur plan de coupe médian par rapport à une empreinte 11 conformée selon la géométrie du module de refroidissement 100. En d’autres termes, cela signifie que l’empreinte 11 est réalisée en tenant compte de la forme du module de refroidissement 100 de manière à ce qu’elle épouse le galbe du dispositif de ventilation 110 et du support moteur 120, en ce sens que chacune des coquilles coopèrent par complémentarité de forme avec des éléments. L’empreinte 11 forme ainsi un écrin dans lequel le module de ventilation 100 est immobilisé.

Ainsi, le module de ventilation 100 est d’abord positionné dans l’empreinte d’une des deux coquilles 12, 13, puis la seconde coquille est rapportée afin d’enfermer le module de ventilation 100 à l’intérieur de l’empreinte 11 du dispositif d’encapsulage 10.

Les figures 5 à 7 illustrent un conduit intérieur 4 réalisé dans la demi-coquille 13 du dispositif d’encapsulage 10. Le conduit intérieur 4 est en relation aéraulique avec une chambre thermique 14 à un côté du dispositif d’encapsulage 10, notamment un côté avant 15 de profil sensiblement plan. Le conduit intérieur 4 débouche ainsi hors du dispositif d’encapsulage 10. Préférentiellement, le conduit intérieur 4 comprenant une entrée d’air située au niveau de l’empreinte, plus particulièrement à proximité du fourreau 122, de telle sorte que le flux d’air de refroidissement circule autour du moteur, notamment depuis la platine de fixation 121 jusqu’au fourreau 122 pour échanger thermiquement avec le moteur, puis circule au travers du conduit intérieur 4.

Compte tenu du bruit de fonctionnement du module de ventilation 100, le dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 peut comprendre un dispositif de filtration du bruit 30, représenté en figure 8. Avantageusement, un tel dispositif de filtration du bruit 30 est du type d’un silencieux, en ce sens qu’il comprend une enceinte 31, à l’intérieure de laquelle est disposée une mousse acoustique36. Par mousse acoustique, on entend une mousse ayant comme caractéristique d’absorber les fréquences sonores comprises entre 0.5 et 8 kHz, plus particulièrement des fréquences sonores situées aux environs de 650 à 700Hz, mais aussi aux environs de 5 kHz à 6 kHz, ces fréquences étant variables en fonction de la vitesse de rotation du moteur, et sont principalement émises par le fonctionnement du module de ventilation 10.

Sur la figure 6, la sortie du conduit intérieur 4 est représentée à proximité de l’entrée 101 du dispositif de ventilation 110. L’entrée 101 du dispositif de ventilation est délimitée par une ouverture principale 21 réalisée au niveau du compartiment 2, au travers de laquelle le flux d’air aspiré par l’organe de ventilation est apte à circuler. La sortie du conduit intérieur 4 est en relation aéraulique avec un trou d’évent 22 réalisé sur le compartiment 2.

Le compartiment 2 peut être réalisé à partir d’une plaque d’acier pliée afin de délimiter les parois avant 25, arrière 26, supérieure 27 et inférieure 28 contre chacune desquelles les deux demi-coquilles 13 et 14 assemblées du dispositif d’encapsulage 10 sont aptes à venir en appui. Les côtés latéraux gauche et droit du compartiment sont ouverts. De manière avantageuse, les bords latéraux des parois avant 25 et arrière 26 comprennent des pattes de retenue 29 pliables de sorte qu’une fois les pattes dans leur position pliée, ces pattes de retenue 29 sont des butées au déplacement transversal du dispositif d’encapsulage 10. Préférentiellement, les pattes de retenue 29 sont pliées une fois le dispositif d’encapsulage portant le module de refroidissement 100 est placé à l’intérieur du compartiment 2.

Les figures 5 et 6 illustrent un tel dispositif de filtration du bruit 30, représenté de trois quart avant. L’enceinte 31 présente un profil cylindrique creux, de section transversale sensiblement circulaire. Les extrémités avant et arrière de l’enceinte 31 sont fermées respectivement par des parois transversale d’extrémités 32, 33.

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, la paroi d’extrémité avant 32 comprend une portion transversale intérieure discoïde 321 et une portion transversale extérieure 322 de fermeture en saillie longitudinale de laquelle est disposée une protubérance 323 destinée préférentiellement à la fixation du dispositif de filtration du bruit 30 au boîtier du dispositif d’assistance à la respiration. Les portions transversales intérieure discoïde 321 et extérieure 322 de fermeture sont sensiblement parallèle entre elles. De manière préférentielle, la paroi d’extrémité avant 32 est réalisée avec l’enceinte 31 par une méthode additive, tel un procédé d’impression 3D.

La paroi d’extrémité arrière 33 est sensiblement identique dans sa conception à la paroi d’extrémité avant 32 précédemment décrite, à ceci près qu’il s’agit d’une paroi rapportée permettant d’enfermer la mousse acoustique36 à l’intérieur de l’enceinte 31. La paroi d’extrémité arrière comprend une portion transversale intérieure discoïde 331 et une portion transversale extérieure 332 de fermeture parallèles. La portion transversale extérieure 332 est une plaque ayant une section transversale carré, au quatre coins de laquelle sont disposées des trous pour la fixation par vissage sur le compartiment 2, comme cela est illustré sur la figure 9.

La portion transversale intérieure discoïde 321, 331 est ajourée notamment par des trous répartis de manière concentrique autour d’un axe central X, sur une amplitude de 360°.

La face intérieure de la portion transversale extérieure 322, 332 comprend une rainure annulaire disposée sensiblement au regard de la partie ajourée de la portion transversale intérieure 322, 332 de sorte que le flux d’air est réparti de manière homogène au niveau de la paroi d’extrémité avant 32 ou arrière 32.

Chaque rainure annulaire est en relation aéraulique avec un trou d’évent 34, 334 réalisé respectivement au travers de la portion transversale extérieure 32 de la paroi avant 32 et au travers de la portion transversale extérieure 332 de la paroi arrière 332. Le trou d’évent 34 rend apte la sortie du flux d’air de refroidissement du moteur, il peut être à ce titre qualifié de sortie d’échappement du flux d’air de refroidissement.

Le dispositif de filtration du bruit 30 comprend un tube principal 35 perforé traversant longitudinalement de part en part le dispositif de filtration du bruit 30 de telle manière que les extrémités avant et arrière du tube 35 s’étendent en saillie hors des parois transversales d’extrémité 32, 33. L’extrémité arrière du tube 35 est destinée à s’étendre de manière coaxiale à l’ouverture 21 du compartiment 2. Lorsque le dispositif de filtration du bruit 30 est fixé au compartiment 2, l’extrémité arrière du tube perforé 35 est disposé à l’intérieur d’un conduit principal 5 en relation aéraulique avec le dispositif de ventilation 100. Préférentiellement le conduit principal 5 est réalisé par deux rainures symétriques réalisées au niveau de chacun des plans de jonction des deux demi-coquilles 13 et 14. Le conduit principal 5 est de préférence cylindrique et reçoit un manchon 6 ou 7, qui est notamment réalisé en matière plastique souple, tel qu’un silicone médical de 20 à 40 shores, selon une forme en soufflet afin d’assurer un découplage vibratoire. Le tube perforé 35 est alors en relation aéraulique avec l’entrée 101 du dispositif de ventilation 100 par l’intermédiaire de la tubulure 6 sur laquelle sont emmanchés d’un côté le tube perforé 35, de l’autre une bride de connexion délimitant l’entrée 101.

Outre le passage destiné au tube perforé 35, la mousse acoustique 36 comprend un canal interne 38, pouvant être également qualifiée de conduite radiale de la mousse acoustique du fait qu’elle est décalée par rapport à l’axe central X. Le canal interne 38 est en relation aéraulique avec la chambre d’échange thermique 14. Les extrémités du canal interne 38 sont respectivement disposées au droit de la portion transversale intérieure discoïde 321, 331 des parois d’extrémité 32, 33 de telle sorte que le flux d’air de refroidissement circule au travers de la rainure annulaire des parois transversales d’extrémité, notamment au travers de la sortie d’échappement formée par le trou d’évent 34.

Quel que soit le mode de réalisation précédemment décrit, le dispositif de refroidissement et d’assemblage 1 permet avantageusement de créer un flux d’air de refroidissement depuis la chambre d’échange thermique 14 jusqu’à la sortie d’échappement. Ce circuit d’écoulement permet de faire transiter les calories du moteur 200 vers l’extérieur en passant au travers de la mousse du dispositif d’encapsulage 10, puis au travers de la mousse du dispositif de filtration du bruit 30. Le bruit de fonctionnement du module de ventilation 100 est fortement atténué par le dispositif d’encapsulage, dont les plaques ou les demi-coquilles sont réalisées à partir d’une mousse ayant les caractéristiques suivantes : mousse à cellule ouverte, en polyéther à haute résilience, ayant de préférence une densité comprise entre 40 et 65 kg/m3, une portance comprise préférentiellement entre 6 et 11 kPa. Ceci a pour avantage de découpler mécaniquement le module de ventilation 100 de son environnement afin d’éviter la transmission des vibrations.

Le recours au dispositif d’encapsulage 10 permet en outre au module de ventilation 100 d’être enchâssé entre les deux demi-coquilles 13 et 14 de mousse qui le maintiennent en place dans le compartiment 2.

En outre, il a été relevé une optimisation acoustique du fait du dispositif d’encapsulage 10. Du fait de l’épaisseur de la mousse d’encapsulage, le dispositif d’encapsulage atténue le bruit de fonctionnement du module de ventilation sur une bande de fréquence comprise entre 500 Hz et 8 kHz.

Claims (12)

1. Dispositif de refroidissement et d’assemblage (1) d’un module de ventilation (100) destiné à un dispositif d’assistance à la respiration, le module de ventilation comprenant un dispositif de ventilation (110), un moteur (200) adapté pour entrainer à rotation un organe de ventilation du dispositif de ventilation (110) pour générer une flux d’air d’aspiration, et un support moteur (120) adapté pour fixer le moteur (200) au dispositif de ventilation (110), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’encapsulage (10) destiné à lier le module de ventilation (100) à un compartiment (2) d’un boîtier du dispositif d’assistance à la respiration, et en ce que le dispositif d’encapsulage (10) comportant une empreinte (11) dont la conformation est assujettie à la géométrie du module de ventilation (100).
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’empreinte (11) délimite une chambre d’échange thermique (14) en relation aéraulique avec le moteur (200) situé à l’intérieur de cette chambre d’échange thermique afin de le refroidir par la circulation d’un flux d’air de refroidissement.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support moteur (120) comprend une platine de fixation (121) dans laquelle est disposée au moins une bague de centrage (130) du moteur, la bague de centrage comprenant au moins un organe de guidage d’air rendant apte l’écoulement d’un flux d’air de refroidissement issu d’une partie d’un flux d’air d’aspiration généré par la rotation de l’organe de ventilation à proximité du moteur.
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support moteur (120) comprend un fourreau (122) s’étend à distance axiale de la platine de fixation (121) en étant relié à celle-ci par l’intermédiaire d’au moins un pontet de liaison (124), le fourreau étant notamment apte à recevoir une extrémité du moteur, l’empreinte (11) étant disposé à recouvrement d’au moins la volute (111), de la platine de fixation (121), du fourreau (122) et/ou du pontet de liaison (124).
5. Dispositif selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif d’encapsulage (10) comprend un conduit (4) intérieur rendant apte la circulation du flux d’air de refroidissement, le conduit intérieur comprenant une entrée d’air située au niveau de l’empreinte, notamment à proximité du fourreau (122).
6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d’encapsulage (10) est réalisé par un empilement de plaques de mousse, et en ce que le conduit intérieur (4) est réalisé par des découpes traversant des plaques adjacentes.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le conduit intérieur (4) comprend une sortie d’air située au niveau d’une des faces extérieures du dispositif d’encapsulage (10) de telle sorte que le flux d’air de refroidissement est évacué à l’intérieur du boîtier du dispositif d’assistance à la respiration.
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de filtration du bruit (30) en relation aéraulique avec la chambre d’échange thermique (14), notamment par l’intermédiaire d’une mousse acoustique (36).
9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de filtration du bruit (30) comprend une enceinte (31), notamment de section transversale circulaire, des parois transversales d’extrémité (32, 33), la mousse acoustique (36) étant disposée à l’intérieur de l’enceinte, la mousse acoustique comportant un canal interne (38) d’évacuation du flux d’air de refroidissement en relation aéraulique avec des trous d’évent (34, 334) ménagés dans chacune des parois transversales d’extrémité (32, 33) du dispositif de filtration du bruit (30).
10. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la mousse acoustique (36) comprend en outre un passage (37), notamment un passage central, dans lequel est disposé un tube principal (35) perforé par lequel l’organe de ventilation du dispositif de ventilation (110) est apte à aspirer de l’air.
11. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, 9 et 10 en combinaison avec les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que le flux d’air de refroidissement et le flux d’air d’aspiration circulent à contre-courant à l’intérieur du dispositif de filtration du bruit (30), notamment à l’intérieur d’une mousse acoustique (36).
12. Dispositif d’assistance à la respiration comportant un boîtier dans lequel sont agencés au moins un module de ventilation (100), un dispositif de filtration du bruit (30), un compartiment (2) destiné au module de ventilation (30), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de refroidissement et d’assemblage (1) du module de ventilation (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes.