Brevet FR2349720A1 — publié le 19771125

La présente inventinn est relative à une entre à parois multiple s . Elle concerne particulièremat le système de circulation d'un ou plusieurs liquides qui jouent le rôle de vêlets intégrés. On connaît des fenêtres ou menuiseries analogues équi- pées de double vitrage, de joints d'étanchéité à l'air ou à l' eau et de dispositffs d'isolation , tels que des doubles vitrages Tous ces perfectionnements ont assentiellement pour but de limiter la perte d'énergie due à une déperdition calorifique se produisant de l'intérieur d'une pièce chaufe vers l'extérieur froid d'une construction. Un inconvénient de ces fenttres iso-lantes est dû au fait que les vitrages sont transparents aux rayons visibles et aux proches infrarouges + alors qu'ils sont opaques aux radiations émises dans le lointain infrarouge par les murs de la pièce, . On comprend que l'énergie gagnée en hiver est perdue en été si le local est climatisé !* En effet * il faut alors éliminer la chaleur transmise par les rayons solaires . La solution banale t bien connue, consiste à éviter cette entrée de calories en formant les volets de la fenêtre . Mais ces volets sont également. opaques aux radiations du spectre visible 4. On est donc amené, soit à climatiser (dépense d'énergie), soit à supperter la chaleur extérieure, seit à cendamner la fenâtre au mons pendant les haures les plus chaudes de la journée. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant une fenêtre dans laquelle les volets ou obturateurs sont intégrés dans la fenêtre et constitués par une nappe d'au moins un liquide* Une fenttre selon l'invention comprend un cadre péri- phérique mobile t un châssis dormant équipé de Joints d'étanchéi- à l'cau et à Fair , alors au'un vitrage isolant constitué par plusieurs parois est monté dans le cadre mobile ou vantail, et elle est caractérisée en ce que le vitrage est constitué par une premier paroi extérieure transparente , et une deuxième paroi intérieure constituée par deux panneaux, également transparente, séparée de la paroi extérieure par une lame d'air isolante , tan dis que un premier liquide est stocké dans un réservoir fixé à l' intérieur de la fenâtre , une canalisation reliant ce réservoir à l'espace intermédiaire étanche défini par le premier panneau ex- térieur et le deuxième panneau intérieur f transparents de la deuxième paroi qui constitue le double vitrage . Des moyens de transvasement sont prévus pour faire varier le niveau de ce premier liquide dans le double vitrage. Par exemple , le premier réservoir communique avec la partie inférieure de l'espace intermédiaire . Il contient un premier liquide, soit opaque, soit transparent à certaines radiations. Suivant une autre caractéristique, la partie supérieure de l'espace intermédiaire communique avec un second réservoir de stockage contenant un second fluide ou liquide de densité infé- rieure à celle du premier liquide o Le premier et le second liquides ne sont pas miscibles . Leur niveau de séparation dans l'es- pace intermédiaire constitue la bordure d'un "volet" ou obtura- teur de la fenêtre. On comprend que , suivantles propriétés du premier et du second liquides utilisés , les qualités de cet obturateur peuvent être adaptées à volonté. Suivant une première variante , le premier liquide in inférieur est opaque aux radiations du spectre visible r. Il constitue un obturateur qui se déploie de bas en haut. Suivant une autre variante , le premier liquide inférieur , plus lourd , est transparent @Il constitue le liquide de véhioulage du second liquide supérieur, et formant un obturateur se déployant de haut en bas. Suivant une autre variante , le premier liquide est transparent aux radiations du spectre visible , mais opaque aux rayons infrarougest. Ansi, en été lorsque le liguide transparent remplit le double vitrage , la entre est transparente pour les rayons lumineux , mais opaque pour les rayons infrarouges porteurs de la chaleur solaire '. Suivant une autre variante , le volet est constitué par un liquide opaque stocké et injecté depuis un réservoir logé dans la partie basse de la entre @ tandis que le fluide supé- rieur est constitué par de l'air. Suivant une autre variante , il est possible de doubler le volet liquide en remplaçant la paroi externe par un double vitrage dont l'intérieur communique avec les réservoirs de stockage du liquide teinté ou clair. Suivant une autre caractéristique ,le niveau de sépara- tion entre le ftuide supérieur et le fluide inférieur dans les doubles vitrages ou volets intégrés est défini par l'action sur une pompe à main i montée dans la fenêtre et permettant de modi fier la pression dans le réservoir inférieur de liquider. Suivant d'autres caractéristiques, les vitraggs trahsparents sont en verre ou en P V C o Le cadre dd la fenêtre peut ttre en bois , en alliage métallique léger , en matériau plastique ininflammable...Le cadre de la entre est pivotant au tour d'un axe central vertical défini par un galet supérieur et un galet inférieur capables de se déplacer latéralement dans un guide taillé dans le cadre dormant , soit autour d'un axe central horizontal , soit autour de deux pivote ménagés dans les montants latéraux du dormant et du cadre de fenêtre. Suivant une autre caractéristique 9 le-contour du ca dre est constité par des longerons et des montants présentant une surface extérieure convexe , cette forme permettant le pivotement aussi bien autour d'un axe vertical qu'autour d'un axe horizontal tout en restant on contact ausé longtemps que possible avec les Joints détanchéité montés dans le cadre dormant. Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limi- tatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de llin- vention. Figure 1 est une coupe suivant I-I (figure 2) montrant la structure d'une entre selon l'intention. Figure 2 est une vue de face de la fenêtre lorsque le "volet1 obturateur est ouvert. Figure 3 ent une vue en coupe suivant les flèches III III (figure 2) mentrant le double vitrage rempli d'un liquide transparent @. le liquide opaque étant refoulé dans le @éservoir supérieur de la fenêtret. Figure 4 est une vue analogue à la figure 2 dans la quelle le "volet" a été entièrement déploye. Figure 3 est une coupe suivant V-V -(figure 4) illus trant le double vitrage rempli du liquide oturateurt, opaque. Figure 6 est une vue analogue aux figures 3 et 5, et dans laquelle on montre une oposition intermédiaire du "volet". Figure 7 est une vue analogue montrant une variante à double volet obturateur. Figure 8 est une vue agrandie montrant le détail du niveau de séparation du liquide teinté supérieur et du liquide clair inférieur. Figure 9 est une vue en coupe de dessus suivant les flèches IX-IX (figure 6) illustrant le pivotement de la fenttre autour d'un axe vertical et son coulissement latéral. On a représenté sur la figure 1 la structure en coupe latérale d'une fenttre à obturateur de luminosité intégré. La entre 1 comprend un cadre ou vantail 2 constitué par l'assemblage de profils dont la surface extérieure est convexa Ces profils , c'est-à-dire les traverses 3 et les montants 4 du cadre mobile, sont en contact avec des joints d'étanchité à doubles lèvres 5 et 6 . Ces joints s'étendent sur toute la périphérie de la fenttre . Ils sont solidaires d'un cadre dormant 7 qui définit des sabots dits n jets d'eau" 8 à la partie inférieure du cadre . Les traverses supérieure et inférieure 3 du vantail sont idées dans leur partie centrale . Dans les évidements 9 e t 10 ainsi réalisés , on loge des réservoirs de fluide 11 et 12 . D'un côté de ces évidements , on positionne une première paroi transparente 13 maintenue par des oales 14 contre les traverses 3 et les montants 2 du cadre . De l'autre côté S on met en place une double paroi constituée par un premier panneau intérieur 15 et un second panneau extérâeur 16 i Les panneaux transparents 15 et 16 sont parallèles l'un à l'autre et définissent une lame interne 17 dont l'étanchéité est assurée par des mastics 18 et des profils 19. Le réservoir insupérieur 11 et le réservoir inférieur 12 ont chaun une canalisation de sortie 21 et 22 , qui débouche dans la lame ou espace intermédiaire 17 du double vitrage. Le réservoir 12 est enfin équipé d'une pompe à main de type classique schématisée en 20. Des chooches 23 du cadre 2 s'en- gagent sur une came 24 commandée à partir @un bouton 25 pour cons- tituer un système de verrouillage de la fenêtre. Le cadre 2 est porté par exemple par des galets d'axe vertical 26 (on a raprésenté sur la figure 1 le seul galet infé- rieur) . Chaque galet 26 est angagé dans une forme longitudinale 27 taillée dans le cadre dormant 7. Les galets supérieur et infé- ri@ar de pivotement 26 sont coaxiaux. Grâce au profil bombé des montants 4 (identique au profil des traverses 3) , la fenttre peut pivoter autour de l'axe vertical 30 , puis coulisser le long du rail 7 (flèches 31 et 32 , figure 9). Le fonctionnement de l'obturateur ou " volet * liquide est le suivant t La capacité 33 entre la première paroi transparente 13 et le premier panneau t5 du double vitrage constitue une lame d'air isolante . En haut et en bas de cette capacité sont logés les réservoirs Il et 12 qui contiennent respectivement ; - un liquide léter 34 opaque aux rayons lumineux , par exemple du glycol mélangé à de l'eau g - un liquide transparent plus lourd 35 , par exemple du chloru- re de méthylène, non miscible à leau . Les deux liquides 34 et 35 peuvent passer des réser0 voirs 11 et 12 dans l'espace intermédiaire 17 à l'intérieur duquel en a fait levide . Dans le cas représenté sur les figures 2 et 3, on applique , sur le niveau du liquide 35 contenu dans le réser- voir 12 , une pression suffisante (par actionnement de la pompe à-main 20) pour chasser le liquide transparent 35 hors du réservoir . Ce liquide monte dans la lame 17 en repoussant vers le haut le liquide opaque 34 qui est refoulé dans son réservoir il . La "vitre" est alors transparente . Le vole opaque est escamoté vers le haut; On note que le volume de chaque liquide est au moins égal au volume de l'espace 17 , de façon à permettre un déploiement total du volet obturateur . Une application intéressante est réalisée lorsqu'on utilise uh liquide transparent dans le spectre visible , mais opa- que dans le spectre infrarouge . La chaleur essentiellement portée par les rayons infrarouges ne pénètre pas à l'intérieur du local . On a ainsi une fenêtre opaque à la chaleur, mais transparente à la luminosité . Bien entendu i la nature des liquides utilisés peut varier selon les saisons (en hiver , on utilisera plutôt un liquide transparent même aux rayons infrarouges). Les figures 4 et 5 montrent le "volet" fermé. Pèur cela t on met le réservoir inférieur 12 à l'air libre et en utilise un système de transvasement combiné à la pompe 20 et permettant de modifier la pression 36 dans le réservoir 12 . Lorsque cette pression diminue f le liquide transparent redescend dans le réser- voir inférieur , tandis que t par effet de gravité s le liquide opaque quitte le réservoir supérieur 11 et passe dans l'espace in termédiaire 17 (flèche 38 opposée à la flèche 37 de montée du liquide transparent 35). Une position intermédiare est illustrée sur les figures 6 et 8 . On maintient dans le réservoir 12 une pression 36a éqtvalenb à la pression représentée par la hauteur 40 de la colonne de liquide transparent 35 . L'espace 17 défini par @es deux pan neaux transparents 15 et 16 est rempli dans sa partie supérieure par un liquide opaque 34 et 4 dans sa partie inférieure , par le liquide transparent 35 . On a vu que ces deux liquides ne sont pas miscibles . Leur niveau de séparation 41 (figure 8) représente an fait le bord inférieur du volet intégré à la fenêtre. La variante de la figure 7 est une fenttre à double volet t Le fonctionnement est rigoureusement identique à celui décrit précédemment, Ona remplécé la paroi simple 213 par un dauxième double vitrage 15a, 16a délimitant une deuxième lame liquide 17a reliée aux réservoirs supérieur et inférieur 11 et 12 o Le choix entre la fenôtre à simple volet et la entre à double volet sera évidemment fonction de la luminosité moyenne du site géographique , et de l'opacité du liquide 34 utilisé. Bien entendu , dans une construction simplifiée f on peut remplir le réservoir inférieur 12 d'un liquide opaque . Son niveau dans la lame 17 sera , comme précédemment t fonction de la pression de ce réservoir . Dans ce cas 9 pour obscurcir la fenâte, -en relève le volet au lieu de le descendre . Le fluide supérieur est constitué simplement par de l'air et le réservoir 11 est rein. placé par un vase d'expansion. Par ailleurs , le liquide inférieur peut autre opqque et le liquide supérieur transparent. Enfin , on a vu que la fenttre pouvait pivoter autour d'un axe vertical 30 suivant les flaches 31 . Elle vient en travers du châssis pour s'orienter dans la direction définie par l' axe 42 (figure & ) . En faisant rouler les galets 26 le long du rail 27 (figure 1) , on repousse le cadre de la fenêtre contre le montant latéral du dormant. Sans sortir du cadre de l'invention on peut supposer que la fenâtre est montée sur des pivots 43 et 44 qui déterminent un axe théorique de basculement horizontal 45 (figures 2 et 3) . Le cadre de la fenâtre bascule alors (après déverrouillage de la came 24) vers l'avant ou vers l'arrière suivant les flèches 46 (figure 3). Bien entendu , la nature des liquides utilisés t leur concentration t leur opacité , peuvent varier dans de grandes proportions .Ceci ne fait que contribuer aux avantages de l'invention qui sont notamment les suivants s - la entre n'a pas besoin autre équipée de volets extérieurs; - la transparence du ou des liquides aux radiations extérieures et aux radiations réfléchies peut être choisie en fonction du degré d'isolation thermique désiré t - on peut laisser la vitre ouverte aux rayons lumineux s mais fermée aux rayons calorifiques g - suivant le liquide choisi t on peut réaliser soit un "volet " intégré de grande capacité , soit une vitre teintée'. Le mécanisme à obturateur liquide a été décrit pour une fenêtre, mais il est évident que ce syatème est applicable à de nombreuses autres constructions e Ainsi t sans s'écarter de l'inven- tion s on peut l'utiliser pour des baies s des hublots , des parois transparentes (par exemple pur des constructions de piscines) g des to9itures de xerres, etc... R E V E N D I C A T I O N S 1 - Femêtre comprenent un vitrage constitué par un premier panneau extérieur ransparent et par un deuxième panneau in" térieur également transparent t fixés toua deux à un même cadre périphérique pour définir entre eux un espace intermédiaire s ractérisée en ce qu'elle comprend par ailleurs au moins une pre- mière conalisation qui relie l'espace intermédiaire à un premier réservoir de stockage , tandis qu'au premierliquide reste placé dans ce premier réservoir do stockage , alors que des moyens sont prévus pour transvaser à volonté ce liquide , soit dans l'espace intermédiaire jusqu'à un niveau supérieur réglable à volonté ,soit dans le réservoir de stockage 9 ce qui permet de faire varier la hauteur de niveau du liquide dans la double paroi du vitrage de dla fenêtre 2 - Fenêtre suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens pour faire varier le niveau du liquide dans le double vitrage sent constitués par une pompe. 3 - Fenêtre suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que le premier réservoir communique avec la partie inférieure de l'espace intermédiaire du double vitrage t si bien que le niveau supérieur du premier liquide peut être porté à la hautour désirée dans le double vitrage de la fenttre s par action sur les moyens de transvasement. 4- Fenêtre suivant les revendicetions 1 at 3, caractérisée en ce que la partie simpérieure de l'espace intenmédieire du double vitrage communique par une seconde canalisation @ avec unsecond réservoir de stockage susceptible de contenir un second liquide dont la densité est inférieure à celle du premier liquide, alors que le premier et le second liquides ne sont pas miscibles, tandisqu'enfin la somme des volumes totaux du premier et du second liquides est supérieure au volume de l'espace intermédiaire du double vitrage t si bien qu'à tout moment , le premier liquide situé à la partie basse de la fenêtre est surmonté par Le second liquide situé dans la partie haute , le niveau de la ligne horizontale qui sépare les deux liquides pouvant être réglé à volonté par transvasement simultané des deux liquides entre l'espace intermédiaire commun du vitrage et les deux réservoirs de stockage. 5 - Fenêtre suivant l'une quelconque des revendioations I à 4 , caractérisée en ce qu'elle contient un liquide opaque t ausceptible d'obscurcir plus ou moins complètement la fenêtre, suivant qu'il s'étend sur une surface pins ou moins grande du double vitrage. 6 e Feuêtre suivant la revendication 5 s caractérisée en ce que le premier liquide , situé à la partie inférieure de la entre , est le liquide opaque qui , pour obscurcir la entre , constitue donc une sorte de 'volet " obturateur susceptible autre déployé de bas en haut. 7 - Fenêtre suivant la revekdication 5 t caractérisée en ce que le second liquide supérieur est un liquide opaque , tan- dis que le premier liquide inférieur , plus lourd s est transparent si bien que s pour obscurcir la fenêtre , le second liquide consti tue une dorte de t volet " susceptible autre déployé de haut en bas sur. la surface du vitrage0 8 - entre suivant l'une quelconque des revendications i'-.. à 3 , caractérisée en ce qu'elle contient au moins un fluide opaque aux rayons infrarouges , si bien que l'intérieur du local se trouve protégé contre la chaleur solaire , bien que le double vitrage de la fenêtre reste totalement transparent. 9 - Fenêtre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que, outre 1e double vitratge précédemment revendiqué , son cadre comporte un deuxième double vitrage de type analogue , si bien que les deux doubles vitrages se troue vent montés sur un même cadre, de part et e'autre de celui-ci. 10 - Fenêtre suivant l'une quelcconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que les moyens pour transvaser le ou les fluides sont constitués par au moins une pompe à main fixée sur le cadre. 11 - Fenêtre suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que son cadre comporte un axe ver. tical médian lui permettant de pivoter d'au moins 900 autour de cet axe central vertical , pour permettre d'ouvir la fenêtre. 12 FenStre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que son cadre possède un axe horizontal médien qui lui permet de pivoter autour de cet axe central horizontal pour ouvrir la entre. 13 - Fenttre suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12 s caractérisée en ce que le contour du cadre est constitué par des longerons et des montants présentant une surface exté- rivure convexe , permettant le vpivotement aussibienautour dtun axe vertical qu'autour d'un axe horizontal s tout en laissant l'extérieur du cadre en contact avec des joints d'étanchéité montés dans le cadre dormant de la femêtre.