Brevet FR2692943A1 — publié le 19931231

Invention concerne un dispositif, qui permet une diffusion variable et orientée3 des veines d'un gaz3 la gestion énergétique modulée de ses couches, et son émission directe dans la zone d'occupation, sous la forme d'un flux laminaire basse vitesse. Le dispositif selon l'invention, destiné au chauffage 3 ventilation conditionnement de l'air, peut par extention et combinaisons , s'appliquer a tout autre de quelconque nature. Généralement, le matériel utilisé se compose d > un caisson muni dune séparation interne perméable3 délimitant de chambres dont une3 avec une face permettant le soufflage dans l'ambiance. L'air est introduit dans la première, par un piquage généralement circulaire5 muni d'un volet pour le réglage du débit. Le transfert du fluide vers la seconde chambre5 se fait au travers d'un répartiteur fixe du flux d'air, constitué par un tissu filtrant, ou, par une tôle équipée de buses. Cette action étant supposée transformer5 une alimentation turbulente3 en un écoulement réparti sur toute la surface de passage3 et perpendi culairement a cette dernière. Une tole perforée complémentaire placée en vis-å-vis du répartiteur, permet d'affiner la diffusion dans le local. Pour un air soufflé plus froid que ambiance, donc plus lourd que ce dernier par définition, ce procédé convient car le fluide diffusé, s'écoulera vers le sol par gravité. Pour un air pulsé plus chaud que l'ambiance3 donc plus léger que ce dernier3 un effet ascensionnel, directement proportionnel å la différence des températures, propulsera immédiatement vers le plafond le flux introduit. Processus d'autant plus accentué que3 la vitesse de l'air a la sortie de l'appareil déja très faible 0.2 à 0.6 m/s ), devient de plus en plus petite dans le cas de variation de débit. Comme ce type d'appareil a une directivité fixe de soufflage , il ne peut compenser cette action en phase chauffages pour une certaine plage de température, ni échelonner sur sa surface d'émission la puissance pulsée. Le dispositif selon l'invention, permet de remédier à ces inconvénients. Il se compose d'un caisson de forme parallélépipédique droit, ayant quatre cotés et un fond. Une cloison de même hauteur et longueur que l'un des cotés, est positionnée parallèlement à une certaine distance de ce dernier. Une façade, réunit la cloison au coté considéré, pour former avec une partie de la caisse, un coffre étanche. Des découpes appropriées, permettent de raccorder ce dernier, à une distribution, et d'y détendre le fluide à diffuser. Tels des cigares dans leur boîte, des conduits, sont alimentés par le caisson en y débouchant, et obturés en leurs extrémités, par le coté opposé auquel ils le réunissent. De de ceu > :-ci, sont réalisés par des demi-tubes profilés, solidaires aux cotés latéraux. Ils sont implantés de fanon à ce que l'ouverture mobile longitudinale, dont ils sont équipés, soit, au repos, en appui contre le fond de la caisse interdisant ainsi tout débit. Equidistants entre eux, les réseau sont séparés par de petites cloisons médianes, jouant le role d'aubes directrices. Les conduits ont pour section3 une forme allongée aérodynamique, composée d'un demi-cercle ou carré en deux parties, appelés tettes mobiles, coulissant entre deux parallèles ou corps qui les prolongent, et terminée par un triangle ou queue. Ces deux derniers seront réunis ou façonnés pour ne représenter qu'une seule et meme pièce ayant la forme d'un V Des pattes positionneront à une distance fixe les chants de cet ensemble, du fond de la caisse. La combinaison et proportion seront déterminées en fonction des caractéristiques techniques recherchées. Ayant pour axe la génératrice opposée à l'extrémité que constitue la pointe du triangle, une ouverture en tete sur toute la longueur, sépare celle-ci en deux livres et permet la sortie du fluide. Celles-ci, sont solidaires du corps par des biellettes. Des axes passant par les points de rotation, forment un rectangle quand au repos, la partie mobile est en contact avec le fond de la caisse. Des organes mécaniques, vérins, sondes thermostatiques ou cames logés dans le caisson, assurent un mouvement individuel ou général des tetes, paral I él ement aux génératrices des réseau. Ce mouvement déformant le rectangle précédemment défini en un parallélogramme, provoque, en réduisant la distance initiale de la tete à la queues le décollement des livres du fond. Nvec ce dernier, elles créent deux fentes proportionnelles au déplacement, permettant ainsi la modulation des paramètres de sortie du fluide. Sortant parallèlement au fond à la vitesse Vi, sa direction se trouve modifiée de 90 degrés du fait des directrices, pour le rendre parallèle au corps à une vitesse V2 plus petite, en constituant des veines doair. Dépassant celui-ci, elles sont détendues progressivement par l'évasement en forme de trapèze, constitué par les queues pour atteindre sa vitesse finale V3 de sortie dans l'ambiance, sous la forme d'un flux laminaire. Si l'on tronçonne en zone, la longueur dune +ente, on constate que les angles des directivités résultantes, sont diffOrents les uns des autres. Ils s'échelonnent du plus petit proche de l'entrée dans le conduit, à 9 degrés par rapport aux génératrices à l'extrémité opposée. Quand on fait tendre vers 0, le rapport de la section des livres, par celui du conduit, on constate que les angles de sortie , tendent à devenir identiques. Cette propriété, mise en oeuvre par la mobilité des lèvres, permet de modifier le sens du flu-: laminaire, en l'orientant du sol à une position proche de la parallèle avec ce dernier. Par ailleurs, la possibilité de laisser au repos par les organes mécaniques, un nombre de lèvres, fait varier la vitesse de cette émission. La maîtrise de la diffusion par sa directivité et vitesse est donc obtenue. Le traitement du fluide5 peut s'envisager de diverses façons. La première, consiste à positionner les tubes à l'intérieur des conduits, dans le sens de leurs longueurs. Ces échangeurs pourront etre lisses, munis ailettes longitudinales, droits ou en épingles. Cette implantation, offre à une résistance électrique, une parfaite protection. Elle peut également convenir pour des rampes pulvérisant la vapeur, l'eau ou autres utiles, dont les condensats seront récupérés en partie basse dans un bac prévu a cet effet. La seconde, sera de positionner un tube ailes entre les conduits, parallèlement à ces derniers et devant les directrices. Perpendiculaires aux tubes, les ailettes d'une largeur égale au passage, auront un même pas pour un échange uniforme , ou variable par tronçons dans le cas dune solution modulée. Le rendement global d'échange, variable en fonction du pas de l'ailette, permet de modifier la puissance transmise à chaque couche du fluide, en modifiant son écartement pour chaque tronçon. La troisième, étant de disposer un échangeur, tubes horizontaux, ailettes verticales, à la sortie de l'appareil sur toute la surface. Avec des ailettes d'un moeme pas, pour un échange uniforme ! tous les tubes sont alimentés par un meme collecteur. Dans le cas d'une solution variable, par tronçons répartis sur la hauteur, le collecteur de sortie du précédent, correspondra a l'entrée du suivant et ce pour tous les niveaux en commençant par le bas. En effet, la température réelle de sortie, chaque fois plus basse que l'entrée, du fait de l'échange, la puissance transmise est plus faible, donc échelonnée à tous niveaux. Ces modulations ont pour avantage de pulser en chaud, la température la plus haute au ras du sol, et de limiter son effet ascensionnel, en l'emprisonnant sous des couches successives de plus en plus froides, pour atteindre avec la dernière, la valeur de l'ambiance. Action pouvant etre complétée par la directivité du flux d'air, obligeant ce dernier à échanger son énergie avec le sol et les obstacles rencontrés. Le pas des ailettes et des tubes supports, seront définis pour ne pas perturber cette orientation. Ce dispositif, par certains compléments, crée toute une gamme d'appareils autonomes. Equipé d'un groupe moto-ventilateur et de filtres haute efficacit6, il peut devenir hotte laminaire, ou enceinte stérile par l'emploi de plusieurs. Avec une résistance électrique et une unité de ventilation il représentera un radiateur, avec d'autres, un four ou tunnel de séchage. Associé a un compresseur, ventilateur et condenseur statique situé sur la face arrière extérieure, il assurera une fonction de climatiseur ou autre suivant la réversibilité du circuit. En effet, pour certaines puissances, 12absence de brassage que donne la diffusion laminaire, basse vitesse, en zone d'occupation, laissera s'éleveur dne façon naturelle, la chaleur dégagée par le condenseur. Oui n'a pas ressenti 17effet de fra1cheur à l'ouverture d'un réfrigérateur en fonctionnement, donc dégageant des calories. Les dessins annexés, illustrent l'invention Les figures t et 2 représentent le caisson de détente et la caisse oCl se logeront les conduits. Les figures 3 et 4 représentent l'implantation, la section et la composition des conduits. Les figures 6 et s représentent l'emplacement des rampes et échangeurs traitant le fluide, les figures 5 et 7 représentant le fonctionnement des livres des tubes. La figure 9 schématise les différentes sorties angulaires du fluide. Les figures 10 et il représentant le principe du traitement énergétique modulé des couches par les échangeurs. Figures i et 2, un caisson de détente (1) est constitué par une cloison (), une façade (3) et une partie de la caisse (4). Une distribution (5) y détend l'air à diffuser. Figures 3 et 4, des conduits (6) alimentés par le caisson (i) en y débouchant (7) sont obturés par le côté opposé (8). Deux de ceux-ci, sont réalisés par des demi-tubes profilés (9), solidaires aux cotés (10). Leurs ouvertures longitudinales (11), sont au repos (12), appuyées contre le fond (13). Les réseaux (6) sont séparés par des cloisons médianes (14). Les conduits (6) sont composés dun demi-cercle (15) ou carré (16) en deux parties, prolongées par deux parallèles (17) et terminées par un triangle (18). Figures 5 6 7 et 8, les corps (17), sont positionnés å une certaine distance du fond par des pattes (19). L'ouverture longitudinale en tAete (11), sépare celle-ci en deux livres mobiles (20). Celles-ci (20), sont solidaires au corps (17) par des biellettes (21). Quand elles sont en contact (12) avec le fond Des organes mécaniques, vérins (3), sondes thermostatiques, ou cames, logés dans le caisson (1) assurent le mouvement longitudinal des lèvres (20). Ce déplacement, déforme le rectangle (22) en un parallélogramme (24), et provoque le décollement des livres (90) du fond (13). Àvec ce dernier (13), elles (20) créent deux fentes (25) proportionnelles au mouvement. Le fluide détendu dans le caisson (1) alimente les conduits (6), sort de ceux-ci par l'ouverture (11) puis par les fentes (25) à la vitesse Vi (26). Changeant sa direction de 90 degrés du fait des directrices (14), il longe le corps (17) à la vitesse V2 (27) plus petite, pour se détendre progressivement dans l'évasement en forme de trapèze (28), constitué par les queues (18) pour atteindre sa vitesse V3 Figure 9, la variation des fentes (25), modifie de (34) à (35) la sortie angulaire du fluide par rapport à son entrée longitudinale (36) dans le tube (6). Des tubes (30) et (31) permettent par pulvérisation ou échange, un premier traitement du fluide. Des échangeurs (32) entre les corps (17) OU (33) en façade, assurent un traitement échelonné de bas (37) en haut (40) du fluide. Cette modulation des couches est obtenue par un écartement différent des ailettes du bas (37) vers le haut (40) pour l'échangeur (32). Par un circuitage en lacet de l'alimentation de l'échangeur, (33) od les sorties traitant les couches (37), (39) deviennent les entrée des suivantes (7.8), Le dispositif selon l'invention, est particulièrement destiné à la diffusion laminaire d'un fluide, son traitement complémentaire pour l'équipement ou la création, d'enceintes stériles, de tunnels de séchage, d'unités autonomes, de climatisation monobloc, ou électrique de chauffage. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la diffusion variable et orientée des veines d'un gaz, la gestion énergétique modulée de ses couches, et son émission sous la forme d'un fiu laminaire basse vitesse, caractérisé en ce qu'il comporte des tubes (6), alimentés en (7) par un caisson (i), et disposés tels des cigares dans une caisse (4), et obturés par le côté (8). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits (6) sont munis de livres mobiles (20) déterminant une ouverture longitudinale 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement unitaire ou total des livres (20) est assuré par des organes mécaniques (23) et biellettes (21), permettant la modulation de la sortie angulaire (34) ou (35), ainsi que sa vitesse V1 (26). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes positionnés du fond (13) par des pattes (19), sont séparés par des directrices médianes (14), obligeant le fluide à un changement de direction de 90 degrés pour longer le corps (17) a une vitesse V2 (27) plus petite. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section profilée des conduits, se compose d'un demi-cercle (15) ou carré (16) prolongé par des parallèles (17) et terminé par un triangle (18), qui avec ses semblables créent des divergents (28) o le fluide continue de se détendre pour atteindre sa vitesse finale V3 (29). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que des pulvérisateurs (30) et échangeurs (31) peuvent etre implantés dans les conduits (6). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que d'autres échangeurs () peuvent être placés devant les directrices (14) entre les parallèles (17), et (33) en façade. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance des échangeurs (32) ou (33) peut être modulée sur toute sa surface, soit par la variation du pas des ailettes pour le premier, soit par un circuitage en lacet pour le second o la sortie d'une zone traitée, devient l'entrée de la suivante et ce du bas t7! en haut (40) 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que complété par des filtres haute efficacité et d'un groupe moto-ventilateur, ils peuvent wetre utilisés dans la construction d'enceintes stériles, de tunnels de séchage ou d'unités de chauffage en remplaçant les cellules filtrantes par des résistances électriques, pour devenir des climatiseurs en y adaptant un condenseur statique situé sur la face arrière extérieure tel un réfrigérateur, avec un compresseur utilisant les échangeurs fl), (32) ou (33) comme évaporateurs, chacun dans son application devenant un appareil autonome.