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WO2009092871A1 - Appareil d'alimentation en gaz pour pile a combustible, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Appareil d'alimentation en gaz pour pile a combustible, notamment pour vehicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2009092871A1
WO2009092871A1 PCT/FR2008/001494 FR2008001494W WO2009092871A1 WO 2009092871 A1 WO2009092871 A1 WO 2009092871A1 FR 2008001494 W FR2008001494 W FR 2008001494W WO 2009092871 A1 WO2009092871 A1 WO 2009092871A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
motor
cooling air
air
cooling
Prior art date
Application number
PCT/FR2008/001494
Other languages
English (en)
Inventor
Gilbert Grasmuck
Original Assignee
Airtechnologies
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airtechnologies, Peugeot Citroen Automobiles Sa filed Critical Airtechnologies
Publication of WO2009092871A1 publication Critical patent/WO2009092871A1/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
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    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/057—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine

Definitions

  • the present invention relates to a gas supply apparatus for a fuel cell, in particular for a motor vehicle.
  • a fuel cell must be fed with oxygen under pressure, and it is known to use for this purpose an apparatus, commonly referred to as "turbomachine", comprising a compression system formed by a finned wheel and a volute.
  • the impeller is rotated by an electric motor, the apparatus also including electronic components (electronic boards, power electronics) placed in a housing.
  • the apparatus In order to reduce the energy impact of such an apparatus on the fuel cell system and to obtain the required efficiency, it is necessary to drive the finned wheel at high speed.
  • the apparatus includes air bearings supporting the rotating motor shaft and an air abutment system for axially holding this shaft against the thrust exerted axially on the shaft by the pressurized air generated. by the compression system.
  • These bearings make it possible to reach high speeds of rotation while preserving the reliability of the apparatus and the cleanliness of the gas, since the guide / support system of the shaft does not require lubricant of the grease or oil type.
  • a main objective of the invention is therefore to provide a gas supply apparatus for a fuel cell, in particular for a motor vehicle, which is perfectly suited to integration under the hood of a motor vehicle, in terms of overall dimensions, reliability and environmental compatibility that this application specifically requires.
  • An additional object of the invention is to provide an apparatus reducing the risk of electromagnetic disturbances and / or improving the electromagnetic compatibility of the device in the severe electrical environment that is that of a fuel cell electric vehicle.
  • the apparatus concerned comprises, in a manner known per se, a gas compression assembly, comprising a finned wheel, a motor - preferably an electric motor - for driving this finned wheel, contained in a housing, and electronic components. housed in a housing, the finned wheel being guided or supported by a set of radial air bearings and axial air abutments.
  • said housing is placed in the immediate vicinity of the motor of the apparatus so that heat exchanges are possible between this housing and the motor housing.
  • the aforementioned objectives are achieved by the apparatus according to the invention.
  • the proximity of the housing and the engine makes it possible to use the engine cooling system or systems for cooling the electronic components of the apparatus.
  • the risk of electromagnetic interference is reduced due to this proximity, and the electromagnetic compatibility of the apparatus with the fuel cell system and the electric vehicle is improved, which favors the use of this apparatus in the disturbed environment which is that of a fuel cell system for an electric vehicle.
  • the housing has an elongate shape, and its longitudinal dimension extends parallel to the longitudinal axis of the motor.
  • the motor housing forms extensions integral with it, extending inside the housing. These extensions allow cooling of the electronic components contained in the housing.
  • the apparatus comprises a fan operating a cooling air flow through the engine, and a cooling air inlet disposed such that this cooling air passes through said housing.
  • This cooling air ensures a good cooling of the electronic components contained in this housing.
  • the cooling air inlet is arranged at one of the walls of the housing not facing the motor housing.
  • the apparatus is housed in a box and the cooling air inlet is arranged at one of the walls of this box located remote from said box, in particular located on a side of the apparatus opposite the housing, the apparatus further being arranged such that cooling air passes through the housing before entering the fan.
  • the cooling air thus circulates around the entire apparatus in addition to passing through said housing.
  • Said cooling air inlet advantageously comprises a filter for eliminating the risk of entry of particles, especially dust, into the housing.
  • the apparatus comprises a cooling air intake horn in the fan blade wheel, arranged coaxially with this fan. finned wheel, this flag being placed in a cooling air intake box located between the housing containing the electronic organs and the engine.
  • the apparatus may comprise a steerable bladed diffuser, known in itself, for adjusting the angle of the flow of gas leaving the compression system according to the gas requirements of the fuel cell.
  • the motorization of this diffuser is advantageously placed in a housing adjacent to said cooling air intake box, and is therefore cooled by heat exchange with this housing.
  • FIG. 1 is a perspective view, according to a first embodiment
  • Figure 2 is a longitudinal sectional view through the axis of the shaft of an engine that includes this device
  • FIG. 3 is a perspective view of a casing containing said motor and ducts connected to this casing, intended to convey a cooling liquid
  • FIG. 4 is a view of the apparatus similar to FIG. 2, according to FIG. second embodiment.
  • FIGS. 1 and 2 show a device 1 for supplying gas for a fuel cell, in particular for a motor vehicle, comprising an air compression assembly 2, a motor 3 contained in a casing 4 to which pipes 5 intended to be connected are connected. conveying a coolant, a cooling fan 6, electronic members 7a, 7b and a housing 8 housing these electronic members 7a, 7b, which is placed in close proximity to the engine 3.
  • the air compression system 2 comprises an air intake pipe 10, a finned wheel 11 mounted on the shaft 12 of the engine 3, a volute 13 in which the wheel 11 is placed, a pipe 14 of outlet of the pressurized air and a diffuser
  • the motor 3 comprises, in addition to the shaft 12, a rotor 20 and a stator 21, bearings 22 of the air type and an axial thrust system 23 to air, to contain the thrust exerted on the shaft 12 by compression air generated by the wheel 11.
  • the housing 4 internally forms a coolant circulation passage, cooling air circulation passages 26, and, as shown in FIGS. 2 and 3, three extensions 27 forming a body with it, extending inside the housing 8.
  • the liquid circulation passage 25 extends helically through the wall of the housing 4 and the extensions 27, coaxially to this housing, from the connection point of the feed pipe 5. liquid to the connection point of the pipe 5 of said liquid.
  • the air circulation passages 26 extend through the casing 4, from the outlet pipe of a volute 30 that comprises the fan 6, to the level of the chamber containing the rotor 20 and the stator 21, and at the level of the bearings 22 and the stop system 23. These passages 26 are fed by ducts 28 for conveying the cooling air to the casing 4, and the appliance 1 comprises a duct (not visible in the figures) the volute 30 is adjacent to a wall that includes the housing 4 and is provided with a gap at its bottom, around the shaft 12, so that a part of the pressurized air stream generated by the fan 6 operates, by air leakage through said gap, a direct cooling of a bearing 22 located near this volute.
  • the extensions 27 extend between components of the power electronics of the engine 3, in particular between power semiconductors 7a that includes this power electronics, which they allow cooling through the cooling liquid that passes through them.
  • the fan 6 is located on the opposite side of the compression system 2. It comprises, in addition to the volute 30, an inlet pipe 31, equipped with a horn 32, and a fin wheel 33 mounted in the inlet of the volute 30, on an extension of the shaft 12.
  • the horn 32 is placed in an air intake housing 35 located between the casing 8 and the motor 3, this casing 35 being connected to the casing 8 via a duct 36 for admission of air. 'air.
  • the housing 8 comprises, at its wall 8a opposite to that adjacent to the casing 4, an inlet 37 of cooling air equipped with a particulate filter 38 eliminating the risk of entry of particles, including dust, into the housing 8.
  • the casing 8 is placed in such a way that heat exchange is possible between this casing 8 and the casing 4 of the motor 3, and the proximity of this casing and the motor 3 makes it possible to use the liquid and air cooling systems of the engine 3 to cool the electronic components
  • the power semiconductors 7a are cooled by the extensions 27 of the casing 4, which are themselves cooled by the cooling fluid flowing therethrough, and all the electronic components 7a, 7b are cooled by the suction cooling air through the housing 8.
  • the risk of electromagnetic interference is further reduced by the proximity of the housing 8 and the housing 4 of the engine 3, and the electromagnetic compatibility of the apparatus 1 with the fuel cell system and the electric vehicle is improved, which promotes the use of this device in the disturbed environment which is that of a fuel cell system for electric vehicles.
  • the horn 32 and the air intake housing 35 can greatly reduce the noise generated by the circulation of cooling air, and the motorization 16 of the diffuser 15 with steerable vanes is cooled by heat exchange of the walls. of the housing 40 which contains it with the air intake housing 35.
  • FIG. 4 shows an apparatus 1 similar to that described above with reference to FIGS. 1 to 3, except that, in this case, the apparatus 1 is housed in a caisson 45.
  • the apparatus 1 is furthermore arranged, as previously , so that the cooling air passes through this housing 8 before entering the fan 6.
  • the cooling air thus circulates around the entire apparatus 1 in addition to passing through the housing 8.
  • the air intake pipe 10 in the air compression system 2 also comprises a horn 46.
  • the invention provides an apparatus for gas supply for a fuel cell, in particular for a motor vehicle, having, compared to the homologous apparatuses of the prior art, the key advantages of cooling the apparatus under the best conditions, notwithstanding the required space and the relatively high temperature of the environment in which the apparatus is intended to operate, namely the engine compartment of a motor vehicle, have a space suitable for a housing in a motor vehicle engine compartment, to have an operating sound level also suitable for use on a motor vehicle, and to present a reduced risk of electromagnetic disturbances.

Landscapes

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Abstract

Cet appareil (1) comprend un ensemble (2) de compression de gaz, comprenant une roue à ailettes, un moteur électrique (3) d'entraînement de cette roue à ailettes, contenu dans un carter (4), et des organes électroniques logés dans un boîtier (8), la roue à ailettes (11) étant guidée ou supportée par un ensemble de paliers (22) à air radiaux et de butées à air (23) axiales. Selon l'invention, ledit boîtier (8) est placé à proximité immédiate du moteur de l'appareil (1) de telle sorte que des échanges thermiques soient possibles entre ce boîtier (8) et le carter (4) du moteur.

Description

APPAREIL D'ALIMENTATION EN GAZ POUR PILE À COMBUSTIBLE,
NOTAMMENT POUR VÉHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un appareil d'alimentation en gaz pour pile à combustible, notamment pour véhicule automobile. Une pile à combustible doit être alimentée en oxygène sous pression, et il est connu d'utiliser à cet effet un appareil, couramment dénommé "turbomachine", comprenant un système de compression formé par une roue à ailettes et une volute. La roue à ailettes est entraînée en rotation par un moteur électrique, l'appareil incluant également des organes électroniques (cartes électroniques, électronique de puissance) placés dans un boîtier.
Afin de réduire l'impact énergétique d'un tel appareil sur le système de pile à combustible et d'obtenir le rendement requis, il est nécessaire d'entraîner la roue à ailettes à haute vitesse. Pour ce faire, l'appareil inclut des paliers à air supportant l'arbre du moteur en rotation et un système de butée à air de maintien axial de cet arbre à rencontre de la poussée exercée axialement sur cet arbre par l'air sous pression généré par le système de compression. Ces paliers permettent d'atteindre les hautes vitesses de rotation tout en préservant la fiabilité de l'appareil et la propreté du gaz car le système de guidage/support de l'arbre ne nécessite pas de lubrifiant du type graisses ou huiles. II existe des appareils de ce type mais aucun ne s'avère parfaitement adapté à une intégration sous le capot d'un véhicule automobile, compte tenu des contraintes d'encombrement, de fiabilité et de tenue à l'environnement que requiert spécifiquement cette application.
De plus, compte tenu de la haute vitesse de rotation du moteur, un tel appareil subit un échauffement important, et doit donc être refroidi, à défaut de quoi des organes qu'il comprend, en particulier les paliers et butées à air précités, le moteur ainsi que les organes électroniques, pourraient être endommagés ou auraient des durées de service réduites.
Un objectif principal de l'invention est par conséquent de fournir un appareil d'alimentation en gaz pour une pile à combustible, notamment destiné à un véhicule automobile, qui soit parfaitement adapté à une intégration sous le capot d'un véhicule automobile, en termes d'encombrement, de fiabilité et de tenue à l'environnement que requiert spécifiquement cette application.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un appareil dont le refroidissement puisse être réalisé dans les meilleures conditions, nonobstant l'encombrement requis et la température relativement élevée de l'environnement dans lequel cet appareil est destiné à fonctionner. Un autre objectif encore de l'invention est de fournir un appareil ayant un niveau sonore de fonctionnement également adapté à une utilisation sur un véhicule automobile électrique.
Un objectif supplémentaire de l'invention est de fournir un appareil réduisant le risque de perturbations électromagnétiques et/ou améliorant la compatibilité électromagnétique de l'appareil dans l'environnement électrique sévère que constitue celui d'un véhicule électrique à pile à combustible.
L'appareil concerné comprend, de manière connue en soi, un ensemble de compression de gaz, comprenant une roue à ailettes, un moteur - de préférence électrique - d'entraînement de cette roue à ailettes, contenu dans un carter, et des organes électroniques logés dans un boîtier, la roue à ailettes étant guidée ou supportée par un ensemble de paliers à air radiaux et de butées à air axiales.
Selon l'invention, ledit boîtier est placé à proximité immédiate du moteur de l'appareil de telle sorte que des échanges thermiques soient possibles entre ce boîtier et le carter du moteur.
Les objectifs précités sont atteints par l'appareil selon l'invention. En particulier, la proximité du boîtier et du moteur permet d'utiliser le ou les systèmes de refroidissement du moteur pour refroidir les organes électroniques de l'appareil. En outre, le risque de perturbations électromagnétiques est réduit du fait de cette proximité, et la compatibilité électromagnétique de l'appareil avec le système de pile à combustible et le véhicule électrique est améliorée, ce qui favorise l'utilisation de cet appareil dans l'environnement perturbé qui est celui d'un système pile à combustible pour véhicule électrique.
De préférence, le boîtier présente une forme allongée, et sa dimension longitudinale s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du moteur.
Les échanges thermiques entre le système de refroidissement du moteur et ledit boîtier sont ainsi maximalisés.
De préférence, le carter du moteur forme des extensions faisant corps avec lui, se prolongeant à l'intérieur du boîtier. Ces extensions permettent de réaliser un refroidissement des organes électroniques contenus dans le boîtier.
Elles s'étendent avantageusement entre des composants de l'électronique de puissance du moteur, notamment entre les semi-conducteurs que comprend cette électronique de puissance. Lesdites extensions peuvent notamment comprendre un ou plusieurs conduits internes de circulation d'un fluide de refroidissement, servant au refroidissement du carter du moteur. Ce fluide de refroidissement peut notamment être de l'eau glycolée. De préférence, l'appareil comprend un ventilateur opérant une circulation d'air de refroidissement au travers du moteur, et une entrée d'air de refroidissement disposée de manière telle que cet air de refroidissement traverse ledit boîtier.
Cet air de refroidissement permet d'assurer un bon refroidissement des composants électroniques contenus dans ce boîtier.
Selon une possibilité, dans ce cas, l'entrée d'air de refroidissement est aménagée au niveau de l'une des parois du boîtier non tournée vers le carter du moteur.
Selon une autre possibilité, dans ce même cas, l'appareil est logé dans un caisson et l'entrée d'air de refroidissement est aménagée au niveau de l'une des parois de ce caisson située de manière distante dudit boîtier, notamment située sur un côté de l'appareil opposé à ce boîtier, l'appareil étant en outre agencé de telle sorte que l'air de refroidissement traverse le boîtier avant d'entrer dans le ventilateur.
L'air de refroidissement circule ainsi autour de l'ensemble de l'appareil en plus de traverser ledit boîtier.
Ladite entrée d'air de refroidissement comprend avantageusement un filtre permettant d'éliminer le risque d'entrée de particules, notamment de poussières, dans le boîtier.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le ventilateur comprend, du côté opposé au système de compression, une roue à ailettes montée sur une extension de l'arbre du moteur, une volute dans laquelle cette roue à ailettes est placée, et est relié à des conduits de distribution du courant d'air de refroidissement généré par cette roue à ailettes, ces conduits distribuant l'air de refroidissement à l'intérieur du carter du moteur. La volute du ventilateur est avantageusement pourvue d'un interstice au niveau de son fond, autour de l'arbre du moteur, de sorte qu'une partie du courant d'air sous pression que génère le ventilateur opère, par fuite d'air par ledit interstice, un refroidissement direct d'un palier de l'arbre du moteur, que comprend le moteur à proximité de cette volute. Lesdits conduits de distribution comprennent avantageusement un conduit d'acheminement de l'air de refroidissement vers le carter du moteur, une série de passages d'écoulement d'air dans l'entrefer du moteur, au niveau d'un ou plusieurs paliers de l'arbre du moteur et éventuellement au niveau d'un ou plusieurs systèmes de butée axiale que peut comprendre cet arbre, et un conduit d'évacuation de cet air en sortie du carter du moteur
Avantageusement, l'appareil comprend un pavillon d'entrée d'air de refroidissement dans la roue à ailettes du ventilateur, disposé coaxialement à cette roue à ailettes, ce pavillon étant placé dans un boîtier d'admission d'air de refroidissement situé entre le boîtier contenant les organes électroniques et le moteur.
Ce pavillon et ce boîtier d'admission permettent de réduire fortement le bruit généré par la circulation de l'air de refroidissement. L'appareil peut comprendre un diffuseur à aubages orientables, connu en lui-même, permettant de régler l'angle du flux de gaz sortant du système de compression selon les besoins en gaz de la pile à combustible. Dans ce cas, la motorisation de ce diffuseur est avantageusement placée dans un boîtier attenant au dit boîtier d'admission d'air de refroidissement, et est donc refroidie par échange thermique avec ce boîtier.
L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence aux dessins schématiques annexés, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation possibles de l'appareil qu'elle concerne. La figure 1 en est une vue en perspective, selon une première forme de réalisation ; la figure 2 en est une vue en coupe longitudinale passant par l'axe de l'arbre d'un moteur que comprend cet appareil ; la figure 3 est une vue en perspective d'un carter contenant ledit moteur et de conduites reliées à ce carter, destinées à véhiculer un liquide de refroidissement, et la figure 4 est une vue de l'appareil similaire à la figure 2, selon la deuxième forme de réalisation.
Par simplification, les parties ou éléments d'une forme de réalisation qui se retrouvent de manière identique ou similaire dans une autre forme de réalisation seront identifiés par les mêmes références numériques et ne seront pas à nouveau décrits.
Les figures 1 et 2 représentent un appareil 1 d'alimentation en gaz pour pile à combustible, notamment pour véhicule automobile, comprenant un ensemble 2 de compression d'air, un moteur 3 contenu dans un carter 4 auquel sont reliées des conduites 5 destinées à véhiculer un liquide de refroidissement, un ventilateur 6 de refroidissement, des organes électroniques 7a, 7b et un boîtier 8 logeant ces organes électroniques 7a, 7b, qui est placé à proximité immédiate du moteur 3.
Le système 2 de compression d'air comprend une tubulure 10 d'entrée de l'air, une roue à ailettes 11 montée sur l'arbre 12 du moteur 3, une volute 13 dans laquelle est placée la roue 11, une tubulure 14 de sortie de l'air sous pression et un diffuseur
15 à aubages orientables, actionné par une motorisation 16 au moyen d'une transmission 17. L'ensemble de ces éléments est connu et ne fait pas en lui-même l'objet de l'invention, de sorte qu'il ne sera pas décrit plus en détails.
Le moteur 3 comprend, outre l'arbre 12, un rotor 20 et un stator 21 , des paliers 22 du type à air et un système de butée axiale 23 à air, permettant de contenir la poussée exercée sur l'arbre 12 par la compression de l'air générée par la roue 11.
Le carter 4 forme intérieurement un passage 25 de circulation d'un liquide de refroidissement, des passages 26 de circulation de l'air de refroidissement, et, comme le montrent les figures 2 et 3, trois extensions 27 faisant corps avec lui, se prolongeant à l'intérieur du boîtier 8. Le passage 25 de circulation de liquide s'étend hélicoïdalement au travers de la paroi du carter 4 et des extensions 27, coaxialement à ce carter, depuis le point de raccordement de la conduite 5 d'amenée de liquide jusqu'au point de raccordement de la conduite 5 dudit liquide.
Les passages 26 de circulation d'air s'étendent au travers du carter 4, depuis la tubulure de sortie d'une volute 30 que comprend le ventilateur 6, jusqu'au niveau de la chambre contenant le rotor 20 et le stator 21 , et au niveau des paliers 22 et du système de butée 23. Ces passages 26 sont alimentés par des conduits 28 d'acheminement de l'air de refroidissement vers le carter 4, et l'appareil 1 comprend un conduit (non visible sur les figures) d'évacuation de cet air en sortie du carter 4. La volute 30 est attenante à une paroi que comprend le carter 4 et est pourvue d'un interstice au niveau de son fond, autour de l'arbre 12, de sorte qu'une partie du courant d'air sous pression que génère le ventilateur 6 opère, par fuite d'air au travers dudit interstice, un refroidissement direct d'un palier 22 situé à proximité de cette volute. Les extensions 27 s'étendent entre des composants de l'électronique de puissance du moteur 3, notamment entre des semi-conducteurs de puissance 7a que comprend cette électronique de puissance, dont elles permettent le refroidissement grâce au liquide de refroidissement qui les traverse.
Le ventilateur 6 est situé du côté opposé au système de compression 2. Il comprend, outre la volute 30, une tubulure 31 d'entrée d'air, équipée d'un pavillon 32, et une roue à ailettes 33 montée dans l'entrée de la volute 30, sur une extension de l'arbre 12.
Comme cela est visible sur la figure 2, le pavillon 32 est placé dans un boîtier 35 d'admission d'air situé entre le boîtier 8 et le moteur 3, ce boîtier 35 étant relié au boîtier 8 par un conduit 36 d'admission d'air. Le boîtier 8 comprend, au niveau de sa paroi 8a opposée à celle attenante au carter 4, une entrée 37 d'air de refroidissement équipée d'un filtre à particules 38 éliminant le risque d'entrée de particules, notamment de poussières, dans le boîtier 8.
Ce boîtier 8 présente une forme allongée, et sa dimension longitudinale s'étend parallèlement à l'axe longitudinal de l'arbre 12 du moteur 3. Outre les semi- conducteurs de puissance 7a, il contient notamment des cartes électroniques 7b.
Il apparaît également sur la figure 2 que la motorisation 16 du diffuseur à aubages orientables est placée dans un boîtier 40 attenant au boîtier 35 d'admission d'air de refroidissement.
Comme cela apparaît, dans l'appareil 1 , le boîtier 8 est placé de telle sorte que des échanges thermiques soient possibles entre ce boîtier 8 et le carter 4 du moteur 3, et la proximité de ce boîtier et du moteur 3 permet d'utiliser les systèmes de refroidissement par liquide et air du moteur 3 pour refroidir les organes électroniques
7a, 7b de l'appareil, qu'il contient. Plus précisément, les semi-conducteurs de puissance 7a sont refroidis par les extensions 27 du carter 4, elles-mêmes refroidies par le fluide de refroidissement circulant à travers elles, et l'ensemble des composants électroniques 7a, 7b est refroidi par l'aspiration de l'air de refroidissement au travers du boîtier 8.
Le risque de perturbations électromagnétiques est de plus réduit du fait de la proximité du boîtier 8 et du carter 4 du moteur 3, et la compatibilité électromagnétique de l'appareil 1 avec le système de pile à combustible et le véhicule électrique est améliorée, ce qui favorise l'utilisation de cet appareil dans l'environnement perturbé qui est celui d'un système pile à combustible pour véhicule électrique.
En outre, le pavillon 32 et le boîtier 35 d'admission d'air permettent de réduire fortement le bruit généré par la circulation de l'air de refroidissement, et la motorisation 16 du diffuseur 15 à aubages orientables est refroidie par échange thermique des parois du boîtier 40 qui la contient avec le boîtier 35 d'admission d'air.
La figure 4 montre un appareil 1 similaire à celui décrit plus haut en référence aux figures 1 à 3, sinon que, dans ce cas, l'appareil 1 est logé dans un caisson 45. L'appareil 1 est en outre agencé, comme précédemment, de telle sorte que l'air de refroidissement traverse ce boîtier 8 avant d'entrer dans le ventilateur 6.
L'air de refroidissement circule ainsi autour de l'ensemble de l'appareil 1 en plus de traverser le boîtier 8.
Il est à remarquer que, dans ce cas, la tubulure 10 d'entrée de l'air dans le système 2 de compression d'air comprend également un pavillon 46. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un appareil d'alimentation en gaz pour pile à combustible, notamment pour véhicule automobile, présentant, par rapport aux appareils homologues de la technique antérieure, les avantages déterminants de réaliser un refroidissement de l'appareil dans les meilleures conditions, nonobstant l'encombrement requis et la température relativement élevée de l'environnement dans lequel cet appareil est destiné à fonctionner, à savoir le compartiment moteur d'un véhicule automobile, d'avoir un encombrement adapté à un logement dans un compartiment moteur de véhicule automobile, d'avoir un niveau sonore de fonctionnement également adapté à une utilisation sur un véhicule automobile, et de présenter un risque réduit de perturbations électromagnétiques.
L'invention a été décrite ci-dessus en référence à une forme de réalisation donnée à titre de pur exemple. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à cette forme de réalisation mais qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisations couvertes par les revendications ci-annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Appareil (1) d'alimentation en gaz pour pile à combustible notamment pour véhicule automobile, comprenant un ensemble (2) de compression de gaz, comprenant une roue à ailettes (11), un moteur (3) - de préférence électrique - d'entraînement de cette roue à ailettes (11), contenu dans un carter (4), et des organes électroniques (7a, 7b) logés dans un boîtier (8), la roue à ailettes (11) étant guidée ou supportée par un ensemble de paliers (22) à air radiaux et de butées à air (23) axiales, caractérisé en ce que ledit boîtier (8) est placé à proximité immédiate du moteur (3) de l'appareil (1) de telle sorte que des échanges thermiques soient possibles entre ce boîtier (8) et le carter (4) du moteur (3).
2 - Appareil (1) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le boîtier (8) présente une forme allongée, et en ce que sa dimension longitudinale s'étend parallèlement à l'axe longitudinal du moteur (3).
3 - Appareil (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le carter (4) du moteur (3) forme des extensions (27) faisant corps avec lui, se prolongeant à l'intérieur du boîtier (8).
4 - Appareil (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites extensions (27) s'étendent entre des composants de l'électronique de puissance du moteur (3), notamment entre des semi-conducteurs de puissance (7a) que comprend cette électronique de puissance.
5 - Appareil (1) selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites extensions (27) comprennent un ou plusieurs conduits internes (25) de circulation d'un liquide de refroidissement, servant au refroidissement du carter (4) du moteur (3). 6 - Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur (6) opérant une circulation d'air de refroidissement au travers du moteur (3), et une entrée (37) d'air de refroidissement disposée de manière telle que cet air de refroidissement traverse ledit boîtier (8).
7 - Appareil (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite entrée (37) d'air de refroidissement est aménagée au niveau de l'une des parois (8a) du boîtier (8) non tournée vers le carter (4) du moteur (3).
8 - Appareil (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est logé dans un caisson (45) et en ce que l'entrée d'air de refroidissement (37) est aménagée au niveau de l'une des parois (45a) de ce caisson (45) située de manière distante dudit boîtier (8), notamment située sur un côté de l'appareil (1) opposé à ce boîtier (8), l'appareil étant en outre agencé de telle sorte que l'air de refroidissement traverse ce boîtier (8) avant d'entrer dans le ventilateur (6). 9 - Appareil (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que ladite entrée d'air de refroidissement (37) comprend un filtre (38).
10 - Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ventilateur (6) comprend, du côté opposé au système de compression (2), une roue à ailettes (33) montée sur une extension de l'arbre (12) du moteur (3), une volute (30) dans laquelle cette roue à ailettes (33) est placée, et est relié à des conduits (26, 28) de distribution du courant d'air de refroidissement généré par cette roue à ailettes (33), ces conduits (26, 28) distribuant l'air de refroidissement à l'intérieur du carter (4) du moteur (3). 11 - Appareil (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la volute (30) du ventilateur (6) est pourvue d'un interstice au niveau de son fond, autour de l'arbre du moteur, de sorte qu'une partie du courant d'air sous pression que génère le ventilateur opère, par fuite d'air par ledit interstice, un refroidissement direct d'un palier (22) de l'arbre (12) du moteur (3), que comprend le moteur (3) à proximité de cette volute (30).
12 - Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que lesdits conduits de distribution comprennent un conduit (28) d'acheminement de l'air de refroidissement vers le carter (4) du moteur (3), une série de passages (26) d'écoulement d'air dans l'entrefer du moteur (3), au niveau des paliers (22) de l'arbre (12) du moteur (3) et au niveau des systèmes de butée axiale (23) que comprend cet arbre (12), et un conduit d'évacuation de cet air en sortie du carter (4) du moteur (3).
13 - Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un pavillon (32) d'entrée d'air de refroidissement dans la roue à ailettes (33) du ventilateur (6), disposé coaxialement à cette roue à ailettes (33), ce pavillon (32) étant placé dans un boîtier (35) d'admission d'air de refroidissement situé entre le boîtier (8) contenant les organes électroniques (7a, 7b) et le moteur (3).
14 - Appareil (1) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend un diffuseur (15) à aubages orientables permettant de régler l'angle du flux de gaz sortant du système de compression (2) selon les besoins en gaz de la pile à combustible, et en ce que la motorisation (16) de ce diffuseur (15) est placée dans un boîtier (40) attenant audit boîtier (35) d'admission d'air de refroidissement, et est donc refroidie par échange thermique avec ce boîtier (35).
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