Brevet FR2533301A2 — publié le 19840323

FR 2533301 A2 19840323 FR 8215735 A 19820917 La présente addition concerne un dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation dans une installation de ventilation, en fonction de la demande des usagers, et plus particulièrement un perfectinnnement des moyens de détection des variations de débit de ce dispositif. On a décrit au-brevet principal un dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation d'une installation de ventilation d'un ensemble de locaux tels que.logements, locaux industriels ou analogues pour permettre des variations volontaires et importantes des débits de ventilation de certains locaux desservis par le même ventilateur, pris séparément, sans modifier de manière sensible le débit de ventilation des autres locaux désservis par ce ventilateur. I1 est précisé dans le brevet principal, que le dispositif d'asservissement automatique comprend un moyen de détection des variations des débits de ventilation deltensemble de locaux, provoquées par la variation du degré d'ouverture de certaines bouches de ventilation, et des moyens de commande, asservis à ce moyen de détection pour faire varier la perte de charge dans le conduit de refoulement et/ou le conduit d'aspiration du ventilateur. De plus, le brevet principal précise que le moyen de détection comprend un volet monté en pivotement dans une section transversale du conduit de refoulement du ventilateur ; l'angle d'inclinaison du volet par rapport à la section transversale droite du conduit étant fonction du débit d'air refoulé par le ventilateur, et un appareil tel que par exemple un potentiomètre, relié solidairement au volet et émettant un signal proportionnel à l'angle d'inclinaison, ce signal étant transais aux moyens de commande précités. La présente addition a pour objet un perfectionnement de ce moyen de détection en proposant des moyens destinés à appliquer un couple de rappel sur le volet de détection pour que les déplacements de ce volet soient fonction des variations du débit de ventilation. A cet effet, la présente addition a pour objet un dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation ou d'un ventilateur d'une installation de ventilation d'un ensemble de locaux du type décrit au brevet principal et comprenant un moyen de détection des variations de débit de ventilation de l'ensemble de locaux et des moyens de commande asservis au moyen de détection pour faire varier la perte de charge dans le conduit de refoulement et/ou le conduit d'aspiration du ventilateur, caractérisé en ce que le moyen de détection constitué par un volet monté pivotant dans le conduit de refoulement du ventilateur comprend des moyens pour appliquer un couple de rappel sur le volet ou l'axe de pivotement dudit volet pour maintenir ce volet dans une position d'équilibre pour chaque débit de ventilation. Selon une autre caractéristique de l'addition, le moment du couple de rappel précité varie en fonction du débit de ventilation. Selon l'addition, les moyens d'application d'un couple de rappel sur le volet ou l'axe de pivotement du volet comprementun premier élément élastique tel que par exemple un ressort, appliquant une force sur ledit volet pour le maintenir en équilibre statique, et un second élément élastique tel que par exemple un ressort appliquant sur ledit volet une force d'équilibrage des forces aérodynamiques du flux de ventilation, et tendant à faire tourner le volet dans sa position d'équilibre statique. Selon encore une autre caractéristique de l t addition, les moyens d'application du couple de rappel précité comprennent un élément monté solidaire en rotation sur l'axe de pivotement du volet et comportant une surface de came pour faire varier la direction d'agicaXon etlavaleur dela force du second élément élastique précité en fonction de la position du volet. Ainsi, en modifiant continuellement la direction d'a)i- catznetlavaisr de la force, le moment du couple de rappel sera continuellement modifié en fonction du débit de refoulement du ventilateur. Avantageusement, la surface de came est définie par une pluralité de plots ou éléments d'appui disposés sur une face de l'élément formant came selon une ligne de profil déterminé de manière à faire varier la valeur du moment du couple de rappel en fonction du débit de ventilation selon la relation suivante c = k x Qn dans laquelle c représente le moment du couple de rappel k est un coefficient de proportionnalité Q est le débit de ventilation, et n est égal à environ 2. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'addition apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple \ et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective avec arrachements partiaux illustrant un mode de réalisation du dispositif conforme à l'addition monté sur un ventilateur d'une installation de ventilation ; et - les figures 2a et 2b sont des schémas explicatifs représentant respectivement la position de l'élément formant came quand le volet de détection est en équilibre statique ou dynamique. La description du dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation dans une installation de ventilation d'un ensemble de locaux, conforme à l'addition sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels l-es parties communes au dispositif de l'addition et au dispositif du brevet principal sont désignées par des nombres de référence égaux aux nombres de référence de la même partie indiquée dans le brevet principal auxquels on a additionne le nombre 100. Dans le mode de réalisation de l'addition,illustré à la figure 1, un dispositif d'asservissement automatique est monté sur un ventilateur 102 quiccmpndun conduit101 relié à l'ouverture d'aspiration 106 du ventilateur 102 et relié aux conduits principaux de ventilation d'un ensemble de locaux, par exemple. Dans le conduit de refoulement 107 du ventilateur est monté le dispositif 108 d'asservissement automatique conforme à l'addition. Ce dispositif comprend un moyen de détection constitué par un volet de détection 109 fixé solidairement sur un axe de pivotement 110 maintenu en rotation dans les parois du conduit 107. Comme dans le dispositif du brevet principal, l'axe de pivotement 110 peut entraîner l'axe ou le curseur d'un potentiomètre rotatif (113) ce potentiomètre étant relié électriquement à un organe de commande 115,tels qe par exemple un moteur eSectrique Enéane ou un motoréducteur pour commander la rotation des volets de régulation 114 des moyens de commande du dispositif 108 de l'addition. Dans le mode de réalisation illustré, les volets de régulation 114 sont cnnstitués par deux registres montés pivotants dans le conduit de refoulement 107 et dont l'inclinaison est commandée par un système de bielle manivelle 130 actionné par le moteur linéaire 115. Le volet de détection 109 a avantageusement une section sensiblement égale à la s-ectlon da conduit de refoulement 107ce-qui permet d'obtenir une meilleure détection des variations de débit de ventilation. Selon l'addition, ces moyens de détection comprennent des moyens permettant d'appliquer un couple de rappel sur le volet 109-et de préférence sur l'axe de pivotement 110. Ces moyens sont constitués par un premier élément à force élastique tel qu'un ressort 131 relié à l'arbre de pivotement 110 pour réaliser notamment un équilibre statique du volet dans le conduit, comme représenté à la figure 2a. Avantageusement, la force du ressort 131 est régléepar un dispositif 132 de fixation tel que par exemple un système de blocage à vis. Ces moyens d'application comprennent un second élément élastique tel que par exemple un ressort 133 dont une extrémité est fixée, de manière réglable sur la paroi externe du conduit de refoulement 107 par un dispositif de fixation par exemple un dispositif de bocage ravis 134,et son autre extrémité est reliée à l'axe de pivotement 110. Avantageusement le câble de liaison entre le ressort 133 et l'axe de pivotement 110 est un fE souple, non élastique 133a passant autour d'un galet ou d'une poulie de guidage 135 monté sur paroi du conduit 107. Ainsi, le moment c1 appliqué par le ressort 133 sur l'arbre de pivotement 110, dans la position du volet illustrée à la figure 2a,est donné par la relation suivante c1 = F1 X d1. Selon l'addition et pour permettre de faire varier la valeur du couple de rappel , donc du moment appliqué par le ressort 133 sur l'arbre de pivotement 110 en fonction du débit de ventilation, un élément 136 formant came est fixé de manière solidaire en rotation sur l'arbre 110, à l'extérieur du conduit 107; Dans le mode de réalisation illustré, cet élément est une plaque de faible largeur,pourtant sur une de ses faces plusieurs plots du tétons 137 formrt senle et-definissa ':ne surface d'appui pour le fil de liaison 133a entre le ressort 133 et l'arbre de pivotement 110. Selon l'addition, ces plots 137 sont disposés sur la face de l'élément formant came 136 selon une ligne définissant un profil de came approprié pour faire varier la valeur du couple ou du oment appliqué par le ressort 133 sur l'arbre de pivotement 110 en fonction delta position du volet 109 et de l'élément formant câble 136 solidaire, en d'autres termes en fonction du débit de ventilation dans le conduit de refoulement 107. Ainsi, comme illustré à la figure 2b, le fil de liaison 133a du ressort 133 à l'arbre de pivotement 110 vient en appui sur le plot 137d, le moment c2 du couple de rappel appliqué sur l'arbre de pivotement est donné par la relation suivante C2 = F2 x d2. Le profil de la surface de came ou de la ligne définie par les plots 137a, b, c, d est déterminé expérimentalement. Ainsi, le moment c du couple de rappel est fonction du débit Q de ventilation traversant le conduit 107 se v seniESmentuneloi complexe déterminée expérimentalement et représentée par la formule suivante c - k x Qn dans laquelle c est le moment du couple de rappel appliqué sur l'arbre de pivotement 110, Q est le débit d'air dans le conduit de refoulement 107, k est un coefficient de proportionnalité déterminé expérimentalement n est égal à environ 2. Ainsi, pou chaque variation de débit dans le conduit de ventilation 107, le volet 109 pivotera et prendra une position d'équilibre dynamique déterminée par la valeur du couple de rappel produit par l'élément élastique 133 et également par l'élément élastique 131. Par un débit ib]e ouniL, le vdet 109 sera maintenu dans une position d'équilibre représenté à la figure 2a par l'élément élastique 131 d'équilibre statique. Il est à noter que cet élément élastique d'équilibre statique 131 peut être un ressort hélicoïdal relié à une extrémité de l'élément de came 136 ou un ressort en spirale ou les deux ou des moyens équivalents. Par ailleurs, l'élément élastique 133 est de préférence un ressort hélicoïdal mais il peut être également tout moyen produisant une force élastique. Eventuellement, on peut monter des moyens d'amortissement tels que, par exemple, du type dash-pot pour amortir les oscillation créées par les éléments élastiques 131, 133. Bien entendu, l'addition-ntest nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qle nta été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'élément de came 136 peut avoir une forme quelconque et être monté à l'intérieur du conduit 109,les dispositifs de fixation et de réglage 132, 134 de la force des éléments élastiques 131, 133 peuvent être également quelconques. Par ailleurs, la position et la forme des voletas de régulation 114 ainsi que leursystème-de commande à bielle manivelle 130 sont simplement donnés à titre d'exemple. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation ou un ventilateur d'une installation d'un ensemble de locaux tels que, par exemple des logements, en fonction du débit de ventilation requis dudit ensemble de locaux et comprenant un moyen de détection des variations de débit de ventilation dudit ensemble de locaux et des moyens de commande asservis au moyen de détection pour faire varier la perte de charge dans le conduit de rfoulement et/ou le conduit d'aspiration du ventilateur selon l'une des revéndications I à 3 et 5 à 12 du brevet principal, caractérisé en ce que le moyen de détection constitué par un volet (109) monté pivotant dans le conduit de refoulement (107) du ventilateur (102)comprend des moyens pour appliquer un couple de rappel (c) sur le volet (109) ou l'axe de pivotement (110) dudit volet pqur maintenir ce volet dans une position d'équilibre pour chaque débit de ventilation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moment du couple de rappel (c) précité varie en fonction du débit de ventilation (Q). 3. Dispositif selon l'une des revéndications I ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'application du couple de rappel comprennent un premier élément élastique (131) tel qu'un ressort appliquant une force sur le volet (109) ou l'arbre de pivotement (110) pour maintenir ledit volet en équilibre statique dans le conduit, et un second élément élastique (133) tel qu'un ressort, appliquant une force sur ledit volet (109) ou ledit arbre de pivotement (110) pour maintenir le volet (109) en équilibre dynamique par rapport au flux de refoulement du ventilateur. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que les moyens d'application précités d'un couple de rappel comprennent un élément (136) monté solidaire en rotation sur l'axe de pivotement (110) du volet (109), et présentant une surface de came pour modifier la direction d'app3ication et la valeur de la force du second élément élastique (133) en fonction de la position du volet (109) dans le conduit de refoulement (107). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de came précitée de l'élément de came (136) -a un profil déterminé pour faire varier la valeur du couple de rappel en fonction du débit de ventilation selon sensiblement la relation suivante c 5 k x Q dans laquelle c est le moment du couple de rappel Q est le débit de ventilation k est un coefficient de proportionnalité n est égal à environ 2. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la surface de came précité de l'élément formant came (136) est formée par une pluralité de plots ou tétons (137a, b, c, d, ) disposés sur une face de l'élément formant came (136) selon une ligne conforme au profil désiré de surface de came. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'application précités du couple de rappel sont montés sur la face extérieure d'une paroi du conduit (107) de refoulement.