Brevet FR2691789A1 — publié le 19931203

PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS ASSURANT LA REPARTITION ET LA REGULATION AUTOMATIQUE DES DEBITS D'AIR NOTAMMENT POUR LA VENTILATION DES LOCAUX. En périphérie des habitations modernes ou anciennes rénovées les façades sont isolées thermiquement et les huisseries sont équipées de joints, dans le but d'économiser l'énergie. La relative étanchéité ainsi obtenue provoque, dans les logements confinés, des excès de condensation et de moisissures qui détériore le bâti et les meubles et est néfaste pour la santé des occupants, plus particulièrement durant les périodes o les fenêtres restent fermées. Pour cela il a été prévu l'organisation de dispositif d'aération assurant, conformément à la réglementation, un renouvellement général de l'air permanent mais contrôlé de façon à assurer dans chaque local le débit nécessaire en fonction de sa destination (salle de séjour, salle de bains, cuisine, WC) et de l'heure d'utilisation (heures des repas entre autres). Pour cela il est connu un dispositif destiné à contrôler automatiquement le débit d'air traversant chaque ouverture d'aération des locaux, ledit dispositif étant constitué par une boîte située au niveau de chaque dite ouverture et comportant elle-même, de part et d'autre, deux ouvertures pouvant être alternativement et plus ou moins obturées, en fonction du sens et de la vitesse du courant d'air qui la traverse, par une membrane souple placée en position d'équilibre stable étant pendue librement entre les deux ouvertures de ladite boîte Mais il a été remarqué que la souplesse de ladite membrane ne permettait pas une parfaite régulation, le moindre courant d'air traversant ce dispositif provoquant l'obturation quasi totale de l'ouverture correspondante. La présente invention a donc pour objet des perfectionnements à un tel dispositif de manière à obtenir une régulation aussi modulée que possible. Pour cela la membrane placée entre les deux ouvertures de la boîte qui équipe chaque ouverture du local n'est plus une membrane souple mais est une membrane plane flexible organisée de telle manière qu'elle présente une résistance à la flexion différente suivant le sens du courant d'air qui la sollicite En outre un dispositif de butée réglable permet de limiter de-façon variable son angle de flexion de façon à contrôler la surface de l'ouverture obturée par la membrane ainsi fléchie. La figure 1 est un diagramme explicatif de l'effet de régularisation de l'aération des locaux produite par le dispositif objet de l'invention. La figure 2 est une vue schématique en perspective du dispositif de régulation automatique objet de l'invention. La figure 2 a est une vue schématique en plan (vue de dessous) du système d'accrochage de la membrane flexible. La figure 2 b est une vue schématique en coupe transversale du taquet d'ancrage de ladite membrane. La figure 3 est une vue schématique en coupe verticale transversale du coffre contenant le dispositif conforme à la figure 2. La figure 4 est une vue schématique en coupe verticale transversale dudit coffre montrant la butée réglable modifiant la surface d'aération. La figure 5 est une vue schématique en coupe transversale d'un coffre contenant le dispositif de réglage de l'aération conforme à la figure 2 et organisé pour être placé à l'ouïe d'un conduit de ventilation. Les figures 6 Aet 6 S sont des vues schématiques en coupe transversale d'un coffre contenant le dispositif de réglage selon la figure 2 placé à l'intérieur des profilés d'une menuiserie métallique. La figure 7 est une vue schématique en coupe verticale transversale d'un coffre contenant le dispositif de contrôle d'aération selon la figure 5 inversé. La figure 8 est une vue schématique en coupe verticale transversale d'une variante comportant l'arête d'articulation de la membrane de régulation en partie basse dudit coffre. La figure 9 est une vue en coupe transversale d'une application du dispositif de la figure 8 de part et d'autre d'une même paroi. La figure 10 est une vue en coupe transversale montrant un cas particulier d'utilisation du dispositif de la figure 8. La figure 11 est une vue éclatée du dispositif selon l'application des figures 9 et 10. La figure 1 représente à titre d'exemple un immeuble de plusieurs étages équipé de systèmes d'aération Le renouvellement de l'air est assuré par un courant d'air contrôlé au moyen de différents dispositifs mécaniques ou statiques principalement constitués par: des dispositifs perfectionnés d'entrée d'air propre 1 des dispositifs perfectionnés de sortie d'air usé 2 des conduits d'évacuation de l'air provenant des cuisines 3 et des WC et salles de bains 4 des extracteurs d'air de type mécano-statique 5 et 6. Les dispositifs perfectionnés d'entrée d'air propre 1 sont disposés sur des orifices réalisés sur les parois extérieures des pièces dites sèches, telles que chambres, salle de séjour, salon, notamment sur les menuiseries hautes 7. Les dispositifs perfectionnés de sortie d'air usé 2 sont disposés aux orifices d'aération des pièces dites humides, notamment sur les orifices 8 raccordés au conduit collectif 3 des cuisines, et au conduit collectif 4 des WC et des salles de bains. Les extracteurs d'air, disposés au sommet des conduits 3 et 4, de type mécano-statique pouvant fonctionner en mécanique ou en statique, conformes aux normes aspirent dans ces conduits pour procurer, suivant leur allure de fonctionnement lente ou rapide, un débit d'air global réduit ou intensif réparti dans chaque local au moyen de chaque dispositif de contrôle individuel placé au niveau de chaque orifice d'aération d'entrée ou de sortie. La présente invention porte sur le perfectionnement des dispositifs d'entrée d'air 1 et de sorties d'air 2 en vue de mieux répartir dans chaque logement le débit global fourni par les extracteurs 5 ou 6. Ces perfectionnements permettent un premier réglage en usine du débit de chaque dispositif avec une possibilité d'ajustage complémentaire, lors de sa mise en place sur le chantier, compte tenu des besoins ponctuels qui peuvent varier suivant la porosité éventuelle des conduits due à leurs défauts d'étanchéité ou suivant les contraintes réglementaires par exemple. Parallèlement à ce rôle de régulation, ces dispositifs assurent une meilleure sécurité et protègent mieux la santé des habitants en s'opposant spontanément aux perturbations provoquées par le vent, grâce notamment aux facultés anti-retour et antisoufflage améliorées de ces dispositifs Les graphiques 1 A, 1 B, lc de la figure 1 restituent schématiquement l'évolution chronologique des débits en fonction de la nature des dispositifs d'aération installés Ils justifient la complémentarité de l'ensemble des composants suivant trois configurations. Le graphique U montre l'intensité de la ventilation au niveau des différents étages non encore équipés de dispositifs de contrôle. Le graphique 1 B montre l'intensité de la ventilation aux niveau des différents étages après installation des extracteurs d'air 5 ou 6 au sommet des conduits collectifs 3 et 4. Le graphique lc montre l'intensité de la ventilation au niveau des différents étages après installation complète des différents organes de production de ventilation 5 ou 6 et des différents dispositifs précités 1,2,3,4 de contrôle spécifique de chaque local. Selon le graphique Aa, qui montre le cas o l'extraction dans les conduits 3 et 4 est due au seul effet thermique, on observe un débit nettement insuffisant, qui de bas vers le haut va en s'amenuisant, jusqu'à risquer d'être nul aux niveaux supérieurs. Selon le graphique Ab, qui montre le cas (Aa) par temps de vent bénéficiant d'un faible effet venturi au niveau de la sortie des conduits 3 et 4, le résultat est inversé On observe au niveau des logements supérieurs un débit encore insuffisant, bien que légèrement meilleur, qui de haut vers le bas, va en s'amenuisant jusqu'à risquer d'être presque nul au niveau inférieur. Sur ce genre de conduit non ou mal équipé de dispositif en sortie, on observe souvent des refoulements d'air usé au niveau des logements des étages supérieurs tel qu'il est schématisé en 9 dans le cas Aa et en 10 dans le cas Ab. Ces perturbations proviennent généralement de la perte de charge excessive résultant, entre autres causes, d'extracteurs non performants, non conformes à la norme en sortie des conduits. Selon le graphique Ba, qui montre le cas o l'extraction dans les conduits 3 et 4 est assistée par un extracteur à venturi performant, (moteur arrêté), on observe au niveau des logements inférieurs, notamment par temps froid, un débit thermique nettement amélioré qui du bas vers le haut, bien que s'amenuisant dans les niveaux supérieurs, reste toutefois suffisant. Selon le graphique Bb, qui montre le cas o l'extraction dans les conduits 3 et 4 est assisté par le mêmie extracteur statique balayé par le vent, on constate en sortie de conduit (moteur arrêté) que le résultat est inversé et on observe au niveau des logements supérieurs un débit franchement amélioré, qui de haut vers le bas, bien que s'amenuisant dans les niveaux inférieurs, reste largement suffisant. Selon le graphique Bc, qui montre le cas o les extracteurs mécano- statiques 5 et 6 placés au sommet des conduits 3 et 4 sont animés par leur moteur, on observe le même résultat proportionnel de haut vers le bas, que par temps de vent (cas Bb), mais avec des débits franchement excessifs, notamment dans les logements des niveaux supérieurs On constate suivant les graphiques Ba, Bb, Bc sur ces conduits partiellement équipés, des débits suffisants ou excessifs et qui demandent par conséquent, à être répartis et dosés. Dans chacun des graphiques Ca et Cb, qui montrent tous deux une installation totalement équipée des extracteurs 5 et 6 au sommet des conduits 3 et 4 ainsi que des dispositifs de contrôle 1,2,3 et 4 au niveau de chaque local, on constate que le débit est identique à tous les étages, que se soit en régime de marche réduit (Ca) ou en régime intensif (Cb). Cette répartition et ce dosage, est le résultat du perfectionnement des dispositifs complémentaires d'entrée et de sortie d'air, objet du présent brevet. Les dessins annexés ne sont que des exemples non limitatifs de tels dispositifs et montrent quelques applications de l'objet de l'invention dans la réalisation de modules d'entrée et de sortie d'air, pouvant être utilisé également pour le perfectionnement de modules existants. Le perfectionnement, objet de l'invention, représenté par la figure 2 comporte essentiellement un dispositif permettant à la membrane flexible Il de présenter une résistance à la flexion différente selon le sens (avant ou arrière) dans lequel elle est sollicitée par le courant d'air qui traverse le coffre 12 dans lequel elle est placée et qui est ici partiellement représenté. Pour cela, selon ladite figure 2, la membrane flexible 11, qui est retenue à l'une de ses extrémités horizontales par la butée 13 au moyen des tenons 14 contre laquelle elle est retenue encastrée par la butée amovible 15 (fig 2 et 2 a) qui s'agrafe par sa forme de griffe à l'arrière de la butée 13. Cet ensemble est introduit dans le coffre 12 la butée 13 étant solidaire de la platine 16 introduite dans la paroi supérieure du coffre 12 par translation, guidée par les queues d'aronde la bordant La membrane 11, présente au niveau de cet ensemble ainsi retenu dans le coffre 12, se trouvera pouvoir fléchir selon deux niveau de flexion distincts éloignés de façon différente de sa zone d'encastrement. Selon les figures 2 et 2 b on cônstate en effet que la membrane 11 sollicitée vers l'avant du coffre 12 fléchira en prenant appui sur la butée amovible 15, alors que sollicitée vers l'arrière elle fléchira en prenant appui sur la butée fixe 13 qui dépasse dans la proportion nécessaire la butée amovible 15, offrant ainsi dans ce cas une surface libre moindre et par le fait même un couple de flexion plus élevée que lorsque ladite membrane est sollicitée vers l'avant. On obtient ainsi deux coefficients de flexibilité selon que ladite membrane sera sollicitée selon le sens du courant d'air qui la traverse. Afin d'accroître cette différence de résistance à la flexion suivant le sens de sollicitation de la membrane 11, celle-ci est munie des lumières 17 (fig 2) situées au niveau de l'arête inférieure de la butée amovible 15, la plus proche de l'encastrement, diminuant encore à ce niveau la résistance à la flexion de ladite membrane en réduisant sensiblement la matière la constituant L'arête inférieure de la butée fixe 13, la plus éloignée de l'encastrement se situe au contraire au delà de cette zone des lumières 17 imposant à ce niveau une résistance à la flexion supérieure à la précédente. Un tel dispositif étant situé à l'intérieur du coffre 12 (figures 2,3, et 4) on voit que la membrane 11 peut venir obturer l'ouverture avant 18 sous l'effet d'un faible retour de courant d'air venant de l'intérieur du conduit et peut venir s'infléchir vers l'arrière sous l'effet d'une dépression provenant des conduits d'aération, obturant plus ou moins l'ouverture arrière 19 jusqu'au point de la traverser (fig 4) laissant alors libre passage de l'air vers lesdits conduits. Ce mouvement de flexion vers l'arrière peut être limité par la barrette mobile horizontale 20 placée en travers de l'ouverture arrière 19 et contre laquelle peut venir buter, dans son mouvement de flexion, la base de la membrane 11 (fig 3) Ladite barrette 20 peut être déplacée verticalement parallèle à elle-même à l'intérieur de l'ouverture 19 de manière à modifier l'angle de flexion de la membrane 11 nécessaire pour l'amener au contact de ladite barrette. La position de celle-ci peut même être suffisamment haute pour permettre le libre passage de la base de la membrane 11 à travers l'ouverture 19 (fig 4). Ce réglage peut être fait de façon définitive en usine suivant la destination de l'ensemble considéré Il peut aussi être effectué par l'utilisateur selon l'intensité de la ventilation qu'il désire en fonction de l'état d'humidité du local Dans ce dernier cas (fig 2) la barrette 20 peut être manoeuvrée manuellement au moyen du cordon 21, la barrette 20 étant munie du ou des ressorts antagonistes 12. On comprend qu'ainsi constitué le dispositif permet des coefficients d'obturation différents selon le sens de circulation de l'air par suite d'une modification automatique de la flexibilité de la membrane selon le sens o elle est sollicitée, son angle de flexion étant lui-même variable, selon les besoins immédiats d'aération, en fonction de la position de la butée mobile 20. Un tel dispositif qui assure deux valeurs de résistance à la flexion à une même membrane en fonction de la situation différente de sa zone de flexion par rapport à son extrémité encastrée, peut fonctionner indifféremment que ladite membrane soit suspendue (fig 2, 3, 4, 5 et 7 intéressant les ouvertures vers les conduits d'évacuation de l'air usé) ou soit posée de chant à la base du coffre 12 de telle manière que sa flexion s'opere aussi au niveau de deux zones distinctes selon son sens de sollicitation (fig 6, 7, 8, 9 et -10). Ces différentes figures constituent en effet des variantes du dispositif, le coffre 12 pouvant présenter sensiblement une forme de parallélépipède tronqué (fig 2,3,4,5 et 7) selon la référence 2 de la figure 1, ou de prisme allongé (fig 6,8,9,10 et 11) selon la référence 1 de la figure 1. Dans ce dernier cas le coffre 12 est composé de l'élément principal 23 représenté rompu sur la figure 11, o l'on voit la platine 24 qui porte le berceau 25, sur lequel repose la membrane 11 par son arête inférieure, et la butée 13 située par rapport audit berceau de manière à augmenter la résistance à la flexion de la membrane 11 quand celle-ci est sollicitée vers ladite platine qui comporte l'ouverture arrière 26 Une troisième ouverture 27 est prévue qui est munie du filtre 28 comportant un support rigide, ajouré, de forme préférentiellement hémicylindrique, pouvant être doublé intérieurement d'une grille fine Ce filtre 28 coiffe l'ouverture 27 du coffre 23 sur lequel il est retenu par les queues d'aronde 30 situées sur chacune de ses génératrices extrêmes. Le même filtre 28 peut être placé au niveau de l'ouverture 18 du coffre 23. On remarque que le filtre 28, qui joue son rôle de filtration de l'air admis selon la figure 9, peut être automatiquement nettoyé de ses impuretés (fig 10) lorsque le vent, pénétrant par l'ouverture 18 et refoulant la membrane Il contre l'ouverture 16, traverse ledit filtre 28 depuis l'intérieur du coffre 23. On remarque aussi que le filtre 28, placé à l'ouverture 27 du coffre 23 (fig 9) sur la face intérieure de l'huisserie 35, crée une certaine perte de charge nécessaire pour que, en cas de refoulement de l'air du local vers l'extérieur, la membrane Il soit sollicitée pour venir obturer l'ouverture 26. Cette même perte de charge créée par le filtre 28 joue un rôle semblable au niveau du même dispositif 23 placé à l'extérieur de la même huisserie. Ainsi constitué le dispositif peut être placé, selon la figure 1 à la partie haute des huisseries; un tel dispositif pouvant être placé aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur de ladite huisserie 35 (fig 9) Réalisé selon la figure 8 il peut aussi être introduit à l'intérieur des éléments métalliques extrudés des menuiseries métalliques 34 (fig 6) à l'intérieur desquelles, quelle que soit leur profil ( 6 A et 6 B à titre d'exemple), ledit coffre 23 s'intègre parfaitement, le courant d'air qui circule à travers les interstices laissés sans joint des éléments métalliques étant contrôlé par la membrane 11 ainsi introduite dans son circuit. Dans ce cas l'organe de filtration 28 peut être placé au niveau des ouvertures 33 aménagées dans lesdites menuiseries métalliques 34, sur leur façade extérieure, au droit de l'ouverture 18 du coffre 23 incorporé (fig 6), ledit organe de filtration 28 comportant sur chacun de ses flancs d'extrémité la fente radiale 31 ouverte dans l'axe du cylindre, qui permet sa compression élastique, et à sa périphérie extérieure, de part et d'autre desdits flancs, les ergots 32 proches des queues d'aronde 30, qui coopèrent avec ces dernières pour retenir ledit organe dans lesdites ouvertures 33 dans lesquelles il est introduit par encliquetage. On voit donc que le dispositif, objet de la demande, introduit dans chacune des variantes décrites à titre d'exemple permet, grâce à la liberté de flexion de la membrane 11 vers l'orifice 18 du coffre qui la contient, de s'opposer presque instantanément à tout refoulement du courant d'air de l'arrière vers l'avant dans le cas de figure, qu'il s'agisse d'un retour d'air venant du conduit vers le local ou du local vers l'extérieur Et, inversement, grâce à l'accroissement de la résistance à la flexion de la membrane Il par la présence de la butée 13, le dispositif permet dans chaque cas de figure, de contrôler et de doser l'accès dans les locaux de l'air frais venant de l'extérieur vers le local ou du local vers le conduit La facilité du réglage temporaire ou définitif du débit est obtenu par le déplacement de la barrette 20 qui limite la flexion de la membrane 11. Le même résultat est obtenu dans le cas de la figure 5 et 7, la membrane 11 permettant dans ce cas de contrôler l'aspiration à travers le conduit 3. n est donc ainsi possible d'organiser de façon rationnelle et hygiénique la ventilation d'un appartement en dosant par la position préalable de la barrette 20 les échanges d'air frais de chacun des locaux de cet appartement en fonction de la nature de l'occupation de chacun de ces locaux (buanderie, cuisine, salle de bains), et en donnant la possibilité de modifier ces échanges pour chaque local en fonction de l'activité exercée dans chacun suivant l'heure d'occupation (heures de repas, heures de toilette, etc) grâce au déplacement de la barrette 20, effectué soit manuellement au moyen du cordon 21, soit par tout moyen automatique de commande thermostatique ou hygrométrique ou tout autre, de façon à régler l'entrée de l'air frais en fonction de la température ou de l'hygrométrie. Cette régulation de la ventilation de chaque local d'un même appartement permet évidemment d'organiser avec la même facilité la régulation de la ventilation des différents étages d'un même immeuble de manière à obtenir la régularité de débit montrée par le diagramme lc de la figure 1. REVENDICATIONS 1 ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, comportant une membrane contenue dans un coffre muni de deux ouvertures se faisant face et entre lesquelles ladite membrane est retenue par l'un de ses côtés horizontaux et a la liberté d'osciller librement sous l'effet du courant d'air qui traverse ledit coffre pour venir obturer plus ou moins l'une de ces ouvertures suivant le sens du courant d'air, caractérisé en ce que la membrane ( 11) flexible présente une surface plane et est retenue dans le coffre ( 12), muni des ouvertures opposées ( 18) et ( 19), de telle manière qu'elle présente une résistance à la flexion différente selon le sens dans lequel elle est sollicitée par le courant d'air. ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane plane ( 11) est encastrée au niveau de l'un de ses côtés horizontaux entre deux butées ( 13) et ( 15), l'une lla ( 13) par exemplel étant plus longue que l'autre de façon à modifier la longueur d'encastrement de ladite membrane selon le sens dans lequel elle est sollicitée, modifiant ainsi dans chacun des sens de flexion le couple auquel ladite membrane ( 11) est soumise. 3 ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la différence de résistance à la flexion de la membrane ( 11) est accrue par la présence de lumières ( 17) pratiquées dans ladite membrane au niveau de son point d'appui sur la butée ( 15) la plus courte et réduisant sensiblement en ce point la surface de la matière restante de telle manière que sa flexion s'opère au niveau de cette ligne des lumières ( 17) dans la sens o la membrane ( 11) s'appuie sur cette butée ( 15) et s'opère au delà de cette zone des lumières dans le sens ou ladite membrane prend appui sur la butée ( 13) la plus éloignée de l'encastrement. ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la membrane ( 11) est retenue par des tenons ( 14) sur la butée ( 13) contre laquelle elle est immobilisée par la butée amovible ( 15) en forme de griffe qui enserre ladite butée ( 13) qui est elle-même solidaire d'une platine ( 16) introduite dans la paroi supérieure du coffre ( 12) par translation, guidée par les queues d'aronde bordant ladite platine. ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la membrane flexible ( 11) est posée sur chant à la base du coffre ( 12). ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déplacement de la membrane ( 11) dans le sens de sa plus grande résistance à la flexion est limitée par une barrette ( 20) placée horizontalement en travers de l'ouverture arrière( 19) et dont la position en hauteur est réglable étant soumise à une action manuelle ou automatique liée à un organe de contrôle de la température ou de l'humidité. 7) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coffre ( 12) se présente sous la forme d'un prisme allongé ( 23) capable d'être introduit à l'intérieur des éléments extrudés d'une menuiserie métallique ( 34). 8 ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon la revendication 7, caractérisé en ce que la membrane ( 11), étant posée de chant sur le berceau ( 25) situé à la base de la platine vertcale ( 24) du coffre ( 23), a sa résistance à la flexion accrue par la butée ( 13) dans sa flexion pour atteindre l'ouverture arrière ( 26) de ladite platine ( 24), sous l'effet du vent pénétrant par l'ouverture ( 18) dudit coffre. ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon la revendication 8, caractérisé en ce que le coffre ( 23) comporte à sa partie supérieure une ouverture ( 27) coiffée par un filtre rigide, ajouré, de forme hémicylindrique ( 28) qui est tapissé intérieurement par une grille fine et qui est retenu sur ledit coffre ( 23) au niveau de ladite ouverture ( 27) au moyen des queues d'aronde ( 30) situées sur chacune des génératrices extrêmes dudit filtre ( 28). ) Perfectionnement au dispositif de régulation de la ventilation, notamment des locaux, selon la revendication 9, caractérisé en ce que le filtre ( 28) comporte sur chacun de ses flancs d'extrémité une fente radiale ( 31) et à sa périphérie extérieure, de part et d'autre desdits flancs, des ergots ( 32) proches des queues d'aronde mâle ( 30), qui coopèrent avec ces dernières pour permettre son maintien par encliquetage au niveau de toute ouverture telle que l'ouverture ( 27) du coffre ( 23) extérieur à une huisserie ( 35) et l'ouverture ( 33) d'une menuiserie métallique ( 34) dans laquelle le coffre ( 12) est introduit.