Brevet FR2355524A1 — publié le 19780120

L'invention se rapporte à une trappe ou clapet coupe-feu utilisable comme dispositif de sécurité en cas d'incendie dans un bâtiment. Un tel dispositif peut notamment etre interpose dans une gaine de ventilation, au niveau d'une cloison coupe-feu. Normalement ouvert, il se ferme automatiquement sous l'effet de l'échauffement anormal dû à un incendie et assure l'isolation complète de la partie du bâtiment protégée par la cloison coupefeu. On eonnatt des dispositifs de ce genre qui comportent un caisson ouvert pouvant autre fixé à l'extrémité d'une gaine de ventilation, ou interposé entre deux gaines. Dans ce caisson est prévu un volet plan qui peut pivoter autour d'un axe situé dans son plan moyen, entre une position d'ouverture où le volet est retenu par un organe de verrouillage fusible et unosition de fermeture qu'il atteint par pivotement autour de son axe lorsque l'organe de verrouillage rusible, ayant fondu du fait d'un échauffement anormal, l'a libéré.Ce volet d'obturation pivote généralement par gravité et vient s'appliquer, en position de fermeture, contre des Joints d'étanchéité prévus à l'intérieur du caisson Un tel dispositif présente de nombreux inconvénients. I1 doit Autre monté dans un sens déterminé par rapport à 1técoule- ment d'air, sinon ce dernier gênerait et pourrait empocher le mouvement de fermeture du volet mobile. Fonctionnant par gravité, le volet mobile doit Entre de préférence horizontal en position d'ouverture, et le fonctionnement du dispositif sur une gaine verticale est problématique et demande un réglage spécial. Les Joints d'étanchéité doivent s'interrompre au voisinage des extrémités de l'axe de pivotement, d'où il résulte une mauvaise étanchéité en position de fermeture du volet, conduisant à des résultats défavorables sur le plan de la sécurité en cas de différence de pression, mAeme légers, entre les deux faces du volet.Le volet mobile, particulièrement sur un dispositif coupefeu de grandes dimensions, présente un poids important qui occasionne un phénomène de choc néfaste à chaque essai du dispositif, ce qui peut amoindrir progressivement la qualité de fonctionnement de celui-ci (on sait que de tels essais sont obligatoires à intervalles de temps déterminés après installation dans un bitument; Ce poids du volet rend de plus son réarmement malaisé. Le volet en position d'ouverture reste à l'intérieur du flux d'écoulement de l'air et crée une perte de charge défavorable. L'invention a pour but de définir une trappe coupe-feu qui élimine tous ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet une trappe coupefeu constituée par un caisson ouvert offrant normalement un passage à un écoulement d'air, ce caisson contenant un élément d'obturation mobile qui vient fermer le passage du caisson en cas d'échauffement anormal dû à un incendie, tandis qu'il est normalement retenu en position d'ouverture par un organe de verrouillage à effacement thermique.Selon l'invention, l'élément d'obturation comprend au moins un panneau sensiblement plan pivotant autour d'un axe situé à distance du plan moyen du panneau et parallèle à celui-ci, de sorte que le panneau se trouve, en position d'ouverture, effacé latéralement par rapport au passage du caisson et vient, sous llackion d'un reflsort,obturer ledit passage en position de fermeture, les bords d'un mSme c8té du panneau venant alors en regard et au voisinage immédiat des bords continus d'une ouverture correspondante du passage du caisson. Cette disposition nouvelle procure de multiples avan tages. Une trappe coupe-feu selon l'invention peut Stre montée sans qu'il y ait à respecter un sens par rapport à l'écoulement normal de l'air, car le flux d'air n'a pratiquement pas d'action sur le panneau en cours de pivotement et ns peut contrarier en aucun cas son mouvement. Ainsi sont éliminées toutes prescriptions de sens de montage, ce qui simplifie notablement les opérations d'installation et élimine les risques d'erreur. Le panneau d'obturation fonctionne sous l'action d'un ressort, et non pas par gravité. La trappe coupe-feu selon l'invention peut donc Autre montée indifféremment en toute position, et il n'est pas besoin d'en prévoir plusieurs types selon les différentes positions d'installation possibles. L'étanchéité du panneau d'obturation s'effectue entre un seul cAoté du panneau et les bords en regard de l'ouverture correspondante du caisson, ce bord faisant office d'un Joint continu qu'il est inutile d'interrompre au voisinage de l'axe de pivoterent, puisque celui-ci est écarté du panneau. On obtient ainsi une excellente étanchéité du panneau en position de fermeture, qui peut titre encore améliorée selon une autre caractéristique de l'invention exposée plus loin. Le panneau d'obturation vient se placer sans choc en regard des bords de l'ouverture à obturer, de sorte que la trappe coupe-feu selon l'invention peut être actionnée sans aucun effet néfaste aux cours d'essais qui peuvent être répétés pratiquement d'une ranime illiithe. Le panneau d'obturation, grâce à la position déportée de son axe de pivotexent, s'efface complètement du passage du caisson où a lieu l'écoulement de l'air. Il prend une position latérale parallèle au flux d'écoulement et ne crée aucune perte de charge. Afin d'améliorer ltétanchéité d'obturation du panneau pivotant, il est avantageux de le soumettre, en position de fermeture, à une force qui l'applique fermement contre les bords de l'ouverture qu'il doit obturer. A cet effet, il convient de relier le panneau à son axe de pivotement par un agencement élastique qui est libéré en cas d'échauffement anormal et exerce alors une force contre le panneau qui tend à ltéearter de son axe de pivotement pour l'appliquer en contact direct avec les bords de l'ouverture. Afin d'améliorer l'équilibrage et les conditions dynamiques du mouvement de rotation de l'élément d'obturation, il est préférable que ce dernier comporte non pas un seul, mais deux panneaux pivotant solidairement autour d'un axe commun et disposés symétriquement par rapport à ce dernier. Ces panneaux viennent, en position de fermeture, obturer respectivement l'ouverture d'entre et 11 ouverture de sortie du passage du caisson. L'élément d'obturation peut alors Stre constitué par la réunion de deux coquilles identiques Juxtaposées, comprenant chacune un panneau, de préférence plan, interposé entre deux Joues latérales, ees coquilles étant montées symétriquement par rapport à un axe de pivotement parallèle aux panneaux, situé entre ceux-ci et à égale distance de eeux-ci. De préférence, les deux coquilles sont reliées ensemble par un agencement de lialson qui les libère après pivotement en cas d'échauffement anormal, de sorte qu'elles s1écartent alors l'use de l'autre, ainsi que leurs panneaux, sous l'action d'un agencement élastique interposé, les panneaux venant s'appliquer conte les bords de l'ouverture respective qu'ils doivent obturer.On obtient ainsi une étanchéité d'obturation parfaite, la trappe coupe-feu selon l'invention offrant par suite une isolation excellente mOme en cas de différence de pression de part et d'autre, de sorte qu'elle est susceptible de répondre aux normes les plus sévères concernant le comportement en cas de surpression ou de dépression. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'intention peut être mise on pratique. La figure 1 représente en coupe une première forme d'exécution d'une trappe coupe-feu selon l'invention, comprenant un seul panneau d'obturation. La figure 2 représente, à la manière de la figure 1, une deuxième forme d'exécution d'une trappe coupe-feu, comprenant deux panneaux d'obturation en position d'ouverture. La figure 3 représente une coupe selon la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 représente l'objet de la figure 2 en position de fermeture. La figure 5 représente l'objet de la figure 4, les panneaux d'obturation étant soumis à une force d'application contre les ouvertures qu'ils obturent. La figure 6 représente une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 3. Une trappe coupe-feu selon l'invention comprend essentiellement (rigure 1) un caisson 10, de préférence de forme parallélépipédique ou cubique, en matière résistant au revu. Ce caisson rigide, ouvert sur deux côtés pour donner passage à un écoulement d'air 12, peut être encastré dans une cloison coupe-feu ll d'un bâtiment. Il contient un panneau d'obturation 13, de préférence plan ou sensiblement plan, également en matière résistant au feu , qui peut pivoter autour d'un axe 14 auquel il est relié par deux Joues latérales 15.Le panneau 13 peurrait aussi avoir la forme d'une portion de cylindre de révolution axé sur l'axe 14 Le panneau 13 est disposé en position écartée à une certaine distance de l'axe 14, cette distance, peu inférieure à la moitié de la largeur 16 du caisson, étant telle que le panneau 13 peut pivoter, sans heurter la paroi intérieure du caisson 10, d'une position d'ouverture où il est effacé latéralement par rapport à l'écoulement d'air 12, vers une position de fermeture où il obture le passage du caisson en comblant une-ouverture 17, ses bords venant en regard des bords de cette ouverture.Le panneau 13 est sollicité selon la flèche 18 vers sa position de fermeture par un ressort de traction 19 disposé à l'extérieur du caisson entre un point fixe 20 et une manette de réarmement 21 reliée à ltextrérité extérieure d'une tige 22 matérialisant l'axe de pivotement 14 et solidaire des joués 15. Bans les conditions normales, c'est-à-dire en l'absence d'incendie, l'élément d'obturation constitué essentiellement par le panneau 13 et les Joues 15 est maintenu en position d'ouverture, à l'encontre du ressort 19, par un organe de verrouillage 23 s'effaçant en cas d'échauffement anormal, tel qu'une tige ou une goupille fusible.Lorsque l'organe de verrouillage 23 s'efface, le panneau 13 vient obturer l'ouverture 17 et la trappe coupe-feu assure l'isolation de sécurité désire en cas d'incendie. De préférence, aucune butée de fin de course n'est promue pour définir la position de fermeture du panneau 13; ctest seulement l'état détendu du ressort 19 qui définit cette position, que le panneau 13 atteint sans aucun choc après quelques oscillations. Pour permettre la libre rotation du panneau 13, il importe de prévoir un petit intervalle libre entre ses bords et les bords de l'ouverture 17. Si le léger manque d'étanchéité qui en résulte parait rédhibitoire, le dispositif décrit peut Autre perfectionné en prévoyant un agencement élastique thermiquement libérable entre le panneau 13 et son axe de pivotement 14. Cet agencement, qui peut Etre placé dans la zone de fixation'de chaque Joue 15 au panneau 13, comprend par exemple un certain nombre de liaisons élastiques 24 constituées par-un ressort de compression associé à un lien fusible.Ces liens fusibles sont calibrés pour s'éclipser après l'effacement de l'organe de verrouillage 23, de sorte que ce n'est qu'après la venue du panneau 13 en position de fermeture que les liaisons élastiques 24 sont libérées et appliquent fermement en contact le panneau 13 sur les bords de l'ouverture 17, faisant disparaître l'intervalle précédemment mentionné et procurant une complète étanchéité. La figure 2 montre une autre forme d'exécution de la trappe coupe-feu selon l'invention. Les éléments homologues des figures 1 et 2 portent les mêmes références. Ici, l'élément d'obturation comporte deux panneaux 13, l3a. Ces panneaux sont reliés à une tige 22, matérialisant leur axe de rotation 14 commun, par des joufis -latérales 15, 15a semi-circulaires qui sont centrées sur l'axe 14 et se raccordent selon un diamètre. La tige 22, de préférence réduite à deux trongons alignés, est solidaire dn rotation des joues 15, 15 et tourne dans des paliers supports 32 encastrés dans les parois latérales du caisson 10. En position de fermeture de l'élément obturateur pivotant, les panneaux 13 et 13a viennent fermer respectivement l'ouverture d'entrée 15 et l'ouverture de sortie 15a du passage interne du caisson (figure 4). En position d'ouverture, les panneaux 13 et 13a s'effacent latéralement et forment, avec la double paire de Joues 15, 15a, un conduit reliant les ouvertures 17, 17a d'entrée et de sortie, qui sont de préférence rectangulaire et définies par des plaques 25, 25a inclinées vers l'intérieur du caisson pour former des embouchures évases favorisant l'écoulement de l'air 12. Comme on l'a déJà signalé, le sens de cet écoulement est indifférent et les ouvertures 17, 17a, identiques, peuvent être interchangées purement et simplement. Les deux coquilles que forment les deux panneaux 13, 13a et les deux paires de Joues 15, 15a sont réunies symétriquement autour de la tige axiale 22 par des liens tels que des tiges filetées 26 traversant les panneaux 13, 13a et munies d'écrous de serrage 27, 27a. Les panneaux 13, 13a sont parallèles entre eux et perpendiculaires aux Joues 15, 15a. Ils sont situés à égale distance de la tige axiale 22, elle-même disposée centralement dans le caisson 10, perpendiculairement au flux d'écoulement d'air 12. Comme dans la forme d'exécution de la figure 1, la tige 22 porte, extérieurement au caisson 10, une manette de réarmement 21 reliée par un ressort de traction 19 à un point fixe 20. Ce ressort fait pivoter selon la flèche 18 l'élément d'obturation en position de fermeture (figure 4) lorsque l'organe de verrouillage thermique 23 qui le maintient normalement en position d'ouverture (figure 2) s'est éclipsé par suite d'un échauffement excessif. Les bords des panneaux 13, l3a viennent alors en regard des bords des plaques 25, 25a, un petit intervalle 28 subsistant toutefois, qui est néeessaire pour permettre la libre rotation des panneaux 13, l3a. Si la présence de cet intervalle résiduel est Jugée inacceptable, il est possible, comme on l'a vu précédemment, de prévoir une application franche des panneaux 13, 13a sur les bords des ouvertures 17, 17t. A cet effet, on utilisera ici de préférence un agenee-ent élastique constitué par des ressorts de compression 29 sollicitant à l'écartement les Joues 15, 15a de part et d'autre de leur diamètre de contact et de l'axe de pivotement 14, tandis que les écrous 27, 27a sont des écrous fusibles. Quand ceux-ci s1effacent, les deux coquilles de l'élément d'obturation s'écartent l'une de l'autre et les panneaux 13, 13a sont appliqués contre les bords des ouvertures 17, 17a, de sorte que les intervalles 28 s'évanouissent.Pour que ce mouvement d'écartement s'effectue correctement selon un double mouvement de translation, il est avantageux de prévoir une tige axiale 22 de section carrée, dont les faces perpendiculaires aux panneaux 13, 13a guident selon un mouvement de translation parallèle à ces faces les bords rectilignes correspondants des encoches rectangulaires 30, 30a pour lesquelles les joues 15, 15a s'emboîtent sur la tige 22. Lorsqu'on peut s'accommoder des intervalles résiduels 28, chaque paire latérale de joues 15, 15a peut Entre réalisée en une seule pince circulaire, les liens 26 reliant les panneaux 13, 13a devenant alors inutiles. Comme le montre la figure 3, la tige 22 peut avantageu semant se réduire à deux tronçons par élimination de sa partie médiane qui risque de gêner l'écoulement de l'air à travers le caisson. Le caisson 10 peut Autre relié à une gaine de circulation d'air 33 par une virole 34. Lorsqu'on utilise un agencement élastique pour appliquer un panneau d'obturation 13 contre les bords de l'ouverture 17 correspondante, il convient que lleffaeement de l'organe de libération associé se produise après l'effacement de l'organe de verrouillage 23 libérant le pivotement de l'élément d'obturation, afin que l'application du panneau ne s'effectue que lorsque celuici est parvenu en position de fermeture. Ainsi, on pourra utiliser des organes fusibles pour l'agencement d'écartement qui fondent à une température (par exemple 180 C) supérieure à la température de fusion (par exemple 70 C) de l'organe de verrouillage fusible. Les ressorts d'écartement 29 représentés sur les figures 2, 4 et 5sont de préférence logés à l'intérieur de l'épaisseur des joues 15, 15a. Cette disposition les protège de la chaleur, de sorte qu'on est ainsi assuré qu'ils fonctionneront correctement même au bout d'un certain temps après le pivotement de l'élément d'obturation, alors que la teipérature s'est accrue. De plus, ils maintiennent longtemps leur poussée d'écartement, car ils restent protégés par les panneaux 13, 13a entre lesquels ils sont situés. La figure 6 représente un mode de montage d'une tige ou goupille fusible 23 qui, au centraire, doit colporter un fort couplage thermique avêe l'air circulant à travers le caisson 10. Cette goupille 23 traverse une paroi latérale du caisson 10 et pénètre dans un trou percé au fend d'une cuvette métallique 31 encastrée dans la joue 15 adjacente et affleurant par son bord l'intervalle situé entre la paroi et la joue. Cette disposition permet d'éliminer, au voisinage de la goupille fusible 23, la matière de la joue 15 qui est thermiquement isolante et entraverait la montée en température de la goupille 23 en cas d'échauffement anormal de l'air en circulation. Toutes les pièces constitutives non métalliques d'une trappe coupe-feu selon l'invention sont réalisées en matière résistant à la chaleur, par exemple en ailante ou en matériau à charge d'amiante. Plusieurs trappes coupe-feu selon l'invention peuvent être accouplés en ligne, la première trappe étant conforme à la description précédente et commandant le fonctionnement simultané des autres, lesquelles sont dépourvues d'organe de verrouillage 23, de ressort 19 et de manette 21.La figure 3 montre schémati- quement un tel mode d'utilisation; les extrémités en regard des tiges de pivotement 22, 22a de deux caissons 10, lOa sont reliées par un manchon 34 d'accouplement en rotation, le caisson lOa ne comportant pas les pièces 23, 19 et 21 précitées. Un tel accouplement de trappes coupe-feu, qui fonctionnent au moyen d'un unique mécanisme 23, 19, 21, est rendu possible par le fait que les éléments d'obu@ation sont équilibrés et ne demandent qu'un faible effort pour être mis en rotation, aussi bien en fonctionnement automatique qu'en réarmement. Une trappe coupe-feu selon l'invention peut également servir de registre de réglage de débit d'air. Il suffit de prévoir plusieurs positions de repos de l'élément d'obturation correspondant à une ouverture plus ou moins grande du passage du caisson. On peut par exemple prévoir plusieurs trous d'engagement de la cheville fusible 23, répartis autour de l'axe 14. L'organe de verrouillage à effacement thermique tel que la cheville fusible 23 peut être remplacé par tout autre dispositif convenable, à déclenchement électrique ou pneumatique; on peut aussi utiliser un moteur de mise en rotation de l'élément obturateur. REVENDICATIONS 1.- Trappe coupe-feu comprenant un caisson ouvert dans lequel peut pivoter un élément d'obturation qui vient fermez le passage d'écoulement d'air à travers le caisson en cas d'échauf fement anormal dû à un incendie, tandis que cet élément est normalement retenu en position d'ouverture par un organe de verrouillage à effacement thermique, caractérisée par le fait que l'élément d'obturation comprend au moins un panneau sensiblement plan pivotant autour d'un axe situé à distance du plan moyen du panneau et parallèlement å eelui-ci, le panneau se trouvant, en position d'ouverture, effacé latéralement par rapport au passage du caisson et venant, sous l'action d'un ressort, en position de fermeture, obturer ledit passage, les bords d'un meme ett du panneau venant alors en regard et au voisinage immédiat des bords continus d'une ouverture correspondante du passage du caisson. 2.- Trappe coupe-feu selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le panneau est relié à son axe de pivotement par un agencement élastique qui-est libéré en cas d'échauffement anormal et applique alors le panneau en position de fermeture contre les bords de l'ouverture correspondante. 3.- Trappe coupe-feu selon la revendication i, caractérisée par le fait que l'élément obturateur comprend deux panneaux disposés symétriquement par rapport à leur axe de pivotement commun et pouvant tourner solidairement autour de ce dernier pour venir obturer en position de fermeture respectwement l'entrée et la sortie du passage du caisson. 4.- Trappe coupe-feu selon la revendication 3, caracté- risée par le fait que l'élément obturateur est constitué par deux coquilles identiques Juxtaposées, comprenant chacune un panneau interposé entre deux Joues latérales perpendiculaires au panneau, ces coquilles étant montées symétriquement sur une tige constituant l'axe de pivotement commun dont elles sont solidaires en rotation. 5.- Trappe coupe-feu selon la revendication 4, caracté- risée par le fait que chaque paire latérale de joues est réalisée en une seule pièce réunissant les deux panneaux entre eux. 6.- Trappe coupe-feu selon la revendication 4, caract4- risée par le fait que les deux coquilles sont réunies par un agencement de liaison qui les libère en cas d'Xchauffement anormal après pivotement en position de fermeture, les deux panneaux s'écartant alers l'un de l'autre, de part et d'autre de leur axe de pivetement, Sous l'action d'un agencement élastique et venant s'appliquer respectivement centre les bords de l'ouverture d'entrée et de l'ouverture de sortie du passage du caisson. t.- frappe coupe-feu selon la revendication 6, caracté- risée par le fait que la tige constituant l'axe de pivotement présente une section carrée, deux de ses faces étant parallèles à la direction du mouvement d'écartement mutuel des panneaux. 8,- Trappe coupe-feu selon l'une quelconque des revendilations 1 à 7, caractérisée par le fait que la tige constituait l'axe de pivotement est munie d'une manette de réarmement extérieure au caissen, à laquelle est relié le ressort d'actionnement en pivotement de l'élément obturateur. 9.- Ensemble de trappes coupe-feu, caractérisé par le fait qu'il est constitué par plusieurs trappes coupe-feu selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, juxtaposées en série, leurs tiges de pivotement étant alignées et reliées mutuellement entre les caissons, les trappes ainsi accouplées fonctionnant ensemble sous la commande de l'une d'elles qui est seule munie d'un organe de verrouillage à effacement thermique, d'un ressort d'actionnement et d'une manette de réarmement.