FR2750478A1

FR2750478A1 - Hot air blower for uniform heating of room from gas or wood fire

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Publication number: FR2750478A1
Application number: FR9608435A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2016-07-01
Also published as: FR2750478B1

Abstract

The hot air blower has a split-phase slip ring electric motor (BM) cooled by a fan (H) mounted on the end of its shaft opposite the air circulation fan (T). The motor shaft is supported in sleeve bearings that diffuse the heat from the shaft to the casing of the motor. If a roller bearing is used a heat dissipator is fixed to the shaft to reduce transmission of heat to the bearing. An insulating block (K) isolates the air circulation fan from the motor shaft to reduce heat transmission to the motor shaft. The motor cooling fan is mounted in the space between the motor and the wall separating the hot air compartment from the motor compartment.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne un caisson d'insufflation d'air chaud qui, additionné au foyer fermé à bois ou à gaz permet de redistribuer de façon efficace l'air chaud accumulé dans la hotte à l'ensemble des pièces d'une habitation de façon à homogénéiser les températures dans la maison et augmenter de façon perceptible le confort.DESCRIPTION
The present invention relates to a hot air insufflation box which, added to the closed wood or gas fireplace makes it possible to redistribute efficiently the hot air accumulated in the hood to all the rooms of a dwelling so to homogenize temperatures in the house and noticeably increase comfort.

Les moteurs utilisés traditionnellement dans ce type de caisson d'insufflation d'air chaud sont des moteurs à rotor extérieur, avec condensateur de déphasage et roulements à billes. Ce type de moteur présente plusieurs inconvénients - de part sa conception, le moteur présente une aptitude à provoquer des vibrations importantes du caisson d'air chaud. En effet, le rotor qui est la partie tournante du moteur est une pièce métallique massive, qui en cas de léger déséquilibre entraîne une vibration du moteur irréversible, préjudiciable à la durée de vie des roulements. The motors traditionally used in this type of hot air insufflation box are external rotor motors, with phase shift capacitor and ball bearings. This type of engine has several disadvantages - due to its design, the engine has an ability to cause significant vibrations of the hot air box. Indeed, the rotor which is the rotating part of the motor is a massive metallic part, which in the event of slight imbalance causes an irreversible vibration of the motor, detrimental to the life of the bearings.

- les roulements à billes supportent mal les températures élevées et s'usent donc prématurément sauf présence d'un dissipateur thermique (trés peu usité). Cette détérioration a une incidence directe sur la durée de vie du moteur. I1 est à noter que les vibrations engendrées par le moteur ont une répercussion sur le caisson d'insufflation d'air chaud et qu'elles provoquent des bruits sources de nuisances pour l'habitat.- the ball bearings do not withstand high temperatures and therefore wear out prematurely unless there is a heat sink (very little used). This deterioration has a direct impact on the service life of the engine. I1 it should be noted that the vibrations generated by the engine have an impact on the hot air insufflation box and that they cause noise sources of nuisance for the habitat.

- enfin, le câblage du moteur doit s'effectuer avec un condensateur de déphasage donc, un risque supplémentaire de panne du à l'utilisation d'un élément en plus.- finally, the motor wiring must be done with a phase shift capacitor, therefore, an additional risk of failure due to the use of an additional element.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet plusieurs innovations qui, liées à des composants industriels qualitatifs, le classe incontestablement bien au delà des caissons d'insufflation d'air chaud proposés jusqu'à présent. Selon une première caractéristique, le caisson comprend l'utilisation d'un moteur à bague de déphasage, sans condensateur de déphasage. Ce moteur utilise un rotor intérieur de petite dimension et de masse réduite ce qui contribue à réduire considérablement les vibrations possibles du moteur. En effet, la masse du rotor étant plus proche de l'arbre, il y a réduction de la flèche qui est généralement provoqué par le poids d'un objet sur l'arbre. The device according to the invention overcomes these drawbacks. It indeed includes several innovations which, linked to qualitative industrial components, undoubtedly class it well beyond the hot air insufflation boxes offered until now. According to a first characteristic, the box comprises the use of a motor with phase shift ring, without phase shift capacitor. This motor uses an internal rotor of small dimension and reduced mass which contributes to considerably reduce the possible vibrations of the motor. Indeed, the mass of the rotor being closer to the shaft, there is a reduction in the deflection which is generally caused by the weight of an object on the shaft.

Ces moteurs à bague de déphasage ont un rendement assez faible et présente donc la particularité de s'échauffer. En effet, une partie importante de l'énergie électrique absorbée va se dégrader sous forme de chaleur (effet Joule). C'est pourquoi il convient de refroidir ce moteur en permanence. These phase shift ring motors have a fairly low efficiency and therefore have the particularity of heating up. Indeed, a large part of the absorbed electrical energy will degrade in the form of heat (Joule effect). This is why it is necessary to cool this engine constantly.

Nous avons résolu le problème du refroidissement en rajoutant sur l'arbre du moteur (BM) une hélice (H) permettant de prendre l'air frais à l'extérieur du caisson par le biais des zones perforées (Zp) pour le projeter sur le moteur afin de le refroidir efficacement. We have solved the cooling problem by adding a propeller (H) to the motor shaft (BM) allowing fresh air to be taken outside of the box through the perforated zones (Zp) to project it onto the engine to cool it effectively.

Nous utilisons de plus un arbre débouchant à l'avant et à l'arrière du bloc moteur. We also use a shaft opening at the front and rear of the engine block.

Sur cet arbre est fixé d'un côté du bloc moteur l'hélice de refroidissement de l'autre une turbine de redistribution d'air chaud. Ce principe de montage fait que le positionnement de la turbine et de l'hélice de refroidissement donne un équilibre antivibratoire supplémentaire garantissant ainsi le bon fonctionnement du moteur. Le moteur ainsi équilibré et refroidi peut fonctionner dans des conditions optimales. De plus les vibrations étant réduites, il n'y a plus de problèmes de nuisances sonores dues aux vibrations du caisson.On this shaft is fixed on one side of the engine block the cooling propeller on the other a turbine for redistribution of hot air. This mounting principle means that the positioning of the turbine and the cooling propeller gives an additional anti-vibration balance, thus guaranteeing the proper functioning of the engine. The engine thus balanced and cooled can operate under optimal conditions. In addition, the vibrations being reduced, there are no longer any problems of noise pollution due to the vibrations of the box.

Dans une seconde caractéristique, nous utilisons un palier lisse au lieu des traditionnels roulements à billes servant au guidage en rotation de l'axe du moteur. Le palier lisse à la particularité de ne pas subir de dédommagements avec l'élévation de la température. De plus la principale cause d'usure des paliers peu résider dans le fait que le moteur engendre des vibrations donc que l'arbre ne tourne plus exactement dans l'axe. Ici les vibrations sont quasiment nulles du fait de la conception du moteur, mais aussi du fait que l'arbre est équilibré lorsqu'il fonctionne (positionnement de l'hélice de refroidissement et de la turbine fixées sur l'arbre du moteur). Le palier fonctionne donc dans des conditions parfaites puisque l'arbre du moteur tourne quasiment sans vibration et sans flèche. Le moteur et le palier ayant une durée de vie augmentée, puisqu'ils fonctionnent dans des conditions optimales. In a second feature, we use a plain bearing instead of the traditional ball bearings used to guide the motor axis in rotation. The plain bearing has the particularity of not being compensated with the rise in temperature. In addition, the main cause of bearing wear can reside in the fact that the motor generates vibrations so that the shaft no longer turns exactly in the axis. Here the vibrations are almost zero due to the design of the engine, but also because the shaft is balanced when it is operating (positioning of the cooling propeller and the turbine fixed on the engine shaft). The bearing therefore works in perfect conditions since the motor shaft turns almost without vibration and without arrow. The motor and the bearing having an increased service life, since they operate in optimal conditions.

Selon le mode de réalisation particulier: - le moteur (BM) peut avoir un arbre débouchant d'un côté seulement - I'hélice (H) peut être soufflante ou aspirante sur le moteur - la fixation du moteur (BM) peut se faire par l'avant ou par l'arrière - le guidage du moteur (BM) peut se faire avec l'utilisation de roulements ( R) avec l'absolue condition d'utiliser un dissipateur de chaleur (D) sur l'arbre sans quoi le moteur ne pourrait fonctionner durablement - I'hélice (H) peut être montée sur l'arbre entre le moteur (BM) et la turbine (T) dans cette position elle peut jouer le rôle de dissipateur thermique
Les dessins annexés illustrent l'invention - la figure 1 représente le caisson d'air chaud en une vue éclatée.According to the particular embodiment: - the motor (BM) can have a shaft opening on one side only - the propeller (H) can be blower or suction on the motor - the motor (BM) can be fixed by front or rear - motor guidance (BM) can be done with the use of bearings (R) with the absolute condition of using a heat sink (D) on the shaft otherwise the motor could not operate durably - the propeller (H) can be mounted on the shaft between the motor (BM) and the turbine (T) in this position it can play the role of heat sink
The accompanying drawings illustrate the invention - Figure 1 shows the hot air box in an exploded view.

- la figure 2 représente en coupe et en plusieurs vues le dispositif d'invention. - Figure 2 shows in section and in several views the inventive device.

- la figure 3 représente le dispositif de l'invention après son installation dans les combles. Ici à titre d'exemple non limitatif il se trouve branché avec 6 bouches de sorties pour réguler la température de 6 pièces dans l'habitation.- Figure 3 shows the device of the invention after its installation in the attic. Here by way of nonlimiting example it is connected with 6 outlet outlets to regulate the temperature of 6 rooms in the house.

- la figure 4 représente le dispositif de l'invention selon le montage particulier où l'hélice (H) et la turbine (T) sont montées sur l'axe du même côté du bloc moteur (BM).- Figure 4 shows the device of the invention according to the particular assembly where the propeller (H) and the turbine (T) are mounted on the axis on the same side of the engine block (BM).

- la figure 5 représente le dispositif selon le mode de réalisation particulier où un dissipateur thermique (D) est monté sur l'arbre pour éviter un échauffement excessif des roulements ( R).- Figure 5 shows the device according to the particular embodiment where a heat sink (D) is mounted on the shaft to avoid excessive heating of the bearings (R).

- la figure 6 représente le dispositif selon le mode de ventilation particulier où une partie de l'arbre est formé d'un isolant (K).- Figure 6 shows the device according to the particular ventilation mode where part of the tree is formed of an insulator (K).

En référence à ces dessins, le dispositif comporte une enveloppe à 3 côtés (E)en forme générale de profil U, sur lequel s'adapte 2 manchettes (M1 et M2) I'une d'aspiration et l'autre de refoulement. Dans cette enveloppe (E) est plaqué un isolant (I2), puis est placé une volute directionnelle (V) rationalisant l'expulsion de l'air de la manchette (Ml) vers la manchette (M2), toujours dans cette enveloppe est monté dans l'espace de la volute (V) une turbine (T) fixé en bout d'arbre du moteur (BM). Cette turbine (T) aspire l'air collectée par la manchette (M1) et le refoule par la manchette (M2). With reference to these drawings, the device comprises an envelope with 3 sides (E) in the general shape of a profile U, on which fits 2 sleeves (M1 and M2), one for suction and the other for discharge. In this envelope (E) is insulated (I2), then a directional scroll (V) is placed rationalizing the expulsion of air from the cuff (Ml) to the cuff (M2), still in this envelope is mounted in the space of the volute (V) a turbine (T) fixed at the end of the motor shaft (BM). This turbine (T) sucks in the air collected by the cuff (M1) and discharges it through the cuff (M2).

De plus, dans cette enveloppe (E) est fixée une cloison (C ) sur laquelle on a préalablement placé un second isolant (il), la forme de la cloison (C ) ainsi que ses bords repliés permettent le maintient de l'isolant et la fixation de la cloison (C ) avec l'enveloppe (E). Cette cloison est percée et de ce fait laisse le passage pour l'arbre du moteur (BM). Ce dit moteur (BM) est fixé par l'avant de l'autre côté de la cloison (C ), cette méthode de fixation permet à l'arbre d'entraînement d'actionner la turbine (T) avec moins de porte à faux. Toujours avec l'arbre d'entraînement mais de l'autre côté du moteur est fixée une hélice de refroidissement (H) soufflante ou aspirante sur le moteur. Sur l'enveloppe (E) vient s'emboîter le carter (P) à 3 côtés en forme générale de profil U, ces 2 éléments fixés entre eux concrétisent le caisson aéraulique. Sur les côtés latéraux de l'enveloppe (E) et du carter (P) ainsi que sur le fond du carter (P) ont été fait des zones perforées (Zp), zones qui sont indispensable au refroidissement de l'ensemble. La disposition des trous dans ces zones perforées sur le dessin n'est qu'un exemple. La forme qu'elle dessine relève de l'esthétique mais l'essentiel réside dans le fait qu'il faut des zones perforées (Zp) sur le caisson pour que l'hélice (H) puisse jouer son rôle convenablement. In addition, in this envelope (E) is fixed a partition (C) on which a second insulator (II) has previously been placed, the shape of the partition (C) and its folded edges allow the insulation to be maintained and fixing the partition (C) with the casing (E). This partition is pierced and therefore leaves the passage for the motor shaft (BM). Said motor (BM) is fixed from the front on the other side of the partition (C), this method of fixing allows the drive shaft to actuate the turbine (T) with less overhang . Still with the drive shaft but on the other side of the motor is fixed a fan or cooling fan (H) on the motor. On the casing (E) comes to fit the casing (P) with 3 sides in general shape of profile U, these 2 elements fixed between them concretize the aeraulic box. On the lateral sides of the casing (E) and of the casing (P) as well as on the bottom of the casing (P) were made perforated zones (Zp), zones which are essential for cooling the assembly. The arrangement of the holes in these perforated areas on the drawing is only one example. The shape it draws is aesthetic but the main thing is that it requires perforated areas (Zp) on the box so that the propeller (H) can play its role properly.

Il est à noter qu'entre l'enveloppe (E) et la cloison ( C) sont disposé outre la filerie, un connecteur, un thermostat qui sont fixés sur un flanc de l'enveloppe. Le bouton du thermostat est à l'extérieur de l'enveloppe pour être accessible. It should be noted that between the envelope (E) and the partition (C) are disposed in addition to the wiring, a connector, a thermostat which are fixed to a side of the envelope. The thermostat button is on the outside of the envelope to be accessible.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la redistribution d'air chaud des foyers fermés à bois ou à gaz. The device according to the invention is particularly intended for the redistribution of hot air from closed wood or gas fireplaces.

Claims

REVENDICATIONS

1) Dispositif pour le transfert et la redistribution de chaleur accumulée dans les hottes de cheminées à foyer fermé à bois ou à gaz constitué par une enveloppe (E) à plusieurs parois et zones perforées (Zp), ajusté avec un carter (P), caractérisé en ce que le caisson est équipé d'un moteur à bague de déphasage (BM) refroidi par une hélice (H) montée sur l'arbre du moteur. 1) Device for the transfer and redistribution of heat accumulated in chimney hoods with closed wood or gas hearth constituted by an envelope (E) with several walls and perforated areas (Zp), adjusted with a casing (P), characterized in that the box is equipped with a phase shift ring motor (BM) cooled by a propeller (H) mounted on the motor shaft.

2) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'arbre du moteur à bague de déphasage (BM) est guidé par des paliers lisses diffusant la chaleur de l'arbre vers le carter du moteur. 2) Device according to claim n "1 characterized in that the motor shaft of the phase shift ring (BM) is guided by plain bearings diffusing the heat from the shaft to the motor housing.

3) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'hélice (H) est monté à l'opposé de la turbine (T) par rapport au moteur. 3) Device according to claim n "1 characterized in that the propeller (H) is mounted opposite the turbine (T) relative to the engine.

4) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que le moteur est équipé de roulement (R) et d'un dissipateur de chaleur (D) fixé sur l'axe évitant la surchauffe du roulement ( R). 4) Device according to claim n "1 characterized in that the motor is equipped with bearing (R) and a heat sink (D) fixed on the axis avoiding overheating of the bearing (R).

5) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'arbre est équipé d'une partie isolante (K) assurant une rupture thermique entre la turbine (T) et le moteur (BM). 5) Device according to claim n "1 characterized in that the shaft is equipped with an insulating part (K) ensuring a thermal break between the turbine (T) and the motor (BM).

6) Dispositif selon la revendication n" 1 caractérisé en ce que l'hélice (H) est montée sur l'arbre du moteur (BM) dans l'espace compris entre le moteur (BM) et la cloison ( C) séparant le compartiment air chaud du compartiment moteur. 6) Device according to claim n "1 characterized in that the propeller (H) is mounted on the motor shaft (BM) in the space between the motor (BM) and the partition (C) separating the compartment warm air from the engine compartment.