Brevet FR2738901A1 — publié le 19970321

La présente invention a pour objet un dispositif régulateur de débit d'air perfectionné utilisable dans une installation de ventilation, de conditionnement d'air ou analogue. On a déjà proposé des dispositifs de régulation automatique du débit d'air comprenant essentiellement un corps dans lequel sont montés articulés des volets ou analogues sollicités en permanence par un ressort vers une position d'ouverture maximum du conduit que forme le corps. Ainsi, les volets permettent de moduler la section de passage du corps afin de maintenir un débit d'air sensiblement constant dans un intervalle de pression déterminé. Un tel dispositif a par exemple été décrit dans le document FR-A-2 704 307. Ce dispositif était fiable et satisfaisant mais, néanmoins, présentait un certain nombre d'imperfections notamment sur le plan du bruit au fonctionnement en raison de l'agencement des volets dans le corps qui définissait, dans le sens de l'écoulement de l'air, un canal divergent produisant en amont du corps des turbulences ou engendrant des bruits. Aussi, la présente invention a pour but de remédier notamment aux inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif régulateur de conception perfectionnée qui n'offre aucun obstacle à l'écoulement de l'air dans le corps quelle que soit la position du volet dans ce corps, de sorte que toute perturbation de l'air ou fluctuation de pression dans le corps est évitée et qu'en fin de compte, le dispositif régulateur présente un excellent comportement acoustique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif régulateur de débit d'air pour une installation de ventilation, de conditionnement d'air ou analogue et du type comprenant un volet sollicité par un ressort ou analogue, lequel volet est monté articulé dans un corps formant conduit et permet de moduler la section de passage du corps afin de maintenir un débit d'air sensiblement constant dans un intervalle de pression déterminé, caractérisé en ce que ledit 2 2738901 volet, qui est unique, est monté articulé sur la partie amont du corps et coopère avec le corps d'une manière telle que le canal de passage de l'air entre le volet et le corps soit maintenu convergent dans le sens de l'écoulement de l'air pour toute position d'ouverture du volet. Suivant une autre caractéristique de ce dispositif, le volet s'étend au- delà de la section minimale du canal précité. Ce dispositif est encore caractérisé par le fait que le corps comporte, en regard du volet, une paroi qui s'étend suivant une direction inclinée vers l'axe du canal depuis l'amont vers l'aval du corps. Cette paroi peut être montée réglable sur le corps pour calibrer le débit d'air, si on le désire. Suivant un mode de réalisation particulier, l'axe du canal précité est incliné par rapport à l'axe du corps. On précisera encore ici que le volet est de préférence muni de jupes latérales minimisant les fuites et maintenant la pression en amont sous le volet. La partie amont du corps pourra présenter un profil en forme de col de tuyère. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, le volet pourra comporter une partie amont présentant un profil en forme de col de tuyère et sera articulé sur le corps autour d'un axe formant centre de gravité pour ainsi supprimer toute influence résultant du poids et de l'orientation du volet. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique et en coupe longitudinale d'un dispositif régulateur conforme aux principes de l'invention; - la figure 2 est encore une vue schématique et en coupe longitudinale, mais montrant un autre mode de réalisation de ce dispositif régulateur; 3 2738901 - la figure 3 est une vue similaire aux précédentes mais montrant de façon schématique encore un autre mode de réalisation de ce dispositif; - la figure 4 est encore une vue schématique d'un autre mode de réalisation de dispositif régulateur selon cette invention; - la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif régulateur selon cette invention et dont la structure correspond à celle schématisée sur la figure 1; - la figure 6 est une vue en coupe suivant sensiblement la ligne VI-VI de la figure 5; et - la figure 7 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de dispositif régulateur selon cette invention et correspondant sensiblement à celui schématisé sur la figure 3. On voit sur les figures annexées qu'un dispositif régulateur de débit d'air selon cette invention comprend essentiellement un corps 1 muni d'une entrée constituant la partie amont 2 du corps 1 et d'une sortie constituant la partie aval 3 du corps, ce corps permettant par conséquent le passage de l'air suivant les flèches repérées F et dont le débit sera automatiquement régulé. Ainsi, le corps 1 forme un conduit qui peut être par exemple monté dans une canalisation appartenant à une installation de ventilation ou de conditionnement d'air, cette canalisation étant repérée en 4 sur les figures 1 à 4 et sur la figure 7. Conformément à l'invention, le corps 1 est équipé d'un volet unique 5 qui est monté articulé sur la partie amont 2 du corps 1. On a montré en 6 sur les figures l'axe d'articulation du volet 5 sur la partie amont 2 du corps 1. Dans ce corps 1, et en regard du volet articulé 5, est prévue une paroi 7 solidaire du corps 1 et définissant avec le volet 5 un canal 8 pour le passage de l'air depuis la partie amont 2 vers la partie aval 3 du corps 1, comme matérialisé par les flèches F. La paroi 7, comme on le voit clairement sur les figures, s'étend suivant une direction 4 2738901 inclinée vers l'axe du canal 8 depuis l'amont vers l'aval du corps 1, ledit axe étant repéré X-X' sur les figures 1 à 4. Il convient de préciser ici que la paroi 7 peut être fixe sur le corps 1, comme cela est représenté sur les figures, ou bien peut être encore montée réglable sur ce corps pour permettre le calibrage du débit d'air, bien que cela ne soit pas représenté sur les figures. Dès lors, comme on le voit bien sur toutes les figures, la paroi 7 et le volet articulé 5 définissent un canal 8 qui est convergent, et qui est toujours maintenu convergent, dans le sens de l'écoulement de l'air suivant les flèches F pour toute position d'ouverture du volet. On observera que l'angle de convergence repéré a sur la figure 1 sera de préférence relativement important et que le canal convergent 8 sera relativement long. Mais, d'une manière générale, on a constaté de façon surprenante que le bruit engendré par le débattement du volet 5 permettant la régulation est minimum, et cela quelle que soit la valeur et les variations de l'angle a de convergence, c'est-à-dire quelle que soit la position du volet 5 dans le corps 1. C'est dire que pour un débit fixé dans une plage de pression déterminée, la régulation procurée par le dispositif selon cette invention présente un excellent comportement acoustique. En outre, il est important de noter que l'absence d'obstacle dans le canal d'écoulement 8, et surtout au niveau de la partie amont 2 du corps 1 en raison précisément de la forme convergente du canal 8, fera que les turbulences et recirculations d'air, sources de bruit, seront avantageusement supprimées. Suivant une autre caractéristique importante de cette invention, et comme il apparaît clairement sur les figures, le volet 5 s'étend au-delà de la section minimale du canal 8. On a repéré en 5a sur les figures, le prolongement ou l'extension du volet 5, au-delà de la section minimale en question, c'est-à-dire au- delà de l'extrémité 7a de la paroi 7. 2738901 Ainsi, l'extension 5a du volet 5 qui s'étend au-delà de la section minimale du canal 8 est exposée à la différence de pression amont-aval, c'est-à-dire la différence de pression maximale. Par contre, la partie du volet 5 en deça de la section minimale est exposée à une différence de pression moindre qui est croissante le long de l'écoulement de l'air. Dès lors, le couple exercé sur le volet 5 est maximalisé, en limitant les effets néfastes tels que frottement et fluctuation de pression. Sur le plan de la structure du dispositif selon cette invention, on observera encore que, comme connu en soi, le volet 5 est sollicité en permanence vers une position d'ouverture maximum du canal 8 par un ressort 9. La partie amont 2 du corps 1 comporte une ouverture ou prise d'air 10, de façon à obtenir une pression d'air amont dans une chambre de pression 11 formée sous le volet articulé , entre ce volet et le corps 1 sur lequel est fixée l'une des extrémités du ressort 9. L'extension ou prolongement 5a du volet 5 se termine par un bord tombé 12 coopérant avec une paroi 13 du corps 1 faisant saillie vers l'intérieur, ce bord tombé 12 et cette paroi 13 délimitant en quelque sorte la chambre de pression 11. A cet égard, il est important d'observer que le volet articulé 5, comme on le voit bien sur les figures 5 et 7 comporte des jupes latérales 14 susceptibles de minimiser les fuites d'air et donc de maintenir la pression en amont sous le volet articulé 5. Les différences possibles de structure du dispositif de régulation selon l'invention seront maintenant explicitées en se reportant précisément et successivement aux figures 1 à 7. Dans le mode de réalisation de la figure 1, on voit que la paroi 7 définissant avec le volet 5 le canal 8 convergent vers l'aval du corps 1, est plane et raccordée au corps 1 par un flasque orthogonal à l'axe X- X' du canal 8 et formant bien évidemment la partie amont ou d'entrée 2 du corps 1, ainsi que l'ouverture de prise d'air 10. On observera que l'axe X- 6 2738901 X' du canal 8 et du corps 1 est ici le même. Ce mode de réalisation correspond à la réalisation pratique illustrée par la figure 5. Dans le mode de réalisation de la figure 2, on voit que la partie amont du corps 1 présente un profil en forme de col de tuyère repéré 16 sur cette figure. Dans la variante illustrée par la figure 3, on retrouve un profil 16 en forme de col de tuyère pour la partie amont formant entrée d'air 2, du corps 1. Mais ici, l'orientation du volet articulé 5 et de la paroi 7 du corps 1 est telle que l'axe Z-Z' du canal convergent 8 est incliné par rapport à l'axe X-X' du corps 1. Comme dit précédemment, le mode de réalisation de la figure 3 s'apparente à la réalisation pratique illustrée dans la figure 7. Dans le mode de réalisation de la figure 4, on retrouve un profil 16 en forme de col de tuyère pour la partie amont ou entrée 2 du corps 1, mais ce profil n'est prévu que sur une portion de la partie amont 2, étant entendu que la complémentarité de ce profil sera retrouvée sur le volet articulé 5 lui-même. En effet, on voit que le volet comporte ici une extrémité amont 17 présentant un profil en forme de col de tuyère et qui définit avec le corps 1 l'ouverture de prise d'air 10 communiquant avec la chambre de pression 11. Suivant ce mode de réalisation, le volet 5 est ici articulé en 6 sur le corps 1 autour de son centre de gravité de sorte que toute influence possible du poids et de l'orientation du volet 5 sera avantageusement supprimée. On a donc réalisé suivant l'invention un dispositif régulateur de débit d'air qui ne présente aucun obstacle dans la zone d'écoulement actif et dont le comportement acoustique est quasi-parfait. On observera en outre que la perte de charge est progressive et que les lignes de flux sont parallèles de sorte qu'il ne se produit aucune turbulence ni décollement de 7 2738901 couche limite en amont de la section minimale du canal pour le passage de l'air. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'on pourrait imaginer d'autres formes pour le canal défini par le volet et la paroi en regard de ce volet, à la condition bien sûr de respecter l'impératif de convergence du canal en direction de la partie aval ou sortie du corps. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci entrent dans le cadre des revendications qui suivent. 8 2738901 REVENDICATIONS 1. Dispositif régulateur de débit d'air pour une installation de ventilation, de conditionnement d'air ou analogue et du type comprenant un volet (5) sollicité par un ressort ou analogue (9), lequel volet est monté articulé dans un corps (1) formant conduit et permet de moduler la section de passage du corps (1) afin de maintenir un débit d'air sensiblement constant dans un intervalle de pression déterminé, caractérisé en ce que ledit volet (5) qui est unique, est monté articulé sur la partie amont (2) du corps (1) et coopère avec le corps d'une manière telle que le canal (8) de passage de l'air entre le volet (5) et le corps (1) soit maintenu convergent dans le sens de l'écoulement de l'air pour toute position d'ouverture du volet (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volet (5) s'étend au-delà de la section minimale du canal précité (8). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps (1) comporte, en regard du volet (15), une paroi (7) qui s'étend suivant une direction inclinée vers l'axe (X-X') du canal (8) depuis l'amont vers l'aval du corps (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi précitée (7) est montée réglable sur le corps (1) pour calibrer le débit d'air. 5. Dispositif selon l'une des revendications i à 3, caractérisé en ce que l'axe (Z-Z') du canal précité (8) est incliné par rapport à l'axe (X-X') du corps. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le volet (5) est muni de jupes latérales (14) minimisant les fuites et maintenant la pression en amont sous le volet (3). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie amont (2) du corps (1) présente un profil (16) en forme de col de tuyère. 9 2738901 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le volet (5) comporte une extrémité amont (17) présentant un profil en forme de col de tuyère et est articulé sur le corps (1) autour d'un axe formant centre5 de gravité.