FR3150552A1

FR3150552A1 - Roue à ailettes légère pour soufflante motorisée pour ventilateur médical

Info

Publication number: FR3150552A1
Application number: FR2306788A
Authority: FR
Inventors: Fabien Chancel; Bruno Galloni
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude; Air Liquide Medical Systems SA
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude; Air Liquide Medical Systems SA
Priority date: 2023-06-28
Filing date: 2023-06-28
Publication date: 2025-01-03

Abstract

Titre de l’invention Roue à ailettes légère pour soufflante motorisée pour ventilateur médical L’invention concerne une roue à ailettes (1) pour soufflante (10) motorisée pour ventilateur médical (20) comprenant un corps de roue (2) ayant une forme générale de disque comprenant une bordure périphérique circulaire (3) et un passage central (4) avec une ouverture centrale (4.1) pour recevoir un axe-moteur (11) de moteur électrique (12), le corps de roue (2) comprenant une face supérieure (2.1) portant des ailettes (7) et une face inférieure (2.2). La face supérieure (5) présente une courbure progressive en direction de l’ouverture centrale (4.1) du passage central (4). Le corps de roue (2) est configuré, du côté de la face inférieure (2.2), pour présenter des nervures de renfort longilignes (8) et une structure tridimensionnelle réticulée (9) située au centre de la face inférieure (2.2) et traversée par le passage central (4). Soufflante (10) motorisée de ventilateur médical (20) comprenant une telle roue à ailettes (1) et ventilateur médical (20) équipé d’une telle soufflante (10). Figure de l’abrégé : Fig. 3

Description

Roue à ailettes légère pour soufflante motorisée pour ventilateur médical

L’invention concerne une roue légère pour soufflante de ventilateur médical, une soufflante équipée d’une telle roue et un ventilateur médical équipé d’une telle soufflante.

Afin d’assister certaines personnes, i.e. des patients, dans leur fonction respiratoire, on utilise un ventilateur médical, c'est-à-dire un appareil d’assistance respiratoire, délivrant un gaz respiratoire, tel de l’air, à débit non nul et/ou à une pression supérieure à la pression atmosphérique (> 1 atm). L’air peut être additionné d’oxygène supplémentaire (i.e. air enrichi en oxygène), lorsque le patient doit recevoir, dans le cadre de son traitement, une proportion d’oxygène supérieure à 21% en volume.

Au sein du ventilateur médical, l’air est généralement aspiré à l’atmosphère, puis distribué au patient par une (micro-)soufflante motorisée, aussi appelée compresseur ou turbine.

L’aspiration de l’air par la soufflante se fait grâce à une (ou plusieurs) roue à ailettes fixée à un arbre ou axe-moteur rotatif entraîné en rotation par un moteur électrique. La roue à ailettes est mobile en rotation dans le compartiment à roue d’une volute surmontant le moteur électrique.

Lors des rotations de la roue, le flux de gaz aspiré, tel de l’air, pénètre dans le compartiment à roue par une entrée de gaz et en ressort par une sortie de gaz, typiquement par un conduit de sortie fournissant le flux gazeux à un circuit patient, tel un tuyau flexible, alimentant une interface respiratoire, tel un masque respiratoire, une sonde d’intubation trachéale ou analogue, fournissant le gaz au patient.

En général, une roue à ailettes comprend un corps plein, i.e. un corps de roue, ayant une forme générale de disque, comprenant une ouverture centrale destinée à recevoir l’axe-moteur du moteur électrique. Les ailettes ou pales de la roue à ailettes sont agencées sur la face supérieure du corps de la roue, alors que sa face inférieure est orientée vers le moteur. Les ailettes comprennent des structures, telles des petites parois, agencées radialement et espacées les unes des autres, ayant des formes plus ou moins complexes, faisant saillie verticalement sur la face supérieure de la roue.

La face inférieure du corps de roue est plane, alors que sa face supérieure est courbe, c'est-à-dire qu’elle présente une courbure progressive en direction de son centre, i.e. en direction de son ouverture centrale. Autrement dit, le corps de roue présente une épaisseur croissante sensiblement depuis sa périphérie vers son centre.

EP-A-2165078, EP-A-2102504 et WO-A-2012/139681 décrivent des soufflantes équipées de telles roues à corps plein agencées dans des appareils d’assistance respiratoire.

En pratique, ce type de roue à corps plein pose un problème d’équilibrage lorsqu’on l’installe sur l’axe-moteur qui la porte, ce qui nécessite des opérations fastidieuses et couteuses de (ré-)équilibrage de la roue de chaque soufflante en fin de production.

Si l’équilibrage est mal exécuté, le corps de roue étant plein et sa masse (généralement appelée « poids ») pouvant être assez importante, en fonction des dimensions de la roue considérée, on peut assister à l’apparition de vibrations pendant le fonctionnement de la roue, c'est-à-dire lorsqu’elle est entraînée en rotation à vitesse élevée par le moteur d’une soufflante pour ventilateur médical, typiquement à plusieurs milliers de tours par minute (tr/min).

Or, de telles vibrations peuvent engendrer des nuisances sonores, diminuer les performances aérauliques, conduire à une consommation énergétique plus importante et/ou à une usure prématurée de la soufflante mettant en œuvre cette roue, c'est-à-dire une diminution de sa longévité.

Au vu de cela, un problème est de pouvoir améliorer la roue à ailettes de manière pallier tout ou partie des problèmes et inconvénients susmentionnés.

Une solution de l’invention concerne une roue à ailettes comprenant un corps de roue ayant une forme générale de disque comprenant une bordure périphérique circulaire et un passage central avec une ouverture centrale pour recevoir un axe-moteur de moteur électrique, le corps de roue comprenant une face supérieure portant des ailettes et une face inférieure opposée à la face supérieure, lesdites faces supérieure et inférieure s’étendant entre la bordure périphérique circulaire et le passage central, et au moins une partie de la face supérieure présentant une courbure progressive en direction de l’ouverture centrale du passage central.

De plus, selon l’invention, le corps de roue est configuré, du côté de la face inférieure, pour présenter des nervures de renfort longilignes et une structure tridimensionnelle réticulée située au centre de la face inférieure et traversée par le passage central, c'est-à-dire que le corps de roue est partiellement évidé du côté de la face inférieure pour ne plus présenter une structure pleine, mais notamment une structure en treillis, i.e. ajourée, ce qui confère une masse réduite à l’ensemble de la roue.

Selon le mode de réalisation considéré, la roue à ailettes de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

une partie des nervures de renfort longilignes sont formées dans la face inférieure du corps de roue.
les nervures de renfort longilignes s’étendent depuis la bordure périphérique circulaire en direction de la structure tridimensionnelle réticulée.
au moins une partie des nervures de renfort longilignes sont reliées les unes aux autres par des éléments de jonction formés dans la face inférieure du corps de roue.
les éléments de jonction sont agencés perpendiculairement aux des nervures de renfort longilignes.
au moins une partie des nervures de renfort longilignes s’étendent depuis la bordure périphérique circulaire et se joignent pour former la structure tridimensionnelle réticulée
les des nervures de renfort longilignes sont courbées.
la structure tridimensionnelle réticulée forme un treillis spatial
la structure tridimensionnelle réticulée comprend des nervures de renfort longilignes agencées en le treillis spatial.
le passage central de la roue est formé d’un tronçon tubulaire ou de plusieurs tronçons tubulaires coaxiaux.
un tronçon tubulaire formant au moins une partie du passage central de la roue est agencé au centre de la structure tridimensionnelle réticulée, en particulier au centre du treillis spatial.
la structure tridimensionnelle réticulée est solidarisée à la face inférieure du corps de roue.
la roue a une masse inférieure à 1.5 g, de préférence inférieure ou égale à 1.4 g, de préférence encore inférieure ou égale à 1.3 g, avantageusement comprise entre 0.50 et 1.2 g, de préférence entre 0.75 et 0.90 g.
la roue est formée de polymère type PA12, PEEK, ABS ou autre, ou en aluminium ou l’un de ses alliages.
la roue a un diamètre compris entre 30 et 50 mm, de préférence entre 32 et 40 mm.
les ailettes portées par la face supérieure de la roue ont une forme courbe.
les ailettes sont formées de petites parois.
les ailettes s’étendent radialement sur la face supérieure de la roue.
les ailettes s’étendent radialement entre la bordure périphérique circulaire en direction du passage central.
le passage central est formé de plusieurs tronçons tubulaires coaxiaux.
les tronçons tubulaires coaxiaux comprennent un tronçon inférieur agencé au centre de la structure tridimensionnelle réticulée et un tronçon supérieur portant l’orifice central.
le tronçon inférieur comprend un second orifice central.
au moins une partie de la face supérieure de la roue présente une courbure progressive en direction de l’ouverture centrale du passage central, en particulier une région centrale située autour de l’ouverture centrale, de sorte de former une structure sensiblement tronconique à paroi courbée se projetant vers le haut.

L’invention porte aussi sur une (micro-)soufflante motorisée pour ventilateur médical comprenant une roue à ailettes selon l'invention, portée par l’axe-moteur du moteur électrique de ladite soufflante.

Selon le mode de réalisation considéré, la soufflante de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

l’axe-moteur traverse les tronçons tubulaires coaxiaux de la roue à ailettes, en particulier le tronçon inférieur agencé au centre de la structure tridimensionnelle réticulée et le tronçon supérieur portant l’orifice central.
la roue à ailettes est solidarisée, par exemple collée, à l’axe-moteur du moteur électrique de la soufflante.
la roue à ailettes est agencée dans le compartiment à roue d’une volute surmontant le moteur de la soufflante.
la volute comprend une demi-volute inférieure et une demi-volute supérieure assemblée l’une à l’autre.
la volute comprend une entrée d’air et une sortie d’air.
la soufflante est conçue pour atteindre une vitesse de rotation de 25 000 tours/minute, typiquement entre 500 et 15 000 tr/min, par exemple de l’ordre de 100 000 tr/min dans certain cas.
le moteur électrique de la soufflante est un moteur sans balai.
le moteur électrique comprend un rotor et un stator, typiquement un bobinage fait de fil conducteur, comme un fil de cuivre.
le moteur électrique comprend un carter protégeant le rotor et le stator.

Par ailleurs, l’invention porte aussi sur un ventilateur médical comprenant une soufflante motorisée selon l’invention.

Selon le mode de réalisation considéré, le ventilateur médical de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

il comprend un circuit d’admission d’air par lequel de l’air ambiant pénètre dans le ventilateur.
le circuit d’admission d’air est en communication fluidique avec l’entrée d’air de la volute.
le circuit d’admission comprend des moyens de purification d’air, de préférence de filtration, tel filtre.
il comprend un circuit de sortie d’air en communication fluidique avec le compartiment à roue de la soufflante, en particulier via la sortie d’air de la volute.
la sortie d’air de la volute est agencée sur un conduit latéral en communication fluidique avec le circuit de sortie d’air.
le circuit de sortie d’air se termine au niveau d’un orifice de sortie, de préférence porté un raccord de sortie.
un circuit patient comprenant un (des) conduit(s) de gaz est raccordé fluidiquement au circuit de sortie d’air, typiquement au raccord de sortie
le circuit patient comprend un (ou des) tuyau(x) flexible(s), alimentant une interface respiratoire patient (non montrée), tel un masque, une sonde d’intubation trachéale ou analogue.
il comprend des moyens de pilotage.
les moyens de pilotage comprennent une carte électronique à microprocesseur(s).
les moyens de pilotage sont configurés pour piloter la soufflante.
il comprend des moyens d’alimentation électrique, telle une batterie rechargeable et/ou un raccordement au secteur (110/220V).
il comprend une carcasse rigide ou coque externe.
les moyens de pilotage, le circuit d’admission d’air, le circuit de sortie d’air et la soufflante sont agencés dans la carcasse rigide.
il comprend une interface graphique utilisateur (IGU).
l’IGU comprend un afficheur, notamment un écran à dalle tactile.
l’écran à dalle tactile est en couleurs.
l’IGU comprend une ou des touches ou boutons de sélection, en particulier des touches tactiles affichées par l’écran à dalle tactile.

L’invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description détaillée suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :

FIG. 1schématise une roue à ailettes de soufflante pour ventilateur médical à corps plein selon l’art antérieur.

FIG. 2est une vue schématique en coupe d’une roue à ailettes à corps plein selon l’art antérieur, telle celle deFIG. 1.

FIG. 3est une vue du dessus, partiellement en coupe, d’un mode de réalisation d’une roue à ailettes à corps partiellement évidé selon l’invention.

FIG. 4est une vue du dessous, partiellement en coupe, de la roue à ailettes selon l’invention deFIG. 3.

FIG. 5est une vue du dessous de la roue à ailettes selon l’invention deFIG. 3etFIG. 4.

FIG. 6est une vue la roue à ailettes selon l’invention deFIG. 3àFIG. 5.

FIG. 7schématise un mode de réalisation d’une soufflante à moteur électrique équipée d’une roue à ailettes selon l’invention, montrée avec sa volute ouverte, par exemple la roue à ailettes deFIG. 3àFIG. 6.

FIG. 8schématise la soufflante deFIG. 7, avec sa volute fermée.

FIG. 9schématise l’agencement dans un ventilateur médical, d’une soufflante à moteur électrique équipée d’une roue à ailettes selon l’invention, par exemple la soufflante deFIG. 7etFIG. 8.

FIG. 1etFIG. 2schématisent une roue à ailettes 1 à corps de roue 2 plein selon l’art antérieur destinée à équiper une soufflante 10 pour un ventilateur médical 20. La roue à ailettes 1 comprend un corps de roue 2 ayant une forme générale de disque comprenant une bordure périphérique circulaire 3 et un passage central 4 pour recevoir l’axe-moteur 11 de (micro-)soufflante 10, i.e. turbine ou compresseur, de ventilateur médical 20.

Le corps de roue 2 comprend une face supérieure 2.1 portant des ailettes 7 et une face inférieure 2.2 opposée à la face supérieure 2.1. Lesdites faces supérieure et inférieure 2.1, 2.2 s’étendent entre la bordure périphérique circulaire 3 et l’ouverture supérieure 4.1 du passage central 4. Les ailettes 7, aussi appelées pales, comprennent ou sont formées de petites structures courbes en saillie portées par la face supérieure 2.1 de la roue 1, typiquement des petites parois courbes, agencées radialement et espacées les unes des autres, ayant des formes plus ou moins complexes, faisant saillie verticalement sur la face supérieure 2.1 du corps de roue 2. Ces ailettes 7 permettent l’aspiration de l’air ambiant pendant les rotations de la roue 1. En effet, ce type de roue à ailettes 1 est destinée à être montée sur l’axe-moteur 11 d’un moteur électrique 12 de soufflante 10 pour ventilateur médical 20, et mise en rotation à haute vitesse, typiquement entre 500 et 15 000 tr/min, voire même jusqu’à 80 000 tr/min ou plus, pendant l’utilisation du ventilateur 20, pour aspirer de l’air ambiant et le fournir à un patient, éventuellement additionné d’oxygène, c'est-à-dire de l’air ou un mélange air-oxygène.

Au moins une partie de la face supérieure 2.1 présentant une courbure progressive en direction de l’ouverture centrale 4.1 du passage central 4, en particulier la région centrale 5 située autour de l’ouverture centrale 4.1, de sorte de former une structure 6 sensiblement tronconique à paroi courbée se projetant vers le haut, i.e. en saillie au-dessus de la face supérieure 2.1, et traversée par le passage central 4, c'est-à-dire une protubérance centrale 6 à paroi latérale recourbée traversée par au moins une partie passage central 4.

Le corps de roue 2 est plein, c'est-à-dire qu’il est formé d’une structure « pleine », c'est-à-dire sans évidement ou ajours, formé d’un matériau structurel s’étendant entre les faces supérieure et inférieure 2.1, 2.2, par exemple une structure en matériau polymère par exemple du PA12, ABS, PEEK ou un autre polymère, ou, selon le cas, en aluminium ou alliage d’aluminium.

Etant donné que le corps de roue 2 est plein, sa masse, en général de l’ordre de 1,5 g ou plus, oblige à équilibrer la roue 1 lors de son montage sur l’axe-moteur 11 du moteur électrique 12 pour éviter des problèmes de vibrations ou autres, ce qui est fastidieux et parfois compliqué, donc engendrant une perte de temps impactant négativement le coût d’assemblage.

De plus, lors de son utilisation, c'est-à-dire lorsqu’elle est mise en rotation par le moteur électrique 12 d’une soufflante 10 au sein d’un ventilateur médical 20, on a constaté, dans certains cas, une surconsommation électrique, des performances aérauliques en dessous des attentes, voire l’apparition de vibrations et des nuisances sonores, pouvant aller jusqu’à une usure prématurée de la soufflante 10 mettant en œuvre cette roue 1, c'est-à-dire une diminution de sa durée de vie.

Afin de tenter de remédier à tout ou partie de ces problèmes, selon l’invention, la roue à ailette 1 a été modifiée, en particulier allégée grâce à l’adoption d’une structure ajourée du corps de roue 2, c'est-à-dire non pleine, contrairement à la roue 1 de l’art antérieur.

Il est à noter que, dans un souci de simplification, les éléments en commun avec la roue 1 de l’art antérieur deFIG. 1etFIG. 2, ayant un fonctionnement et un rôle identiques, sont désignés par les mêmes noms et les mêmes références ci-après. Autrement dit, seules les différences sont détaillées ci-après afin d’éviter des répétitions inutiles et il suffit de se reporter à la description ci-dessus deFIG. 1etFIG. 2, pour comprendre leur fonctionnement et leur rôle dans une roue 1 à ailettes selon l’invention.

Ainsi,FIG. 3àFIG. 6schématisent un mode de réalisation d’une roue à ailettes 1 selon l’invention destinée à équiper une soufflante 10 pour ventilateur médical 20, laquelle présente globalement la même structure et le même fonctionnement que la roue 1 deFIG. 1etFIG. 2, à l’exception du corps de roue 2 qui est, selon l’invention, partiellement évidé, c'est-à-dire ajouré, afin de réduire sa masse mais sans impacter négativement ses performances ou engendrer une baisse de sa solidité ou résilience au fil du temps, i.e. pendant son utilisation.

Plus précisément, pour ce faire, le corps de roue 2 a été structuré, i.e. configuré, du côté de la surface inférieure 2.2 été pour présenter des nervures de renfort longilignes 8 et une structure tridimensionnelle réticulée 9, laquelle est traversée par le passage central 4 devant recevoir l’axe-moteur 11 de la soufflante 10, comme montré enFIG. 7.

Les nervures de renfort longilignes 8 sont aménagées entre les deux faces 2.1, 2.2 de la roue 1, c'est-à-dire dans le corps de roue 2, par exemple par enlèvement de matière, ou lors de la fabrication de la roue 1, par exemple via un procédé de fabrication additive à partir de poudres ou autres.

Comme on le voit, les nervures de renfort longilignes 8 s’étendent sensiblement depuis la bordure périphérique circulaire 3 de la roue 1 et en direction de la structure tridimensionnelle réticulée 9, c'est-à-dire vers le passage central 4 de la roue, du côté de sa face inférieure 2.2. La structure tridimensionnelle réticulée 9 constitue un treillis spatial.

Avantageusement, au moins une partie des nervures de renfort longilignes 8 sont reliées (en 8.1) les unes aux autres par des éléments de jonction 8.2 portés par la face inférieure 2.2 du corps de roue 2, comme visible surFIG. 4etFIG. 5. Les nervures de renfort longilignes 8 peuvent avoir une forme courbe, alors que les éléments de jonction 8.2 peuvent être agencés approximativement perpendiculairement aux nervures de renfort longilignes 8.

De préférence, les nervures de renfort longilignes 8 s’étendent en direction de la structure tridimensionnelle réticulée 9 et, au moins une partie d’entre elles se rejoignent pour former ladite structure tridimensionnelle réticulée 9.

Selon un mode de réalisation visible surFIG. 4etFIG. 5, le passage central 4 est formé de deux tronçons de passage 4.11, 4.12 coaxiaux, à savoir un tronçon inférieur 4.12 agencé au centre de la structure tridimensionnelle réticulée 9 et portant un second orifice central 4.2, et un tronçon supérieur 4.11 portant l’orifice central 4.1.

L’axe-moteur 11 de la soufflante 10 vient se positionner dans le lumen, c'est-à-dire à l’intérieur, des deux tronçons de passage 4.11, 4.12 coaxiaux, lorsque la roue 1 est installée sur un moteur 12 de soufflante 10, comme montré surFIG. 7.

On comprend au vu desFIG. 4etFIG. 5, que la structure tridimensionnelle réticulée 9 est positionnée sensiblement en dessous de la région centrale 5 située autour du tronçon supérieur 4.11 portant l’ouverture centrale 4.1, qui forme une structure sensiblement tronconique à paroi courbée 6 se projetant vers le haut du côté de la face supérieure 2.1 du corps de roue 2.

FIG. 7etFIG. 8montrent la roue à ailettes 1 de l’invention, telle qu’illustrée surFIG. 3àFIG. 6, agencée dans le compartiment à roue 16 d’une soufflante motorisée 10 destinée à équiper un ventilateur médical 20, comme schématisé enFIG. 9.

Plus précisément, la roue à ailettes 1 est portée par l’axe-moteur 11 du moteur électrique 12 de ladite soufflante 10, lequel moteur électrique 12 est agencé dans un carter de protection 12.1 formant une coque rigide contenant les éléments du moteur, en particulier ses rotor et stator. Des câbles électriques 12.2 permettent le raccordement électrique du moteur 12 de la soufflante 10 non seulement à une source d’alimentation électrique, telle une batterie rechargeable et/ou le secteur (110/220V), mais aussi aux moyens de pilotage du ventilateur médical 20 qui pilotent le fonctionnement de la soufflante 10, par exemple ses accélérations et ses freinages.

La roue 1 est agencée dans une volute 15 comprenant une volute inférieure 15.2 prise en sandwich entre la roue 1 et le carter 12.1 du moteur 12, et une volute supérieure 15.1 venant se positionner sur la volute inférieure 15.2 en définissant entre elles le compartiment à roue 16, au sein duquel la roue à ailettes 1 est mobile en rotation, lorsque la soufflante 10 fonctionne, c'est-à-dire lorsque l’axe-moteur 11 est entraîné en rotation. Typiquement, la vitesse de rotation de la roue 1 est comprise entre 500 et 15 000 tr/min.

Lorsque la roue 1 entre en rotation dans le compartiment à roue 16, l’air aspiré pénètre dans la volute 15, en particulier dans le compartiment à roue 16, par une ouverture d’entrée ou entrée d’air 13 aménagée dans la paroi de la volute supérieure 15.1 et le flux d’air en ressort ensuite par une ouverture de sortie ou sortie d’air 14 latérale, par exemple aménagée dans la ou les parois des volute supérieure 15.1 et/ou inférieure 15.2. La sortie d’air 14 est préférentiellement portée par un conduit latéral 14.1, comme illustré enFIG. 8, en communication fluidique avec le compartiment à roue 16 pour recueillir et véhiculer le flux d’air provenant dudit compartiment à roue 16.

L’agencement des nervures de renfort longilignes 8 et de la structure tridimensionnelle réticulée 9 du côté de la face inférieure 2.2 du corps 2 de roue permet de réaliser une roue à corps partiellement ajouré, c'est-à-dire à corps non plein, donc plus léger que les roues à ailettes classiques.

A titre comparatif, on a réalisé une roue à corps plein selon l’art antérieur, comme surFIG. 1etFIG. 2, et une roue selon l’invention, comme surFIG. 3àFIG. 6avec un même matériau et aux mêmes dimensions, et on a comparé ensuite leurs masses respectives. Le fait d’ajourer le corps de roue 2 en y agençant des nervures de renfort longilignes 8 et une structure tridimensionnelle réticulée 9 selon l’invention a permis un gain de masse de l’ordre de 45%, ce qui permet d’éviter tout ou partie des problèmes susmentionnés existants avec les roues de l’art antérieur.

En particulier, des tests opérés avec la roue selon l’invention ainsi obtenue ont mis en évidence une réduction très importante des vibrations, pendant son fonctionnement, malgré le fait que la roue n’ait pas subi d’équilibrage, contrairement aux roues classiques. Ceci s’explique notamment par le fait que la réduction de masse conduit à une diminution en amplitude du risque « oscillatoire » lors du fonctionnement de la roue.

Avantageusement, la roue 1 de l’invention est fabriquée par fabrication additive à partir de poudres de polymère comme le PA12, ABS, PEEK ou autres.

FIG. 9schématise l’agencement, au sein d’un ventilateur médical 20, d’une soufflante 10 à moteur électrique équipée d’une roue à ailettes 1 selon l’invention, par exemple la soufflante 10 deFIG. 7etFIG. 8, agencée dans la carcasse 20.1 rigide externe du ventilateur médical 20.

On comprend que, lors de son fonctionnement, la soufflante 10 aspire de l’air ambiant qui pénètre dans le circuit d’admission 23 du ventilateur 20, via une entrée d’air 21, en étant préférentiellement purifié en entrée par un filtre 25 ou analogue, par exemple un filtre de type HEPA. L’air chemine ensuite dans le circuit d’admission 23 jusqu’à atteindre la soufflante 10 du fait des rotations de la roue 1 qui engendrent une aspiration de l’air grâce aux ailettes 7 de la roue à ailettes 1. L’air pénètre dans le compartiment à roue 16, via entrée d’air 13 aménagée dans la paroi de la volute supérieure 15.1, avant d’en ressortir sous forme d’un flux d’air sortant par la sortie d’air 14 et véhiculé par le conduit latéral 14.1 qui le fournit au circuit de sortie 24 du ventilateur 20, lequel se termine au niveau d’un orifice de sortie 22 porté par exemple par un raccord de sortie 22.1 ou analogue, auquel vient se raccorder fluidiquement un circuit patient (non montré) comprenant un (des) conduits de gaz, tel qu’un (ou des) tuyau(x) flexible(s), alimentant une interface respiratoire patient (non montrée), tel un masque, une sonde d’intubation trachéale ou autre servant à fournir le gaz au patient.

Optionnellement, pendant son transit dans le ventilateur 20, le flux d’air peut être additionné d’oxygène supplémentaire afin de l’enrichir en oxygène.

Habituellement, un tel ventilateur médical 20 comprend aussi d’autres éléments classiques permettant son fonctionnement (non montrés ici), en particulier des moyens de pilotage qui pilotent le fonctionnement de la soufflante 10, par exemple une (des) carte électronique portant un ou des (micro-)processeur(s) mettant en œuvre des algorithmes, une source d’alimentation électrique, telle qu’une batterie rechargeable et/ou un raccordement au secteur (110/220V), une interface graphique utilisateur (IGU)…

Claims

Roue à ailettes (1) comprenant un corps de roue (2) ayant une forme générale de disque comprenant une bordure périphérique circulaire (3) et un passage central (4) avec une ouverture centrale (4.1) pour recevoir un axe-moteur (11) de moteur électrique (12), le corps de roue (2) comprenant une face supérieure (2.1) portant des ailettes (7) et une face inférieure (2.2) opposée à la face supérieure (2.1), lesdites faces supérieure (2.1) et inférieure (2.2) s’étendant entre la bordure périphérique circulaire (3) et le passage central (4), et au moins une partie de la face supérieure (5) présentant une courbure progressive en direction de l’ouverture centrale (4.1) du passage central (4),
caractérisée en ce que le corps de roue (2) est configuré, du côté de la face inférieure (2.2), pour présenter des nervures de renfort longilignes (8) et une structure tridimensionnelle réticulée (9) située au centre de la face inférieure (2.2) et traversée par le passage central (4).
Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’une partie des nervures de renfort longilignes (8) sont formées dans la face inférieure (2.2) du corps de roue (2).
Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nervures de renfort longilignes (8) s’étendent depuis la bordure périphérique circulaire (3) en direction de la structure tridimensionnelle réticulée (9).
Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’au moins une partie des nervures de renfort longilignes (8) sont reliées les unes aux autres par des éléments de jonction (8.1) formés dans la face inférieure (2.2) du corps de roue (2).
Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la structure tridimensionnelle réticulée (9) comprend des nervures de renfort longilignes (8) agencées en un treillis spatial.
Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le passage central (4) est formé de plusieurs tronçons tubulaires coaxiaux (4.11, 4.12).
Roue selon la revendication 6, caractérisée en ce que les tronçons tubulaires coaxiaux (4.11, 4.12) comprennent un tronçon inférieur (4.12) agencé au centre de la structure tridimensionnelle réticulée (9) et un tronçon supérieur (4.11) portant l’orifice central (4.1).
Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle a un diamètre compris entre 30 et 50 mm et/ou une masse inférieure à 1.5 g.
Soufflante (10) motorisée pour ventilateur médical (20) comprenant une roue à ailettes (1) selon l'une des revendications précédentes, portée par un axe-moteur (11) du moteur électrique (12) de ladite soufflante (10).
Ventilateur médical (20) comprenant une soufflante (10) motorisée selon la revendication 9.