Brevet FR2426821A1 — publié le 19791221

La présente invention concerne les registres d'isolement pour installations de mise en circulation de fluide, notamment pour circuits de ventilation. Les circuits de ventilation ont généralement un tracé présentant peu de parties rectilignes, avec changements de direction par coudes brusques, et le registre d'isolement à ailettes, fonctionnant à tout ou rien, habituellement employé, se situe d'ordinaire en amont ou en aval d'un coude, ce qui entraîne une importante perte de charge par suite de la perturbation du fluide sur les ailettes. On peut constater en effet qu'avec un registre d'isolement volets parallèles, situé derrière un coude à directrices fixes, Ja perte de charge sera, pour prendre un ordre de grandeur, de quatre à cinq fois supérieure à celle d'un registre installé dans un conduit rectiligne, et pourra être égale à 1 dynamique, c'est-a-dire environ . C'est que le facteur de perte de charge dépend, non seulement de la singularité elle-même, mais aussi du nombre de REYNOLDS et de la distribution de vitesse à l'amont de l'obstacle, et que, d'autre part, la perturbation se trouve prolongée assez loin à l'aval de la singularité. Or, pour prendre un exemple numérique puisé dans la litLérature, un volet incliné de 150 environ sur le parcours d'air produit une perte de charge égale, environ, à 1 dynamique. Et cette valeur peut être assimilée à la perte causée par les filets d'air attaquant des volets de registre calés à 0 , avec un angle d'attaque de 150 environ, dû à la perturbation du coude. Si l'on admet un coefficient de l'ordre de 0,2 pour la perte du coude à 900 avec directrices fixes, la perte totale de l'ensemble registre plus coude sera donc de l'ordre de 1,2 eV2 2 La présente invention a pour objet de réaliser un ensemble de coude et de registre d'isolement permettant de diminuer la perte de charge constatée dans les ensembles connus de ce genre. L'invention propose, à cette fin, une installation de mise en circulation de fluide, notamment circuit de wntilatìon, comportant un coude muni d'ailettes directrices, et dans lequel certaines au moins desdites ailettes sont montées mobiles et pourvues de moyens permettant de leur donner sélectivement une position directrice, dans laquelle elles facilitent le changement de direction du fluide au passage du coude, et une position obturatrice, dans laquelle elles obturent, au moins en partie, la circulation du fluide. Selon un mode de réalisation avantageux, certaines des ailettes sont fixes et certaines, au moins, des veines de circulation formées par deux ailettes fixes consécutives, sont munies d'ailettes d'obturation mobiles. D'après un mode de réalisation particulier, les ailettes consécutives sont alternativement fixes et mobiles et sont, de préférence, en nombre impair. Selon une application, les deux ailettes situées aux extrémités respectives de la rangée d'ailettes sont fixes et peuvent, le cas échéant, faire partie intégrante du conduit de fluide. Suivant un mode d'utilisation, convenant particulièrement aux registres d'isolement à tout ou rien, toutes les ailettes mobiles sont adaptées à changer simultanément de position. Les objets, caractéristiques et avantages de l'in wntion ressortiront, par ailleurs, de la description que l'on va en donner ci-après portant sur un mode de réalisation choisi à titre d'exemple et représenté schématiquement sur les dessins annexés dont la figure 1 montre,vu en plan par dessus, un coude de raccord pour conduit d'air de ventilation la figure 2 montre l'intérieur de ce coude de raccord en coupe horizontale. La pièce de raccordement représentée est un coude à 90 , présentant deux faces planes supérieure et inférieure 1 et 2, ainsi que deux faces latérales 3 et 4 situées respectivement à l'extérieur et à l'intérieur du coude, la pièce étant munie de brides 5 servant à la relier à des tronçons de canalisation rectilignes ou autres. Une série de neuf ailettes directrices, profilées de manière à faciliter le changement de direction du flux d'air au passage du coude, sont disposées en rangée suivant la diagonale du coude, à l'intérietsr de celui-ci. Les directrices d'ordre impair, D1, D3, D5, D7 et D9, sont fixes,teg deux directrices extrêmes Dl, D9 formant en fait partie intégrante des parois latérales 3 et 4 du coude, tandis que les directrices D3, D5 et D7 sont montées en entretoises entre les parois 1 et 2 auxquelles elles sont rigidement reliées. Quant aux directrices d'ordre pair D2, D4, D6 et D8, situées chacune dans une veine de circulation d'air délimitée par deux directrices fixes consécutives, elles sont fixées à des axes respectifs 6 montés à pivot dans les deux parois 1 et 2 du coude de raccord, les extrémités de ces axes faisant saillie sur la face supérieure 1. Sur cette face supérieure 1 est prévue une tringlerie de commande des directrices mobiles d'ordre pair. Cette tringlerie comporte quatre bielles 7 dont chacune est reliée rigidement, par une de ses extrémités, à un axe correspondant respectif 6, les extrémités opposées de toutes les bielles 7 étant reliées, par joint articulé, à une barre 8. Les bielles 7 sont toutes parallèles entre elles, tandis que la barre 8 est parallèle à la ligne 9 joignant les centres de rotation des axes 6. Un bras 10, rigidement relié par une de ses extrémités à l'axe de pivotement de la tige D6, présente à son extrémité opposée une fente longitudinale 11. Une tige filetée 12 est montée à pivot dans des paliers 13 et 14 fixés à la paroi 1, le palier 13 servant en outre à la retenir en direction axiale. A la tige 12 est assemblé par vissage un écrou 15 garni d'un piton 16 monté coulissant dans la fente 11. Un volant à main 17, fixé à la tige 12, permet de la faire tourner et de déplacer l'écrou 15, suivant l'axe de la tige, ce qui a pour effet de mettre en rotation le bras 10 et en même temps l'axe de la directrice D6, les axes des autres directrices mobiles d'ordre pair suivant le mouvement, sous la commande du parallélogramme articulé que constituent les bielles 7 avec la barre 8. Les directrices d'ordre pair peuvent ainsi passer, sélectivement, de la position indiquée en traits pleins sur la figure 2, à celle indiquée en traits mixtes. Dans la position en traits pleins ou position ouverte, l'ensemble des neuf directrices D1 à D9 ne crée quasiment aucune obstruction au flux d'air, et en facilite le changement de direction, qui se fait avec une perte de charge qui ne constitue qu'une fraction de la perte de charge d'un coude sans directrices. Dans la position en traits mixtes, ou position fermée, chacune des directrices mobiles s'applique contre les deux directrices fixes qui lui sont adjacentes, les longueurs développées des directrices, leur cintrage, et la position des axes de rotation des directrices mobiles étant déterminés de manière à obtenir dans cette position une bonne étanchéité à l'air. Dans l'exemple particulier ici représenté, concernant un coude à 900, les directrices mobiles passent de la position ouverte à la position fermée par rotation de 45 environ. On notera, en outre, que ce mode de réalisation, non limitatif, est basé sur le choix d'un nombre impair N pour l'ensemble des directrices, le nombre des directrices mobiles étant égal à N - 1, 2 les directrices mobiles étant disposées en alternance avec les directrices fixes, et étant commandées simultanément pour passer de l'une à l'autre de leurs positions ouverte (ou directrice) et fermée (ou obturatrice). Mais ceci n'exclut pas les applications comportant l'omission d'une ou plusieurs directrices mobiles et leur remplacement par des directrices fixes, de manière à réserver une veine de circulation toujours ouverte, ou encore la mise en oeuvre de commandes séparées pour plusieurs directrices ou groupes respectifs de directrices mobiles, pour pouvoir sélectivement fermer le coude partiellement ou totalement. Une autre disposition consiste à rendre mobiles toutes ou quasiment toutes les directrices, en nombre pair ou impair, ce qui nécessite cependant d'avoir pour le coude-registre un cadre plus rigide que dans l'exemple représenté, où les directrices fixes font office d'entretoises. L'invention présente également de l'intéret dans les circuits, notamment de ventilation, dont le tracé se compose de parties rectilignes suffisamment longues et non perturbées, mais où la vitesse de circulation est importante, de l'ordre de 10 m/s ou plus, par exemple ;de telles vitesses risquent de détériorer les ailettes de registre de construction courante, c'est-a-dire les ailettes de forme plate, non cintrée. En effet, surtout pour les registres de grandes largeurs, de par la forme cintrée des ailettes, la résistance mécanique se trouve améliorée, et la flèche pratiquement nulle, ce qui permet l'utilisation de ce type de registre à des vitesses et pressions plus grandes que pour des ailettes de forme plate. I1 est entendu que la commande à vis et volant à main, ici représentée, peut être remplacée par toute autre commande, par exemple à servo-moteur électrique ou vérin pneumatique. L'invention offre donc, parmi d'autres avantages, ceux qui consistent à éliminer au maximum les obstacles dans les conduits sinueux, fréquents dans les circuits de ventilation, à éviter la présence de registres à volets parallèles à proximité d'un changement de direction, et à se dispenser des ailettes de registre de construction courante, vulnérables aux vitesses élevées. Exemple comparatif. On supposera une vitesse de circulation de l'ordre de 15 m/s. Dans le cas connu d'un coude à directrices fixes associé à un registre à volets parallèles, la perte totale de l'ensemble sera de l'ordre de 1,2 p'v2, comme susmentionné, soit 1,2 x 1,2 x 225 = 162 Pa 2 2 (ou 16,5 mm de colonne d'eau). Si l'on supprime le registre à volets parallèles en aménageant le coude a directrices pour lui permettre de servir de registre d'isolement, la perte au coude sera du même ordre de grandeur que dans le cas précédent, ou peut-être légèrement supérieure par suite de la présence d'une partie des axes de rotation. Cette perte se situera aux environs de : 0,25 dyn = 0125pu2 = 0,25 x 1,2 x 225 = 34 Pa 2 2 ( ou 3,5 mm de colonne d'eau) ; c'est-a-dire entre 20 et 25% de la perte obtenue dans le premier cas. Cet écart de 128 Pa se traduira par un gain de puissance appréciable, de 4 kw par exemple, pour un débit de 25 m3/s, avec un ventilateur de 80% de rendement. REVENDICATIONS 1. Elément d'installation de mise en circulation de fluide, notamment circuit de ventilation, comportant un coude muni d'ailettes directrices, caractérisé par le fait qu'au moins certaines desdites ailettes sont montées mobiles et pourvues de moyens permettant de leur donner sélectivement une position directrice, dans laquelle elles facilitent le changement de direction du fluide au passage du coude, et une position obturatrice dans laquelle elles obturent au moins en partie la circulation du fluide. 2. Canalisation suivant la revendication 1, dans laquelle certaines desdites ailettes sont fixes, les ailettes mobiles étant disposées dans des espaces entre ailettes fixes consécutives. 3. Elément suivant la revendication 2, dans lequel les ailettes consécutives sont alternativement fixes et mobiles. 4. Elément suivant la revendication 3, dans lequel les ailettes, disposées côte à côte suivant une rangée, par exemple rectiligne, sont en nombre impair. 5. Elément suivant la revendication 4, dans lequel les deux ailettes situées aux extrémités de la rangée sont fixes et forment partie intégrante des parois de la canalisation. 6. Elément suivant une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens sont adaptés à modifier simulta nément la position de toutes les ailettes mobiles. 7. Circuit de fluide notamment de ventilation, comportant un élément formant registre d'isolement et coude à directrices, comme défini par une quelconque des revendications précédentes.