Brevet FR2514469A1 — publié le 19830415

DISPOSITIF ASPIRATEUR DE FLUIDE GAZEUX STATIQUE, DYNAMIQUE ET MECANIQUE. L'invention concerne un dispositif aspirateur de fluide gazeux, statique, dynamique et mécanique, notamment de gaz ou de fumées rejetés d'une cheminée ou d'une sortie quelconque à axe sensiblement vertical. On connaît déjà des aspirateurs qui sont des tourelles composées d'un chapeau creux, d'un tuyau qui lui est solidaire et qui est placé en général au-dessus de la cheminée, et des moyens d'extraction de fluide gazeux En général ces moyens d'extraction sont consitués par une ou plusieurs pales tournant autour de l'axe longitudinal de la tourelle, au moyens d'un moteur notamment électrique Les moyens d'extrac- tion du fluide gazeux peuvent être constitués par des pales ou une turbine centrifuge aquipée par exemple s'un moteur à deux vitesses, monophasé, etc De telles tourelles ont plusieurs inconvénients Le premier inconvénient est que le chapeau comporte des bords à concavité dirigées vers le bas, ou inclinées vers le bas Le vent peut s'engouffrer, selon sa direction, à l'intérieur du chapeau et avoir un effet contraire au dispositif d'accélération des gaz rejetés, ce qui entraine un débit des gaz rejetés inférieur au débit désiré Les mêmes inconvénients se retrouvent sur les tourelles dites " à jets verticaux", dans le cas de vent plongeant. Ainsi, selon la direction du vent, le débit de gaz rejetés peut varier Par ailleurs, un inconvénient réside dans le fait qu'il est nécessaire de fournir de l'énergie, par exemple électrique, au moteur pour qu'il puisse faire pivoter les pales ou la turbine centrifuge. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, elle propose un dispositif aspirateur de fluide gazeux, notamment de gaz rejetés ou de fumées, caractérisé par le fait qu'il comporte en combinaison des moyens primaires mécaniques d'extraction de fluide gazeux et des moyens secondaires statiques d'extraction de fluide gazeux. Plus particulièrement, le dispositif comporte en combinaison des moyens primaires mécaniques d'extraction de fluide gazeux, des moyens secondaires statiques d'extrac- tion de fluide gazeux et des moyens de commande qui permettent de faire passer les moyens mécaniques de l'état actif à l'état passif et inversement. Les moyens primaires mécaniques d'extraction de fluide sont constitués par une turbine centrifuge ou héli- colde mue par un moteur. Les moyens secondaires statiques sont constitués par un élément inférieur et un élément supérieur superposés, coaxiaux, rigidement fixés l'un à l'autre, à une certaine distance l'un de l'autre par au moins une entretoise, l'élément inférieur comportant un fond inférieur et un chapeau inférieur, chacun d'eux ayant une forme pseudo- tronconique, l'élément supérieur comportant un fond supérieur, et chapeau supérieur, chacun d'eux ayant une forme pseudo- tronconique, le fond et le chapeau de l'élément inférieur étant traversés coaxialement par un tuyau qui leur est solidaire, qui débouche dans l'espace compris entre les deux éléments par un orifice de sortie des fluides gazeux. Les moyens de commande des moyens primaires mécaniques se composent de moyens de détection de la valeur réelle du paramètre de commande tel que la pression du vent autour du dispositif ou la pression régnant à l'intérieur du dispositif de moyens de comparaison de cette valeur réelle et d'une valeur limite fixée de moyens d'émission de signal de commande des moyens primaires mécaniques, en fonction de la position relative de la valeur réelle par rapport à la valeur limite. Les moyens primaires mécaniques d'extraction de fluide sont actifs tant que le débit de fluide rejeté n'a pas atteint la valeur limite minimale désirée et passifs quand le débit a atteint cette valeur minimale. Le dispositif selon l'invention permet donc d'économiser l'énergie qui actuellement devient de plus en plus rare et plus chère En effet, les dispositifs du type venturi comportant un élément inférieur et un élément supé- rieur constitués chacun d'un chapeau et d'un fond, permettent d'augmenter enconre le débit de fluide extrait par les moyens mécaniques. L'invention sera mieux comprise au regard des 1 odessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique du dispositif selon l'invention, les moyens mécaniques d'extraction de fluide étant une turbine centrifuge. La figure 2 est une vue schématique du dispositif selon l'invention, les moyens mécaniques étant constitués par une turbine hélicoide. Le dispositif aspirateur de fluide gazeux comporte en combinaison un tuyau 1, un élément inférieur 2 creux circulaire, avec lequel il est rendu solidaire. Le dispositif selon l'invention est constitué, de moyens primaires 17 mécaniques d'extraction de fluide de moyens secondaires statiques d'extraction de fluide constitués par un dispositif du type venturi comportant un élément inférieur 2 et un élément supérieur 3. Les moyens primaires 17 sont constitués plus particulièrement par une turbine centrifuge 18 ( voir figure 1) représentée seulement schématiquement, ne faisant pas en soi partie de l'invention, à la portée de l'homme de l'art. La turbine 18 est actionnée par un moteur 13 par exemple à deux vitesses, monophasé ou anti-déflagrant, etc. Il comporte également des moyens secondaires d'extraction constitués par un élément supérieur 3 creux et circulaire placé à une certaine distance de l'élément inférieur 2 par une ou plusieurs tiges 4 ou entretoises. L'élément inférieur 2 est constitué d'un fond inférieur 6 et d'un chapeau inférieur 7, chacun d'eux ayant une forme pseudo-conique d'axe XX fixes rigidement l'un à l'autre suivant deux grandes bases communes 8 de contour circulaire. Le tuyau 1 traverse coaxialement le fond inférieur 6 et le chapeau inférieur 7. L'élément supérieur 3 est constitué d'un fond supérieur 14 et d'un chapeau supérieur 15, chacun d'eux ayant une forme pseudo-conique Ces deux éléments sont associés l'un à l'autre suivant leur grande base de contour circulaire 16 Plus particulièrment, le fond inférieur 6 et le chapeau inférieur 7 ont une forme de cône tronqué Le diamètre de la petite base de ces cônes tronqués est sensiblement égal au diamètre du tuyau 1 Par ailleurs, le fond supérieur 14 a lui aussi de préférence,une forme de cône tronqué,dans le cas de la turbine centrifuge et une forme conique dans le cas de la turbine hélicoide Les généra- trices des cônes sont inclinées par rapport à une ligne perpendiculaire à l'axe longitudinal XX du dispositif d'un angleu compris entre 10 et 45 de préférence 17 et 2 C ) Le diamètre des grandes bases canunes 8 et 16 est compris entre 2 à 3,5 fois le diamètre du tuyau 1 de préférence 2,5 De préférence, l'écart d entre le chapeau inférieur 7 et le fond supérieur 14 calculé au droit de la projection de la génératrice du tuyau 1 est compris entre 0,35 et 0,8 fois le diamètre du tuyau, par exemple 0,5. Les entretoises sont réunies les unes aux autres par un grillage à mailles, non représenté formant une ceinture cylindrique d'axe XX. La turbine centrifuge 18 aspire les fluides gazeux sortant du tuyau 1 selon une direction parallèle à l'axe longitudinal XX du dispositif, dans le sens dirigé vers l'in- térieur du dispositif (Flèche F 1) et rejette les gaz selon une direction perpendiculaire à l'axe XX, dirigée vers l'extérieur du dispositif (Flèche F 2) Par ailleurs, les moyens secondaires d'extraction constitués par le venturi 2,3 rejettent les gaz en direction de la flèche F 2. Le dispositif comporte des moyens de commande 20 de moyens primaires mécaniques 17 qui se composent de moyens de détection de la valeur réelle du paramètre de commande tel que la pression du vent autour du dispositif ou la pression régnant à l'intérieur du dispositif de moyens de comparaison de cette valeur réelle et d'une valeur limite fixée de moyens d'émission de signal de commande des moyens primaires mécaniques en fonction de la position relative de la valeur réelle par rapport à la valeur limite. Les moyens de commande 20 sont constitués par exemple d'une sonde ou d'un pressostat Ils sont reliés au moteur 19 auquel il envoient des impulsions, notamment électriques. Un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 2 Les moyens primaires d'aug- mentation du débit 17 sont constitués par une hélice 21 comportant notamment deux pales 22 et 23, pouvant pivoter autour de l'axe XX longitudinal du dispositif Les pales 22 et 23 sont mues par un moteur 24 relié électriquement au moyens de commande 20 à l'intérieur du tuyau 1. Les moyens 17 étant constitués par une hélice, celle-ci rejette les fluides selon une direction parallèle à l'axe XX. Les moyens 17 ( à savoir la turbine centrifuge) s'ils rejettent les fluides selon une direction perpendiculai- re à l'axe XX, sont placés entre les éléments 2 et 3, pour que l'action des moyens primaires mécaniques d'extraction 17 et des moyens secondaires 2 et 3 aillent dans le même sens. Lorsque les moyens 17 (à savoir l'hélice 22,23) rejettent les fluides selon une direction parallèle à l'axe longitudinal XX du dispositif ils sont placés à l'intérieur du tuyau 1 Ils viennent donc augmenter le débit du fluide qui traverse le tuyau 1, tandis que les moyens 17 qui rejet- tent les fluides selon une direction perpendiculaire à l'axe XX, augmentent le débit des gaz sortant du tuyau 1. Le fonctionnement est le suivant: Lorsque le vent est insuffisant pour obtenir un débit désiré de fluide rejeté, les moyens 17 primaires sont actifs, c'est à dire que les moteurs 19, 24 fonctionnent Le débit de fluide sortant des moyens 17 primaires est augmenté par les moyens secondaires 2, 3. Lorsque le vent a une force suffisante, le débit de fluide sortant du dispositif atteint la valeur minimum dési- rée, et s'il la dépasse, les moyens primaires d'extraction 17 sont alors passifs Les moteurs 19, 24 ne fonctionnent pas, le dispositif de mesure de commande 20 envoyant alors un si- gnal électrique de commande à ces moteurs Les moyens primai- res 17,s'ils sont constitués par une turbine hélicoïde 21, sont actifs mais sont entraînés par la vitesse ascensionnelle créée par la dépression provoquée par le système venturi 2, 3. L'hélice 21 tourne autour de son axe 25. Les avantages de l'application du venturi aux moyens mécaniques 17 peuvent se résumer: a) pour la turbine centrifuge,à un meilleur rendement de celle- ci procuré par une amélioration de la pénétration des fluides gazeux extraits dans l'atmosphère, avec l'assurance de tou- jours obtenir un débit nominal déterminé Donc, à moteur égal par rapport aux dispositifs connus, on obtient des débits plus importants correspondants. b) pour la turbine hélicoide, on obtient de même une meilleure pénétration des fluides gazeux, donc à moteur égal, des débits plus importants,et en outre,on a la possibilité d'extraire naturellement,sans faire fonctionner le moteur,dès que la vi- tesse du vent est suffisante pour extraire le débit nominal fixé. REVENDICATIONS 1 Dispositif aspirateur de fluide gazeux, notamment de gaz rejetés ou de fumées, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens primaires mécaniques ( 17) d'extraction de fluide, des moyens secondaires statiques ( 2,3) de fluide et éventuellement des moyens de commande( 20) permettant de rendre actifs ou passifs les moyens primaires ( 17). 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens secondaires statiques sont cons- titués par un élément inférieur ( 2) et un élément supérieur ( 3) superposés, coaxiaux, rigidement fixés l'un à l'autre, à une certaine distance l'un de l'autre par au moins une entretoise 4, l'élément inférieur ( 2) comportant un fond inférieur ( 6) et un chapeau inférieur ( 7), chacun d'eux ayant une forme pseudo-tronconique, l'élément supérieur ( 3) comportant un fond supérieur ( 14) et un chapeau supérieur ( 15) chacun ayant une forme pseudo-tronconique, le fond ( 6) et le chapeau( 7) de l'élément inférieur ( 2) étant traversés coaxialement par un tuyau ( 1) qui leur est solidaire, qui 2,) débouche dans l'espace compris entre les deux éléments ( 2,3) par un orifice de sortie de fluide gazeux. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens primaires mécaniques d'extraction ( 17) sont actifs, quand le débit désiré de fluide rejeté est inférieur à une valeur minimale désirée et sont passifs quand le débit atteint la valeur minimale. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3 caractérisé par le fait que les moyens secon- daires mécaniques ( 17) de débit sont constitués par une turbine centrifuge ( 18) mue par un moteur ( 19), la turbine centrifuge ( 18) étant placée entre les éléments ( 2 et 3), coaxialement au dispositif. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens primaires mécaniques ( 17) sont constitués par une turbine hélicoïde ( 21) comportant au moins deux pales ( 22, 23) pivotant autour de l'axe ( 25) coaxial à l'axe XX, les pales étant mues par un moteur ( 24) et étant placées à l'intérieur du tuyau ( 1). 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé par le fait que les moyens de com- mande ( 20) des moyens primaires mécaniques( 17) se composent de moyens de détection de la valeur réelle du paramètre de commande tel que la pression du vent autour du dispositif ou la dépression régnant à l'intérieur du dispositif, de moyens de comparaison de cette valeur réelle et d'une valeur limite fixée, de moyens d'émission de signal de commande des moyens pri- maires mécaniques, en fonction de la position relative de la valeur réelle par rapport à la valeur limite. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que lorsque les moyens ( 17) sont constitués par une turbine centrifuge, le fond supérieur ( 14) a une forme de tronc de cône. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que lorsque les moyens ( 17) sont constitués par une turbine hélicolde, le fond supérieur ( 14) a- une forme de cône - 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'écart d entre le chapeau inférieur ( 7)et le fond supérieur ( 14) calculé au droit de la projection de la génératrice du tuyau(l)est compris entre 0,35 et 0,8 fois le diamètre du tuyau(l), par exemple 0,5.