Brevet FR2754043A1 — publié le 19980403

La présente invention concerne un dispositif d'ajustement de débit pour un ventilateur en caisson destiné à l'extraction d'air dans un immeuble. Un caisson à ventilation mécanique contrôlée est placé soit dans des combles, soit en terrasse d'immeubles d'habitats collectifs, et sert à extraire de l'air vicié des appartements au moyen d'un réseau de conduits horizontaux et verticaux qui lui est raccordé. Le caisson de ventilation est composé d'un caisson métallique proprement dit, sur lequel viennent se raccorder des réseaux aérauliques, et à l'intérieur duquel est installé un ventilateur - soit à accouplement direct : la roue du ventilateur est fixée directement sur l'arbre d'entrainement du moteur, - soit à accouplement par transmission poulies/courroie. Les ventilateurs à accouplement direct sont utilisés d'une manière générale pour les petits caissons et utilisent du courant monophasé. Les ventilateurs à transmission sont utilisés d'une manière générale pour les gros caissons et utilisent du courant triphasé. Une norme récente prévoit désormais que tout ventilateur en caisson destiné à l'extraction d'air dans les immeubles d'habitation soit muni d'un système de réglage du débit. Les gros ventilateurs à transmission généralement utilisés possèdent déjà un organe de réglage de débit par la poulie motrice qui est réglable à l'arrêt. Les petits ventilateurs à accouplement direct n'ont pas, eux, de système de réglage. I1 existe plusieurs systèmes de réglage du débit possibles pour ces derniers types de ventilateur - par variateur de tension : le système est alors très sensible aux variations de tension du réseau électrique et il n'a pas une stabilité suffisante pour assurer un réglage constant, - par variateur de fréquence : ce système est mal adapté au courant monophasé, est trop onéreux, mais cependant très fiable, - utilisation de moteurs à un enroulement principal, dit à glissement, en utilisant tout ou partie du bobinage au travers d'un condensateur de glissement, pour obtenir une variation de vitesse du moteur. Ce principe comporte deux inconvénients : il est très sensible aux variations de tension du réseau, et on ne peut obtenir des courbes de fonctionnement (variation de pression en fonction du débit) parallèles, car le moteur est alors très sensible à la charge. La présente invention a pour but de fournir un dispositif d'ajustement de débit pour un ventilateur en caisson destiné à l'extraction d'air dans un immeuble qui soit stable pour assurer un réglage constant et à la fois fiable et qui permette d'obtenir des courbes de fonctionnement parallèles. A cet effet, le dispositif qu'elle propose pour un ventilateur en caisson destiné à l'extraction d'air dans un immeuble, le ventilateur étant monté à l'intérieur d'un caisson et aspirant de l'air par des entrées ménagées dans la paroi du caisson pour l'expulser hors du caisson par une sortie ménagée également dans la paroi du caisson est caractérisé en ce qu'il comporte, entre le ventilateur et la sortie d'air du caisson, un volet monté pivotant autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe de la sortie du ventilateur entre une position fermée où le volet épouse sensiblement la paroi de la sortie du ventilateur et une position ouverte où le volet fait saillie à l'intérieur de la sortie du ventilateur, de telle sorte que de l'air expulsé par le ventilateur est dévié hors de la sortie du caisson vers l'intérieur du caisson par une ouverture ménagée au niveau du volet. De cette manière, en agissant sur le volet, sans modifier le fonctionnement du ventilateur, le débit sortant du caisson peut être ajusté. Cet ajustement produit exactement les mêmes effets que si la vitesse de rotation du ventilateur variait. En effet, la partie d'air qui est déviée est réintroduite dans le caisson et réaspirée par le ventilateur. Le ventilateur travaille avec un débit et une perte de charge toujours identiques mais au niveau du caisson, lorsque la position du volet change, on retrouve des courbes pertes de charge en fonction du débit parallèles les unes aux autres, ce qui est entre autres le but recherché. Le dispositif est ainsi très fiable, facile à régler et d'un prix de revient faible. L'axe de pivotement du volet est de préférence sensiblement parallèle à l'axe du ventilateur et le volet est monté du côté de la sortie le plus éloigné du ventilateur. Le volet se trouve alors au mieux placé par rapport au flux d'air. Dans une première forme de réalisation, le dispositif selon l'invention est monté sur un châssis reprenant sensiblement la forme de la section transversale de la sortie d'air, ce châssis prenant place entre le ventilateur et la sortie d'air ménagée dans la paroi du caisson et présentant une lumière dans sa paroi portant le volet. Ce premier mode de réalisation permet d'équiper un caisson de ventilation mécanique contrôlée d'un dispositif d'ajustement de débit, qui à l'origine n'en était pas muni. Dans une autre forme de réalisation, le dispositif est adapté directement sur l'enveloppe du ventilateur, du côté de la sortie d'air, une ouverture étant prévue sur cette enveloppe derrière le volet pour permettre le passage d'air depuis la sortie du ventilateur vers l'intérieur du caisson. Cette variante concerne alors un ventilateur intégrant dès le départ la fonction d'ajustement du débit. Pour faciliter le réglage de l'ouverture du volet, un levier de réglage, pouvant être maintenu dans plusieurs positions, est monté à une extrémité de l'axe de pivotement du volet. Une autre forme de réalisation prévoit, pour le réglage de l'ouverture du volet, qu'une patte de réglage soit solidaire du volet pivotant et qu'une vis de réglage montée sur un support fixe par rapport au caisson agisse sur la patte de réglage, des moyens de rappel élastiques étant prévus pour rappeler le volet en position fermée. Cette solution permet d'effectuer le réglage du débit sans avoir à ouvrir le caisson. La commande de l'ouverture et de la fermeture du volet est avantageusement réalisée par un moteur asservi par un capteur de pression placé dans le caisson. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif quelques formes de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'ajustement de débit selon l'invention, Figure 2 est une vue en coupe, à échelle réduite par rapport à la figure précédente, du dispositif de la figure 1 monté dans un caisson de ventilation mécanique contrôlée, Figure 3 est un schéma de principe montrant un dispositif du type de celui de la figure précédente avec le volet de régulation en position ouverte, Figure 4 est une vue correspondant à la vue de la figure 3 pour une variante d'exécution, Figure 5 est un diagramme de fonctionnement d'un caisson de ventilation mécanique contrôlée muni d'un dispositif selon l'invention, pour différentes positions de celui-ci, la variation de pression étant portée en ordonnée et le débit volumique en abscisses, et Figure 6 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation selon l'invention. La figure 1 représente un dispositif d'ajustement de débit pour un ventilateur en caisson destiné à l'extraction d'air dans un immeuble. Ce dispositif comporte un châssis 2 sur lequel est monté pivotant un volet 4. Le châssis 2 est une pièce profilée tubulaire, de section tranversale sensiblement carrée et de relativement faible épaisseur par rapport à la longueur des côtés du carré. A chaque extrémité de ce châssis 2 se trouve une bride de fixation 6. Sur un côté de ce châssis 2, se trouve le volet 4. Ce volet est monté sur un axe 8, sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 10 du châssis 2. L'axe 8 du volet est placé à proximité d'une bride 6 et s'étend vers l'autre bride 6. Le volet 4 est monté pivotant entre une position fermée, sensiblement parallèle à la paroi latérale du châssis, et une position ouverte, pivotée vers l'intérieur du châssis, en restant dans une plage angulaire prédéterminée. La paroi latérale du châssis 2 présente une ouverture 12 derrière le volet 4. En position fermée, le volet 4 obstrue l'ouverture 12, tandis qu'en position ouverte, le volet laisse accès à cette ouverture 12. La position d'ouverture du volet 4 est réglable. A une extrémité de l'axe 8 du volet, est fixé un levier 14 perpendiculairement à l'axe 8. Ce levier 14 est muni d'un trou oblong 16. Lorsque le levier 14 pivote, il entraîne en rotation le volet 4. Le trou oblong 16 se déplace alors face à une plaque 18 fixe, montée par exemple par soudage sur le châssis 2. Un trou oblong 20 est également prévu dans la plaque 18. Pour maintenir le levier 14 dans une position donnée, il suffit de solidariser le levier 14 de la plaque 18 en faisant passer un boulon 22 dans les deux trous oblongs 16 et 20 simultanément et en serrant celuici. La figure 2 montre le châssis 2 monté dans un caisson 24 de ventilation mécanique contrôlée. Ce caisson 24 contient un ventilateur 26 entraîné par un moteur (non représenté) qui présente une enveloppe extérieure 28. En outre, des entrées 30 et une sortie 32 sont prévues dans le caisson 24. Le ventilateur 26 aspire de l'air par les entrées 30 et l'expulse par la sortie 32. L'air aspiré provient d'un réseau de conduits horizontaux et verticaux non représenté. Le dispositif selon l'invention, tel que représenté sur la figure 1, prend place entre le ventilateur 26 et la sortie 32 du caisson. La sortie 32 du caisson, le châssis 2 du dispositif selon l'invention et la sortie du ventilateur 26 au niveau de son enveloppe extérieure 28 présentent d'une part un axe longitudinal commun et d'autre part une section transversale présentant sensiblement les mêmes dimensions transversales. Ainsi le châssis 2 peut être fixé sans difficulté à l'aide de ses brides de fixation 6 sur le ventilateur 26, ou plus précisément son enveloppe 28 et sur la sortie 32 du caisson. Le volet 4 est monté de telle sorte qu'il se trouve, dans le sens de l'écoulement de l'air, en amont de l'axe de pivotement 8. Ainsi lorsque le volet 4 s'ouvre, il sert de déflecteur et dirige une partie de l'air sortant du ventilateur 26 vers l'ouverture 12 du châssis et ainsi donc vers l'intérieur du caisson 24. Ce mode de fonctionnement est montré sur la figure 3, les flèches dessinées représentant le sens du passage de l'air à la sortie du ventilateur 26. Ce dispositif permet donc, sans agir sur le moteur du ventilateur de réduire le débit au niveau de la sortie du caisson 24. Lorsque le débit d'air sortant du caisson 24 doit être maximal, le volet 4 est fermé tel que représenté sur la figure 2 en trait plein. Tout l'air sort du caisson 24 par refoulement. Lorsque le débit doit être ajusté ou réduit, il suffit de jouer sur la position du volet, plus ou moins ouvert, de façon à détourner une partie du débit de la sortie 32 du caisson et à la dévier vers l'intérieur du caisson 24 pour qu'elle soit à nouveau aspirée par le ventilateur 26. L'ajustement du débit peut s'effectuer manuellement comme par exemple pour les formes de réalisation montrées au dessin. Bien entendu, il est également possible de d'agir sur le volet à l'aide d'un moteur, non représenté. Dans ce cas, le moteur est avantageusement asservi par un capteur de pression qui prend place dans le caisson. La variation d'ouverture du volet peut ainsi être régulée en permanence et le débit dans le caisson est toujours optimal. Cette manière d'ajuster le débit selon l'invention permet d'obtenir des courbes de fonctionnement parallèles (cf figure 5) de la même manière que si la vitesse de rotation du moteur variait. Des courbes montrant la différence de pression Ap entre une entrée 30 du caisson et la sortie 32 en fonction du débit Q sortant hors du caisson sont représentées sur la figure 5 pour trois positions différentes du volet 4. La figure 4 montre une variante d'exécution de l'invention. Dans cette variante, le volet n'est pas monté sur un châssis 2 distinct du ventilateur 26, mais il est monté directement sur l'enveloppe extérieure 28 du ventilateur. On retrouve ainsi les mêmes positions relatives entre le ventilateur 26, le volet 4 et la sortie 32 du caisson et un fonctionnement identique. Habituellement, l'enveloppe extérieure 28 du ventilateur comporte un bec 34 permettant d'éviter des turbulences au niveau de la sortie d'air du ventilateur. Le volet 4, dans les exemples de réalisation montrés sur les figures 2 à 4, est placé sur le côté opposé au bec 34. Il présente ainsi un axe 8 parallèle à l'axe du ventilateur et est placé sur la face de la sortie la plus éloignée du ventilateur. Cette position est la position préférée. Cependant, le volet 4 pourrait se trouver aussi sur l'une des deux parois adjacentes à ce côté, mais il est déconseillé de le placer au-dessus du bec 34. La figure 6 montre une variante d'exécution du mode de réalisation représenté aux figures 1 à 3, dans laquelle le mode d'actionnement du volet 4 diffère. L'actionnement du volet 4 est manuelle, mais il est possible facilement de le motoriser. Comme déjà évoqué plus haut, ce moteur peut être asservi par un capteur de pression. Le volet 4 est muni d'une patte de réglage 36 soudée sur celui-ci. Cette patte 36 est donc solidaire du volet 4. Un support 38 est fixé sur le châssis 2 et fait face à la patte de réglage 36. Une vis de réglage 40 est montée sur le support 38. La pointe de cette vis 40 vient en appui sur la patte de réglage 36. Ainsi en agissant sur la vis de réglage 40, il est possible de déplacer le volet 4. Dans la forme d'éxécution représentée au dessin, la vis 40 peut agir sur le volet 4 dans le sens de l'ouverture de celui-ci. Pour la fermeture de celui-ci, il est prévu de monter un ressort de rappel 42 entre le volet 4 et le support 38. Afin de pouvoir accéder au dispositif de réglage du volet 4 sans avoir à ouvrir le caisson 24, une ouverture est réalisée dans un couvercle 44 fermant celuici. Un bouchon 46 vient fermer cette ouverture. Ainsi, après avoir retiré le bouchon 46, la vis de réglage 40 devient accessible avec une clef, une clef à pipe par exemple. En tournant dans le sens d'un vissage, le volet 4 s'ouvre et en tournant dans le sens d'un dévissage, le volet 4 se referme grâce notamment au ressort de rappel 42. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ajustement de débit pour un ventilateur (26) en caisson destiné à l'extraction d'air dans un immeuble, le ventilateur (26) étant monté à l'intérieur d'un caisson (24) et aspirant de l'air par des entrées (30) ménagées dans la paroi du caisson pour l'expulser hors du caisson (24) par une sortie (32) ménagée également dans la paroi du caisson, caractérisé en ce qu'il comporte, entre le ventilateur (26) et la sortie d'air (32) du caisson, un volet (4) monté pivotant autour d'un axe (8) sensiblement perpendiculaire à l'axe (10) de la sortie du ventilateur entre une position fermée où le volet (4) épouse sensiblement la paroi de la sortie du ventilateur et une position ouverte où le volet (4) fait saillie à l'intérieur de la sortie du ventilateur, de telle sorte que de l'air expulsé par le ventilateur est dévié hors de la sortie (32) du caisson vers l'intérieur du caisson (24) par une ouverture (12) ménagée au niveau du volet (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe (8) de pivotement du volet est sensiblement parallèle à l'axe du ventilateur et en ce que le volet (4) est monté du côté de la sortie le plus éloigné du ventilateur (26). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est monté sur un châssis (2) reprenant sensiblement la forme de la section transversale de la sortie d'air (32), ce châssis (2) prenant place entre le ventilateur (26) et la sortie d'air (32) ménagée dans la paroi du caisson (24) et présentant une lumière (12) dans sa paroi portant le volet (4). 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est adapté directement sur l'enveloppe (28) du ventilateur, du côté de la sortie d'air (32), une ouverture (12) étant prévue sur cette enveloppe (28) derrière le volet (4) pour permettre le passage d'air depuis la sortie du ventilateur vers l'intérieur du caisson. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un levier de réglage (14), pouvant être maintenu dans plusieurs positions, est monté à une extrémité de l'axe de pivotement (8) du volet. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une patte de réglage (36) est solidaire du volet (4) pivotant et en ce qu'une vis de réglage (40) montée sur un support (38) fixe par rapport au caisson (24) agit sur la patte de réglage (36), des moyens de rappel (42) élastiques étant prévus pour rappeler le volet (4) en position fermée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un moteur asservi par un capteur de pression placé dans le caisson (24) commande l'ouverture et la fermeture du volet (4).