Brevet FR2546293A1 — publié le 19841123

Détecteur-contrôleur d'écoulement gazeux entre deux enceintes communicantes, notamment pour conduits de fumée et/ou d'aération. La présente invention concerne la detection et le contrôle d'un écoulement gazeux entre deux enceintes communicantes. Elle vise plus particulièrement l'application d'un tel dispositif au contrôle du tirage dans les conduits de fumée et/ou d'aération. Il est important, plus particulièrement dans les instilations de chauffage, d'avoir l'assurance que le tirage du conduit d'évacuation des gaz et fumées est suffi sant pour assurer un bon fonctionnement de la chaudière sans risque de diffusion des produits de combustion ou des imbrûlés dans des locau, notamment d'habitation. Les dispositifs classiques jusqu'ici utilisés sont constitués par un opercule pivotant disposé dans une condu reliée entre le conduit de fumée et le local avoisinant ou l'extérieur. Un tel opercule doit normalement présente une inclinaison minimum correspondant à sa position d'équi libre en présence d'une certaine dépression dansle conduit Un relais électrique, notamment un contact à mercure, actionné par l'inclinaison de l'opercule permet d'actionne un dispositif de signalisation , d'autoriser ou de coupe l'alimentation de la chaudière. Cependant, si ces dispositifs classiques bénéficient d'une certaine robustesse, ils sont à la merci d'un grippage ou d'un coincement de l'opercule qui le rend inopérant. Par ailleurs, le système d'extraction d'air d'une ventilation mécanique contrôlée crée, dans un réseau de gaine, une dépression de l'ordre de lOmm de CE. Des bouches réglables réduisent la dépression -à l'entrée dans le local- à 1 à 2mm de CE. Comme le contrôle de dépressions si faibles ne peut pas être réalisé à faible coût avec une grande sécurité, et que l'existence de cette dépression est une absolue nécessité, notamment lors du raccordement de l'évacuation des produits de combustion d'une chaudière à gaz à la ventilation mécanique contrôlée, on utilise pour les chaudières traditionnelles, une sécurité thermique. Cette sécurité est constituée par un thermostat réglé. Si les produits de combustion "débordent" dans le local, comme leur température est au moins égale à 1000C, la sécurité thermique fonctionne et commande l'arrêt du brûleur de la chaudière. Avec une chaudière à condensation, on ne peut pas utiliser cette sécurité thermique car la température des produits de combusti on est plus basse; elle peut être voisine de 200C lors de la mise en service du chauffage. C'est pourquoi on a proposé de mesurer la dépression dans la gaine, mais cette sécurité devient illusoire si la bouche vient à être complètement fermée -par erreur de réglage- ou obstruée par des poussières des corps étrangers etc... L'invention a pour but un dispositif permettant de contrôler efficacement qu'une dépression minimum existe bien dans un conduit de fumée et/ou d'aération, et, d'une manière générale, la présence, le sens et le débit d'un courant gazeux dans un conduit. L'invention a pour objet un détecteur-contrôleur d'écoulement gazeux entre deux enceintes communicantes, caractérisé en ce qu'il compre un conduit reliant les deux enceintes et renfermant un organe rotatif libre à pales entraînables en rotation par un courant gazeux parcourant le conduit, et un dispositif de détection de la rotation et du sens de rotation de l'organe rotatif. L'organe rotatif peut être constitué par une hélice ou une turbine disposée dans l'axe ou parallèle à l'axe du conduit, ou encore par une roue à aubes d'axe perpendiculaire à l'axe du conduit et entraînée tangentiellement par le courant gazeux. Le dispositif de détection peut être constitué par une dynamo entraînée par l'organe rotatif. Il peut être également indépendant de l'organe rotatif et comprendre au moins deux organes,sensibles au passage des pales de l'organe rotatif, disposés en des points successifs sur le trajet des pales ou à leur voisinage, et reliés à un dispositif discriminateur de séquence. Ainsi, les organes sensibles peuvent être constitués par des détecteurs optiques derayo lurIneux coupés par les pales en rotation, ou encore par des détecteurs de proximité émettant ou interrompant un signal électrique lorsqu'une pale se trouve dans leur voisinage immédiat. Ces détecteurs de proximité peuvent être du type capacitif ou magnétique, en ce cas au moins une pale de l'organe rotatif est en un matériau conducteur de l'électricité ou magnétique. Le dispositif de détection d'un détecteur suivant l'invention peut comprendre un organe d'appréciation de la vitesse de l'organe rotatif permettant de déterminer le débit du courant gazeùx dans le conduit. Un détecteur suivant l'invention peut être disposé dans un conduit d'aération, et éventuellement dans un conduit de fumée, mais il est généralement préférable que le conduit renfermant l'organe rotatif soit un conduit auxiliaire reliant une enceinte à un conduit de fumée et/ou d'aération. Pour l'application d'un détecteur suivant l'invention à une chaudière ou autre installation dégageant des gaz ou fumées, le dispositif de détection peut être relié à l'alimentation des organes actifs de la chaudière ou de l'installation dont il asservitle fonctionnement à une rotation prédéterminée de l'organe rotatif. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, La figure l est une vue schématique, en coupe axiale, d'un détecteur-controleur d'écoulement gazeux à hélice suivant l'invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe diamétrale, suivant la ligne Il-Il de la figure 1, la figure 3 est un schéma de montage d'un détecteur-contrôleur suivant l'invention dans une installation de chauffage, la figure 4 est un schéma analogue à celui de la figure 3 d'une installation plus complexe, et, la figure 5 est un schéma d'un dispositif détecteur suivant l'invention équipé d'une roue à aubes. Les éléments analogues représentés sur ces diverses figures sont indiqués par les mêmes références numériques éventuellement affectées d'indices alphabétiques. Le détecteur-contrôleur d'écoulement gazeux suivant l'invention,représenté sur les figures 1 et 2,comprend essentiellement un conduit 3 débouchant à une extrémité dans une enceinte l, et à l'autre dans une enceinte 2, qu'il met en communication. Dans le conduit 3 est disposée une hélice (ou une turbine) 4, coaxiale avec le conduit 3 dans lequel elle est maintenue par des montants 12. Des grilles de sécurité 13 empêchent l'intrusion d'objets inopportuns à l'intérieur du conduit 3, tout en laissant libre l'écoulement gazeux dans les deux sens, comme indiqué par des flèches sur la figure 1. Une dynamo 5 est calée sur l'arbre de l'hélice et reliée à un dispositif classique 9 de mesure du sens et de l'intensité du courant débité par le dynamo 5. Ce dispositif 9 permet d'actionner des relais électriques pour l'actionnement à volonté de tout dispositif de signalisation , d'avertissement ou de commande 14, de type classique. Suivant une premiere variante indiquée en pointillés sur l figures et 2, le détecteur représenté peut être équipé de détecteursde proximité 10 ou de détecteurs optiques 6, à la place de la dynamo 5. Ces détecteurs optiques ou de proximité sont au moins au nombre de deux, afin de permettre au dispositif de détection de type connu 9a ou 9b de faire la discrimination de la séquence d'activation des détecteurs 6 ou 10 au passage des pales 8 de l'hélice ou de la turbine. Ceci permet de contrôler le sens de rotation des pales ainsi que leur vitesse. Dans le cas de détecteurs optiques, chaque cellule 6 est associée à une source lumineuse 6a,ou éventuellement à une source lumineuse commune. Dans la variante représentée sur la figure 5, les dispositifs optiques, de proximitéfou la dynamo, peuvent être disposés en dehors du conduit 3 sur le trajet des pales de la roue à aubes ll extérieure au conduit. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le détecteur suivant l'invention est disposé dans un conduit auxiliaire 3a débouchant, d'une part dans un conduit d'évacuation 7 des fumées d'une chaudière à gaz 14, et d'autre part à l'intérieur d'un local renfermant cette chaudière à gaz. Un registre 15 permet de régler l'aspiration vers un conduit 16 à ventilation mécanique contrôlée. Dans l'installation représentée sur la figure 4, le conduit auxiliaire 3b renfermant le détecteur suivant l'invention débouche dans un conduit 7a d'évacuation de produits de réaction d'un appareil 17. Dans ce conduit 7a débouchent également un conduit d'entrée d'air auxiliaire 18 et un conduit d'évacuation auxiliaire 19. Le conduit 7a débouche dans un conduit à ventilation mécanique contrôlée 16a, sous le contrôle d'un registre 15a. Dans ces intallations des figures 3 et 4, on retrouve également les deux enceintes signalées par les références 1 et 2, déjà indiquées sur la figure 1. Ainsi, les détecteurs-contrôleurs suivant l'invention permettent d'équiper des chaudières,ou autres dispositifs émetteurs de vapeurs indésirables, d'une sécurité vérifiant sans perte de charge le bon fonctionnement de l'extraction des produits gazeux à une valeur toujours supérieure à la quantité de produits de combustion. Avec des installations suivant les figures 3 et 4, lorsque la chaudière , ou autre dispositif émetteur de vapeurs, est arrêtée, le libre passage de l'air extrait du local reste assuré sans imposer un balayage de la chaudière ,ou autre dispositif, qui serait nuisible à leur rendement. Ainsi, avec une installation suivant la figure 4, lorsque l'extraction des gaz est assurée par la ventilation mécanique contrôlée dans le conduit 16a, le réacteur 17 étant arrêté, l'air extrait est évacué du local par les conduits auxiliaires 3b, 18 et 19. Le passage d'une quantité d'air suffisante dans le conduit 3b du contrôleur suivant l'invention autorise le fonctionnement du réacteur ou de la chaudière 17. Lorsque le réacteur ou la chaudière 17 est en service, l'extraction par le conduit 16a évacue l'air, ou les gaz, ou les vapeurstentrant par les conduits 18, 19, 3b et provenant de la chaudière ou réacteur 17 Si l'extraction par le conduit 16 a n'est pas suffisante, le débit par le conduit 3b devient nul, la sécurité s'ouvre et la chaudière, ou le réacteur 17, est stoppé Si l'extraction est en panne, le-s produits de eombustion ou réaction tendent à pénétrer dans le local par les conduits 18, 19, et éventuellement 3b. Le débit de gaz dans le conduit 3b du détecteur suint l'invention devient nul ou négatif, ce qui provoque l'ouverture de la sécurité et 1' arrêt immédiat automatique de la chaudière ou du réacteur 17. Ainsi, le dispositif détecteur suivant l'invention permet de vérifier en toute sécurité l'existence d'une pression différentielle, même très faible entre deux enceintes en communication d'après l'existence d'un écoulement positif de fluide entre les deux enceintes. Si le débit de cet écoulement de fluide devient nul ou négatif, le détecteur suivant l'invention permet de signaler l'incident, de même qu'en cas de panne mécanique de blocage et de coupure de courant. De plus, le détecteur-contrôleur suivant l'invention ne freine pas sensiblement l'écoulement gazeux entre les deux enceintes grâce à la faible inertie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s-' écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Détecteur-contrôleur d'écoulement gazeux entre deux enceintes communicantes 1, 2, caractérisée en ce qu'il comprend un conduit 3 reliant les deux enceintes et renfermant un organe rotatif libre 4, 11, à pales 8 entraînables en rotation par un courant gazeux parcourant le conduit, et un dispositif de détection 5, 6, 10 de la rotation et du sens de rotation de l'organe rotatif. 2. Détecteur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe rotatif est une hélice 4 ou une turbine disposée dans l axe du conduit 3, ou une roue à aubes 11 d'axe perpendiculaire à l'axe du conduit et entralnée tangentiellement par le courant gazeux. 3. Détecteur, suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection 5 est entraîné par l'organe rotatif 4. 4. Détecteur, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection est une dynamo 5. 5. Détecteur suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le dispositif de détection 6, 10 est indépendant de l'organe rotatif 4. 6. Détecteur, suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend -au moins deux organes sensibles 6, 10, au passage des pales 8 de l'organe rotatif, disposés en des points successifs sur les trajets des pales 8, ou à leur voisinage, et reliés à un dispositif discriminateur de séquence 9a, 9b. 7. Détecteur, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les organes sensibles sont des détecteurs optiques 6 de rayons lumineux coupés par les pales 8 en rotation. 8. Détecteur, suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les organes sensibles sont des détecteurs de proximité 10, émettant ou interrompant un signal électrique lorsqu'une pale 8 se trouve dans leur voisinage immédiat. 9. Détecteur, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les organes sensibles 10 sont du type capacitif ou magnétique, au moins une pale 8 étant en matériau conducteur de l'électricité, ou magnétique. 10. Détecteur, suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un organe 9 d'appréciation de la vitesse de l'organe rotatif. 11. Detecteur, suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le conduit 3 renfermant l'organe rotatif 4 est un conduit 7 de fumée et/ou d'aération. 12. Détecteur, suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le conduit 3 renfermant l'organe rotatif 4 est un conduit auxiliaire reliant une enceinte à un conduit 7 de fumée et/ou d'aération. 13. Détecteur suivant la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le dispositif de détection est relié à une chaudière dont il asservit le fonctionnement à une rotation prédéterminée de l'organe rotatif.