Brevet FR2555713A1 — publié le 19850531

"BOUCHE D'AIR A REGULATION THERMOSTATIQUE" La présente invention a pour objet une bouche d'air à régulation thermostatique pour installation de chauffage à air soufflé. Dans de telles installations, le chauffage des différentes pièces d'un local est effectué par soufflage d'air chaud jusqu'à ce que la température désirée soit atteinte. Actuellement, il n'existe pas de possibilité pour obtenir, de façon automatique, des niveaux de température différents dans les différentes pièces. Les bouches d'air des installations sont en général munies d'un registre à lames multiples à mouvement parallèle, permettant d'obturer plus ou moins la section de passage d'air de la bouche par rotation de ces lames, et donc de limiter plus ou moins le débit d'air chaud dans le local. Ce registre ne peut être actionné que manuellement et ne permet donc pas une régulation efficace et automatique de la température d'une pièce. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et notamment de fournir une bouche d'air de chauffage permettant de maintenir de façon automatique la températuie d'un local à une valeur préfixée et réglable, en faisant uniquement appel à l'énergie créée par les écarts de température de l'air ambiant. Dans cette bouche d'air, les lames ou ailettes du registre doivent pouvoir obturer plus ou moins la section de passage d'air, selon la température dans le local, de façon entièrement automatique, en vue de la régulation de température dans celui-ci. A cet effet, dans la bouche selon l'invention, du type comprenant au moins une ailette pivotante susceptible de modifier la section de passage de l'air, d'une part, l'ailette est montée sur un tambour rotatif d'axe horizontal, et d'autre part, il est prévu un élément à dilatation de cire, dont la cire est choisie en fonction de la plage de variation de température choisie, et qui possède un piston déplaçable axialement sous l'effet de la dilatation de la cire, des moyens étant prévus qui permettent de transformer le déplacement axial du piston de l'élément à dilatation de cire en mouvement de rotation du tambour. Lorsque la température dans la pièce augmente, la cire de l'élément à dilatation de cire se dilate, et son piston se déplace, et lorsque la température de la pièce devient supérieure à celle fixée, le déplacement du piston provoque la rotation du tambour, d'où celle de la ou des ailettes du registre, et par conséquent l'obturation plus ou moins complète de la bouche. L'utilisation d'un élément à dilatation de cire permet de fermer progressivement la bouche et d'empêcher la montée en température dans la pièce. Au contraire, lorsque la température dans la pièce diminue, la cire de l'élément à dilatation de cire se rétracte, son piston se retire et des moyens de rappel permettent la rotation en sens inverse du tambour dans le sens d'ouverture de la bouche. Selon une forme préférée d'exécution de la présente invention, les moyens permettant de transformer le déplacement axial du piston en mouvement de rotation du tambour comprennent - deux disques de diamètre sensiblement égal au diamètre interne du tambour, montés à chaque extrémité de ce tambour et à l'intérieur de ce dernier, un disque étant lié en rotation à ce tambour et ce disque ou l'autre disque étant apte à se déplacer axialement sous l'action du piston de l'élément à dilatation de cire - au moins une biellette, formée par une tige rigide, dont chaque extrémité est articulée sur une face d'un disque en correspondance d'une face de l'autre disque, à une certaine distance de l'axe de ce disque, les deux disques étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre en position de repos. Ainsi, lors d'une augmentation de température dans la pièce, au-delà de la température préfixée, le piston de l'élément à dilatation de cire pousse le disque dépla çable axialement. Sous l'effet de cette poussée, la biellette rigide tend à s'incliner encore plus, entraîne en rotation ce disque, ou selon le cas l'autre disque, et le tambour, qui est lié en rotation à ce disque, pivote lui aussi. De toute façon, l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques seront mises en evidence à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution préférée de cette bouche d'air à régulation thermostatique Figure 1 en est une vue en perspective Figure 2 est une coupe selon 2/2 de figure 1 Figure 3 est un schéma du principe de transforma tion du déplacement axial du piston en rotation du tambour Figure 4 est une coupe selon 4/4 de figure 2 Figure 5 est une courbe de variation de la distance entre les deux disques en fonction de leur décalage angulaire. La bouche d'air à régulation thermostatique (2) montrée aux figures 1 et 2 comprend un carter (3) encas tré dans la gaine de chauffage (4) ménagée dans un mur (5), et fermé par une plaque frontale (6) formant grille (7). Un bouton (8) d'axe horizontal, logé dans un évidement de la plaque (6), en saillie par rapport à elle, permet le réglage de la température dans la pièce. Intérieurement, le carter (3) comprend deux parties séparées l'une de l'autre par une cloison (3a). La première partie de ce carter (3) est ouverte vers l'arrière pour le passage de l'air en provenance de la gaine de chauffage (4) et sert au logement dlun registre à ailettes multiples (9) à mouvement parallèle (cinq ailettes dans l'exemple montré à la figure 2). Ce registre permet d'obturer plus ou moins l'ouverture de passage d'air de la bouche (2) par pivotement de ses ailettes (9) dans le sens indiqué par les flèches (10). Au contraire le pivotement des ailettes dans le sens des flèches (11) permet l'ouverture de la bouche (2). La seconde partie du carter (3) est fermée à l'arrière et constitue un logement pour le bouton (8) protégé de l'air de chauffage en provenance de la gaine (4). L'ailette centrale (9) du registre est montée solidaire en rotation et translation d'un tambour cylindrique (12). Les autres ailettes (9) sont liées entre elles et au tambour (12), de façon connue en soi, par des tiges articulées (13), de sorte qu'une rotation du tambour (12) provoque une rotation identique des ailettes (9). Le tambour (12) tourne sous l'effet du déplacement axial du piston (15) d'un élément à dilatation de cire (14). La cire de cet élément à dilatation de cire est choisie en fonction de la plage de régulation de température à l'intérieur du local. Dans cet exemple, le piston (15) de cet élément à dilatation de cire (14) a une course de 8,5mm entre 15 et 250C, dans la mesure où il est soumis à un effort résistant compris entre 9 daN et 27 daN. Le principe utilisé pour transformer le déplacement axial du piston (15) en rotation du tambour (12) est illustré à la figure 3. Ainsi que le montre cette figure, deux disques (16, 17) de même diamètre sont reliés entre eux par une biellette (18) de longueur H articulée par chacune de ses extrémités à la périphérie de chaque disque. Ces disques (16, 17) ont leurs axes alignés. Le disque (17) est monté fixe, alors que le disque (16), libre en rotation, est également monté coulissant sur son axe. Au repos, les deux disques (16, 17) sont légèrement décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire que la biellette (18) est inclinée entre les deux disques et non pas parallèle à l'axe commun des deux disques. Elle occupe par exemple la position A correspondant à une distance H A entre les deux disques. Si un effort F est appliqué selon l'axe du disque (16) (ainsi que représenté à la figure 3], la biellette (18) tend à s'incliner encore plus et le disque (16) pivote d'un angle ex et se rapproche du disque (17) fixe. La biellette (18) prend alors une position (B ou C) correspondant respectivement à une distance (HB ou HC) entre les deux disques. La courbe de variation de la distance entre les deux disques (16, 17) en fonction de l'angle de rotation ( ) du disque (16) est montrée à la figure 5. Cette courbe comporte une partie pratiquement linéaire pour un angle compris entre 45O et 1350, c'est-à-dire qu'entre 45" et 135O la variation de distance entre les disques (16, 17) est pratiquement proportionnelle à leur décalage angulaire es .Cette courbe montre également que le décalage angulaire initial entre les deux disques doit être assez sensible (de l'ordre d'environ 20 ) pour qu'un déplacement de la biellette soit possible (les tangentes à la courbe sont horizontales pour O et 1800). Ce principe de transformation du mouvement rectiligne en mouvement circulaire est donc exploité de façon intéressante entre 45" et 135 pour produire une rotation de 0 à 90" des ailettes (9), cette amplitude de rotation étant suffisante pour passer de l'ouverture à la fermeture de la bouche par les ailettes (9). Deux disques (16 et 17), correspondant à ceux de la figure 3, sont montés alignés à l'intérieur du tambour (12) et sont reliés l'un à l'autre par deux biellettes (18) articulées sur eux. Deux évidements sphériques diamétralement opposés sont ménagés sur un même cercle, sur chaque disque (16,17) pour recevoir chacun l'extrémité sphérique d'une biellette (18). Sur la figure 4, les biellettes (18) sont représentées parallèles à l'axe des deux disques (16, 17), pour plus de clarté. En fait, cette situation ne se réalise jamais et les disques sont décalés de 45par rapport à cette position, au repos Le disque (17) est fixé par une bride (19) sur la face interne de la paroi latérale du carter (3) et saille partiellement à l'intérieur du tambour (12). Sa longueur est suffisante pour permettre le déplacement axial du tambour (12) lorsque celui-ci effectue une rotation de 90 . Au repos, il existe donc, entre la bride (19) et l'extrémité du tambour (12) associée au disque (17), un jeu au moins égal au déplacement axial du tambour pour une rotation de ce tambour de 90 . Le disque (16) est monté à l'intérieur du tambour (12) et lui est lié en rotation et en translation, par exemple au moyen d'une ou plusieurs vis (20). Dans le disque (16) est ménagé un alésage axial (21). Un tube cylindrique (23) de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du tambour (12) présente, à une extrémité, un épaulement et, à son autre extrémité, fermée un téton cylindrique (24) en regard de l'alésage (21) du disque (16). Ce tube est logé dans le tambour (12) dans le prolongement du disque (16) et est apte à coulisser dans ce tambour avec guidage de son téton (24) dans l'alésage (21) de ce disque (16). Un ressort de contrôle (22) est monté entre la face du disque (16) tournée vers le tube (23) et l'épau- lement de ce tube. Ce ressort (22) permet d'appliquer un effort résistant minimal de 9 daN sur le piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14). Un piston auxiliaire (25) est monté à l'intérieur du tube (23) et présente un logement cylindrique pour le piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14). Une bille (26) placée à l'extrémité du piston (15) transmet la poussée qu'il exerce au piston auxiliaire (25). Cette bille permet de réduire les frottements et notamment de permettre la rotation du piston (15) vis-à-vis du piston (25). La poussée exercée par le piston (15) lorsque la cire de l'élément (14) se dilate est transmise par le piston auxiliaire (25) au tube (23) par l'intermédiaire d'un ressort d'ultracourse (27) monté entre le fond du tube (23) et le piston auxiliaire (25), taré à une valeur supérieure à celle du ressort (22). Au repos, le téton (24) du tube (23) est partiellement engagé dans l'alésage du disque (16), et un jeu existe entre l'extrémité fermée de ce tube (23) et la face correspondante du disque (16). Lorsque la température s'élève, la cire de l'élément à dilatation de cire (14) se dilate et le piston (15) de cet élément se déplace et provoque le déplacement du tube (23), une fois qu'il a surmonté l'effort résistant opposé par le ressort de contrôle (22). Le tube (23) entre en contact avec le disque (16) par son extrémité fermée lorsque la température atteint celle préfixée. Le déplacement du piston (15) provoque alors le déplacement et la rotation du disque (16) de la façon expliquée précédemment et la fermeture progressive de la bouche par les ailettes (9). Lorsque le tambour (12) a effectué une rotation de 90 , le piston (15) de l'élément à dilatation de cire peut néanmoins poursuivre sa course, si la température continue encore à monter, en comprimant le ressort d'ultracourse (27), sans détériorer le reste du mécanisme. Lorsque la température décroît, le piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14) se retire et un couple de rappel ramène les ailettes en position ouverte. Une bague cylindrique en matière synthétique (29) solidaire en translation et en rotation de l'élé- ment à dilatation de cire (14) présente un filetage extérieur et est vissée dans une bride (28) fixée sur la paroi (3a) du carter (3). Cette bague (29) sert également de support par son décolletage (29a) à l'extrémité du tambour (12) opposée à celle associée au disque (17). Le bouton de réglage dé température (8) est un bouton en aluminium serti sur l'élément à dilatation de cire (14) et qui lui est donc lié en translation et en rotation. Ce bouton est radiateur, c'est-à-dire qu'il transmet par conduction å l-'élëment à dilatation de cire la chaleur qu'il reçoit et n'affecte donc pas sa sensibilité. Par rotation de ce bouton (8), la bague (29) se visse dans la bride (28) et se déplace donc vers la gauche dans la figure 4. L'élément (14) et son piston (15) se déplacent avec elle de même que le tube (23) et le jeu entre le disque (16) et l'extrémité du tube (23) est réduit. De cette façon, le disque (16) est soumis à l'action du piston (15) pour une température plus basse et les ailettes pivotent pour une température dans la pièce moins élevée. Au contraire, en dévissant la bague (29), le jeu entre le disque (16) et le tube (23) est augmenté et le disque (16) est soumis à l'action du piston (15) pour une température plus élevée. La rotation de ce bouton (8) permet donc de régler la température à partir de laquelle les ailettes (9) commencent à obturer l'ouverture de la bouche (2). Les deux brides (19) et (28) sont reliées entre elles par trois tirants tenon représentés sur les figures3, dont deux sont décalés angulairement de 90O et servent de butées à l'ailette centrale (9) en position d'ouverture et de fermeture de la bouche (2). Selon une forme d'exécution plus élaborée de cette bouche [non représentée au dessin], l'élément à dilatation de cire (14) est placé à distance de la bouche (2) et est relié au disque (16) par l'intermédiaire d'un tube capillaire rempli de fluide incompressible. Ainsi le dispositif thermostatique commande à distance l'ouverture et la fermeture de la bouche (2) et n'est pas influencé par l'air en provenance de la bouche pour la mesure de la température ambiante. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci dessus à titre d'exemples non limitatifs , elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation mettant en oeuvre des moyens équivalents. C'est ainsi qu'elle peut également s'appliquer au domaine de la climatisation (air froid) sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Bouche d'air à régulation thermostatique, du type comprenant au moins une ailette pivotante susceptible de modifier la section de passage de l'air, caractérisée en ce que, d'une part, l'ailette (9) est montée sur un tambour rotatif (12) d'axe horizontal, et d'autre part, il est prévu un élément à dilatation de cire (14), dont la cire est choisie en fonction de la plage de variation de température choisie, et qui possède un piston (15) déplaçable axialement sous l'effet de la dilatation de la cire, des moyens (16, 17, 18) étant prévus qui permettent de transformer le déplacement axial du piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14) en mouvement de rotation du tambour (12). 2. - Bouche d'air selon la revendication 1, caractérisée en ce que des moyens de rappel permettent la rotation en sens inverse du tambour (12) dans le sens d'ouverture de la bouche. 3. - Bouche d'air selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens (16, 17, 18) permettant de transformer le déplacement axial du piston (15) en mouvement de rotation du tambour (12) comprennent: - deux disques (16, 17) de diamètre sensiblement égal au diamètre interne du tambour (12), montés à chaque extrémité de ce tambour (12) et à l'intérieur de ce dernier, un disque (16) étant lié en rotation à ce tambour (12) et ce disque (16) ou l'autre disque étant apte à se déplacer axialement sous l'action du piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14) - au moins une biellette (18), formée par une tige rigide, dont chaque extrémité est articulée aur une face d'un disque (16, 17) en correspondance d'une face de l'autre disque (16, 17), à une certaine distance de l'axe de ce disque, les deux disques (16, 17) étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre en position de repos. 4. - Bouche d'air selon la revendication 3, caractérisée en ce que le disque (16) apte à se déplacer axialement sous l'effet du piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14) est lié en rotation et en translation au tambour (12) et en ce que l'autre disque (17) est fixe. 5. - Bouche d'air selon la revendication 4, caractérisée en ce que le disque fixe (17) forme un palier pour le guidage en rotation et en translation du tambour (12) et est suffisamment long pour permettre le déplacement axial du tambour (12) lorsque celui-ci effectue une rotation de 90 . 6. - Bouche d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un bouton de réglage radiateur (8) est monté solidaire en rotation et en translation de l'élément à dilatation de cire (14) et en ce que cet élément (14, 29) est muni d'un filetage extérieur apte à se visser dans le carter (3) de la bouche (2). 7. - Bouche d'air selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que le décalage angulaire initial des deux extrémités de la ou des biellettes (18) correspond à un angle de 45". 8. - Bouche d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le piston (15) de l'élément à dilatation de cire (14) est muni à son extrémité d'une bille (26). 9. - Bouche d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que deux butées sont prévues pour limiter la rotation du tambour entre 0 et 90O, 10. - Bouche d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'élément à dilatation de cire (14) est placé à distance de la bouche (2) et en ce qu'il commande la rotation du tambour (12) au moyen d'un tube capillaire rempli de fluide incompressible.