Brevet FR2758177A1 — publié le 19980710

La présente invention concerne les aspirateurs statiques de type antirefouleurs aptes à être placés au sommet d'un conduit de cheminée pour faciliter l'évacuation des fumées ou analogues. Il est déjà connu des aspirateurs statiques de type antirefouleurs aptes à être placés à la sortie d'un conduit de cheminée. Un tel aspirateur est notamment décrit dans les brevets français 2 266 105 et 2 678 357. De tels aspirateurs statiques comportent essentiellement au moins deux première et seconde surfaces de forme sensiblement tronconique délimitées chacune par une petite et une grandc base, des moyens pour associer ces deux surfaces tronconiques l'une avec l'autre de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur un même axe pour délimiter un espace annulaire et définir un conduit central, une pièce obturant partiellement la section du conduit central, et des moyens pour maintenir cette pièce par rapport aux deux surfaces sensiblement tronconiques de façon qu'elle soit sensiblement située dans le volume délimité par la première surface tronconique et en regard de la petite base de la seconde surface tronconique. Ces aspirateurs donnent de bons résultats mais présentent encore quelques insuffisances, aussi bien sur le plan du fonctionnement que pour leur réalisation. La présente invention a ainsi pour but de réaliser un aspirateur statique de type antirefouleur apte à être placé à la sortie d'un conduit de cheminée pour faciliter l'évacuation des fumées ou analogues, qui ait un fonctionnement encore plus efficace que les aspirateurs statiques de l'art antérieur et qui présente une structure plus simple permettant de diminuer son encombrement, de faciliter sa construction et d'abaisser de façon importante son coût de fabrication. Plus précisément, la présente invention a pour objet un aspirateur statique de type antirefouleur apte à être placé à la sortie d'un conduit de cheminée ou analogue, comportant une pièce de sommet une plaque de base sensiblement annulaire comportant une ouverture centrale, des moyens pour lier la pièce de sommet et la plaque de base de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur un même axe dit "axe de centrage" et qu'elles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide, des moyens pour fixer la plaque de base sur le conduit de cheminée, à sa sortie, de façon que l'axe du conduit soit sensiblement confondu avec l'axe de centrage, ladite pièce de sommet se présentant sensiblement sous la forme d'un disque délimité par deux surfaces convexes continues, l'axe de révolution du disque étant sensiblement confondu avec l'axe de centrage et la surface convexe située en regard de la plaque de base ayant une courbure supérieure à celle de l'autre surface convexe, caractérisé par le fait que la section transversale maximale de la plaque de base définie dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de centrage est au moins égale à la section transversale maximale du disque, ct qu'il comporte en outre une couronne solidaire dc la plaque de base en l'entourant à l'endroit de sa section transversale maximale, ladite couronne étant située dans un plan sensiblement perpendiculaire audit axe dc centrage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel: La figure unique représente une vue en coupe schématique longitudinale d'un mode de réalisation d'un aspirateur statique de type antirefouleur selon l'invention apte à être placé à la sortie d'un conduit de cheminée. La figure unique représente un mode de réalisation d'un aspirateur de type antirefouleur 1 apte à être placé à la sortie 2 d'un conduit de cheminée 3 pour permettre l'évacuation des fumées, gaz et autres produits de combustion ou analogues. L'aspirateur statique illustré sur la figure unique comporte une pièce de sommet 10, une plaque de base 11 sensiblement annulaire comportant un orifice central 26, des moyens 14 pour lier la pièce de sommet et la plaque de base de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur un même axe 12 dit "axe de centrage" et qu'elles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide 13, et des moyens 19 pour fixer la plaque de base 11 sur le conduit de cheminée 3, à sa sortie 2, de façon que l'axe 1 S du conduit soit sensiblement confondu avec l'axe de centrage 12. Ces moyens 19 peuvent être constitués par exemple par des pattes, en sachant que le bord de la sortie du conduit de cheminée peut lui-même constituer une partie de ces moyens. Ces moyens sont bien connus en euxmêmes et ne seront pas plus amplement décrits ici, dans le simple but de ne pas alourdir la présente description. La pièce de sommet 10 se présente sensiblement sous la forme d'un disque délimité par deux surfaces convexes continues 21, 22. L'axe de révolution du disque est sensiblement confondu avec l'axe de centrage 12 et la surface convexe 2 1 située en regard de la plaque de base 11 a une courbure supérieure à celle de l'autre surface convexe 22. Dans le cadre. de la présente description, par "surface convexe continue", on comprend une surface convexe de toute forme, par exemple sphérique ou sensiblement sphérique, parabolique de révolution, hyperbolique, etc., ou même d'une forme dérivée de façon directe ou indirecte des formes précédentes. Mais il faut que les deux surfaces délimitant le disque soient continues, c'est-à-dire constamment convexes, ne présentant aucune partie en creux ou en relief, ni parties anguleuses. Il est précisé que la jonction entre les deux surfaces convexes 21, 22 peut être réalisée selon une arête 29, comme illustré sur la figure, ou bien sensiblement "en arrondi" comme par exemple le bord d'attaque d'une aile d'avion ou analogue. La forme de jonction illustrée est la plus avantageuse, au moins pour la fabrication de l'aspirateur car les deux surfaces convexes 21, 22 peuvent alors être obtenues par emboutissage d'une tôle ou analogue avec un minimum d'opérations et pour un faible coût, puis assemblées par tout moyen, par exemple soudage, collage, rivetage, etc. La pièce de sommet 1 () peut cependant être réalisée d'une seule pièce, par exemple par moulage, avec tout matériau de préférence inoxydable, comme de l'aluminium ou même du verre. Le fait que la courbure de la surface convexe 21 soit supérieure à celle de l'autre surface convexe 22 signifie que les lignes de section de ces deux surfaces par un même plan contenant l'axe 12 n'oint pas la même longueur et que la ligne définie sur la surface 21 a une longueur supérieure à celle de la ligne définie sur la surface 22. Ia section transversale maximale de la plaque de base 11, c'est-à-dire définie dans un plan perpendiculaire à l'axe de centrage 12, est au moins égale à la section transversale maximale du disque définie, elle aussi, dans un plan perpendiculaire à l'axe de centrage. La plaque de base 11 présente, vue de l'espace d'écoulement de fluide 13, une face convexe 23 ayant une courbure sensiblement identique à celle de la surface convexe 21 du disque qui est en regard de cette plaque de base 11. Selon une caractéristique importante de la présente invention, l'aspirateur statique comporte en outre une couronne 24 solidaire de la plaque de base 11, en l'entourant dans sa partie qui présente la plus grande section transversale. Cette couronne est située dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de centrage 12. De cette façon, le bord extérieur 25 de la couronne définit une section transversale supérieure à la section transversale maximale du disque 10 définie ci-avant, comme visible sur la figure unique. Dans une réalisation possible, mais avantageuse pour améliorer le fonctionnement de l'aspirateur dans le cas de vents ascendants ou descendants, la plaque de base 11 et/ou le disque 10 peuvent comporter une pluralité de perforations. Ces perforations n'ont pas été représentées par simple souci de simplification du dessin. Les moyens 14 pour lier la pièce de sommet 10 et la plaque de base 1 i de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur l'axe de centrage 12 et qu'elles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide 13 peuvent être constitués, comme illustré sur la figure, par au moins une patte 32 et des moyens pour solidariser les deux extrémités de la patte sensiblement avec les bords 33, 34 respectivement de la plaque de base 11 et de la pièce dc sommet 10. Ces moyens de solidarisation sont par exemple l'un des moyens suivants: rivet, soudure, vissage, etc.. Il est bien évident que, pour assurer une bonne tenue de la pièce de sommet par rapport à la plaque de base, il est préférable que le nombre de ces pattes 32 soit par exemple égal à trois disposées à cent-vingt degrés l'une par rapport à l'autre. Dans le cas où les moyens 14 pour lier la pièce de sommet ]0 et la plaque de base 11 sont constitués par une ou des pattes comme la patte 32 décrite ci-dessus, la plaque de base 11 peut comporter des perforations situées de façon sensiblement symétrique par rapport à chaque pied de la patte. Dans un autre mode de réalisation qui peut être avantageux dans certaines applications, les moyens 14 pour lier la pièce de sommet 10 et la plaque de base 11 sont constitués par un pylône et des moyens pour solidariser les deux extrémités du pylône respectivement avec la pièce de sommet ]0 et la plaque de base 11 de façon que l'axe du pylône et l'axe de centrage 12 soient sensiblement confondus. Ces moyens de solidarisation peuvent être de différentes formes et peuvent dépendre de la nature des matériaux dans lesquels sont respectivement réalisées la pièce de sommet 10 et la plaque de base 11. L'homme du métier saura sans aucun problème trouver la forme adaptée de ces moyens et les choisir, par exemple parmi les formes de fixation suivantes: soudage, sertissage, collage, vissage, enfoncement conique en force ou même combinaison de certaines de ces formes de fixation. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, l'aspirateur statique comporte un anneau de déflexion 40 monté en saillie sur la plaque de base 11, comportant à chaque extrémité une ouverture 41, 42. L'anneau est solidaire de la face convexe de la plaque de base 11 par le bord de l'une 42 de ses ouvertures en bordant et entourant l'orifice central 26 réalisé dans la plaque de base 11 et de façon qu'il soit situé dans l'espace d'écoulement 13, comme représenté sur la figure unique. Le bord 43 de cette ouverture 42 rejoint le bord de l'orifice central 2G réalisé dans la face convexe 23 de la plaque de base 11 en formant sensiblement un arrondi concave. la partie de paroi 44 de l'anneau 40 dont le bord délimite l'ouverture 41 est définie sensiblement sur un cylindre dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe de centrage 12. Avantageusement, pour protéger l'entrée du conduit 3 contre l'intrusion, par exemple, d'oiseaux, de feuilles ou analogues, l'aspirateur statique comporte en outre une grille 52 disposée entre la pièce de sommet 10 et la plaque de base 11. Cette grille a avantageusement une forme sensiblement cylindrique centrée sur l'axe dc centrage 12, sa section est sensiblement supérieure à celle du conduit 3 et sa hauteur sensiblement égale à celle de l'espace d'écoulement de fluide 13. Dans un mode de réalisation avantageux, notamment pour le montage de l'aspirateur, la grille est constituée d'un ressort cylindrique de compression, comme celui que les techniciens dénomme souvent "ressort à boudin à spires non jointives", mais il est plus avantageusement constitué, comme illustré sur la figure, par un ressort comportant des ondulations situées sur une surface cylindrique centrée sur l'axe de centrage l 2. Un tel type de ressort présente une rigidité relativement importante suivant la direction parallèle à l'axe de centrage. Aussi, dans une réalisation avantageuse, il est possible de supprimer les pattes de fixation 32 définies ciavant et d'utiliser les sommets des ondulations du ressort pour maintenir le disque 10 par rapport à la plaque de base 11. Cette réalisation présente l'avantage d'éliminer les perturbations d'écoulement fluidique engendrées par les pattes 32. I'aspirateur décrit ci-dessus fonctione de la façon suivante: On suppose tout d'abord que cet aspirateur est palcé à la sortie d'un conduit de cheminée qui est destiné à évacuer des fumées. En général, un tel conduit de cheminée est vertical et l'aspirateur est positionné à son sommet de façon que l'axe de centrage 12 soit aussi vertical. Lorsque les fumées arrivent à la sortie du conduit 3, elles doivent être évacuées dans l'atmosphère en évitant surtout d'être refoulées dans le conduit 3, par exemple par le vent. La structure de cet aspirateur et la forme donnée à certains de ses éléments facilitent l'évacuation des fumées. En effet, le vent arrive généralement au niveau de l'aspirateur suivant une direction horizontale ou sensiblement horizontale matérialisée sur la figure par la flèche 60. Quand le vent, ou courant d'air, arrive sur un côté de la pièce de sommet 10 au niveau de l'arête 29, il se divise en deux flux, un flux supérieur qui passe au-dessus de l'aspirateur, sur la surface convexe 22, et un flux inférieur qui passc audessous de la pièce de sommet, sur la surface convexe 21. Par effet de viscosité connu sous le nom de "effet Coanda", les flux s'écoulent sur les surfaces convexes telles que définies ci-avant en suivant Icur courbure et sans s'en décoller. Cependant, comme le chemin suivi par le flux supérieur est plus court que celui qui est suivi par le flux inférieur, le flux supérieur arrive sur le côté opposé de la pièce de sommet avant le flux inférieur. Il se crée alors une dépression au niveau de ce côté opposé. Le flux inférieur est aspiré par cette dépression et entraîne les fumées (ou tout autre gaz ou analogue) qui arrivent par le conduit 3 pour les éjecter de façon forcée hors de l'espace d'écoulement 13 défini ci-avant. Pour mémoire, la forme convexe de la face 23 de la plaque de base 11, en combinaison avec la surface convexe 21, permet de guider le flux inférieur, dans un premier temps en le comprimant jusqu'au niveau de l'axe de centrage 12, puis en permettant sa détente. Cette détente se combine avec la dépression mentionnée ci-dessus pour améliorer encore l'aspiration des fumées se trouvant dans le conduit 3. Mais, lorsque l'aspirateur comporte en plus l'anneau de déflexion 40 comme décrit ci-avant, une partie du flux inférieur est défléchie et légèrement comprimée au niveau de l'ouverture 41 de l'anneau et, en s'ajoutant à la partie du flux inférieur qui arrive sensiblement horizontalement comme décrit cidessus, permet encore d'améliorer la détente et donc l'aspiration des fumées ou analogues se trouvant dans le conduit 3. Si le vent n arrive pas dans un plan horizontal, mais dans u n mouvement ascendant, comme cela sc produit parfois, c'est-à-dire sensiblement par le dessous de la plaque de base 11, par exemple suivant la flèche 61, il se crée un déséquilibrc de pression entre le centre de l'espace d'écoulement 13 et sa périphérie. Ce déséquilibre est générateur de tourbillons qui empêchent l'évacuation normale des fumées. Dans le cas dc l'aspirateur statique décrit ci-avant, la couronne 24 oblige les tourbillons 63 à se créer au niveau de son bord extérieur 25, c'est-à-dire bien avant l'entrée dans l'espace d'écoulement 13, ce qui permet d'éviter la création d'un bouchon fluidiquc à l'entrée de l'espace d'écoulement 13. L'évacuation des fumées est donc également améliorée même dans le cas de vents ascendants. Quand la plaque de base et/ou le disque comportent des perforations, ces perforations facilitent l'établissement d'un équilibrc des pressions dans le cas très défavorable de vents ascendants ou descendants, et donc l'évacuation des fumées. De même, lorsque les moyens de liaison i 4 entre la plaque dc base 11 et la pièce de sommet 10 sont constitués par des pattes 32, ces pattes peuvent cngendrer des déséquilibres de pression dans l'espace d'écoulement 13, et donc des tourbillons. Ces phénomènes gênants peuvent être corrigés par la présence d'orifices entourant le pied des pattes 32. RIEVENDICATIONS 1. Aspirateur statique (1) de type antirefouleur apte à être placé à la sortie (2) d'un conduit de cheminée (3) ou analogue, comportant une pièce de sommet (10), une plaque de base (11) sensiblement annulaire comportant un orifice central (26), des moyens (14) pour lier la pièce de sommet et la plaque de base de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur un même axe dit "axe de centrage" (12) et qu'elles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide (13), des moyens (1 9) pour fixer la plaque de base (11) sur le conduit dc cheminée (3), à sa sortie (2), de façon que l'axe (15) du conduit soit sensiblement confondu avec l'axe de centrage (12), la pièce de sommet (10) se présentant sensiblement sous la forme d'un disque délimité par deux surfaces convexes continues (21, 22), l'axe de révolution du disque étant sensiblement confondu avec l'axe de centrage (12) et la surface convexe (21) situé en regard de la plaque de base (11) ayant une courbure supérieure à celle de l'autre surface convexe (22), caractérisé par le fait que la section transversale maximale de la plaque de base définie dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de centrage est au moins égale à la section transversale maximale du disque, et qu'il comporte en outre une couronne (24) solidaire de la plaque de base en l'entourant à l'endroit de sa section transversale maximale, ladite couronne étant située dans un plan sensiblement perpendiculaire audit axe de centrage. 2. Aspirateur selon la revendication l, caractérisé par le fait que la plaque de base (11) présente, vue de l'espace d'écoulement de fluide (13), une face convexe (23) ayant une courbure sensiblement identique à celle de la surface convexe (21) du disque (10) située en regard de la plaque dc base (11). 3. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la plaque dc base (11) comporte une pluralité de perforations. 4. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pièce de sommet (10) comporte une pluralité de perforations. 5. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens (14) pour lier la pièce de sommet (10) et la plaque de base (11) de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur l'axe de centrage (12) et qu'elles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide (13) sont constitués par au moins une patte (32) et des moyens pour solidariser les deux extrémités de ladite patte avec respectivement sensiblement les bords (33, 34) de la plaque de base (11) et de la pièce de sommet (10). 6. Aspirateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la plaque de base (11) comporte en outre au moins deux perforations (41, 42, 43) situées de façon sensiblement symétrique par rapport à la patte (32). 7. Aspirateur selon selon l'une des revendications l à 4, caractérisé par le fait que les moyens (14) pour lier la pièce de sommet (l0) et la plaque de base (11) de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur l'axe de centrage (12) et qu'elles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide (13) sont constitués par un pylône (50) et des moyens (51) pour solidariser les deux extrémités du pylône respectivement avec la pièce de sommet et la plaque de base de façon que l'axe du pylône soit sensiblement confondu avec l'axe de centrage (12). 8. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une grille (52) disposée entre la pièce de sommet (10) et la plaque de base (11), la grille ayant une forme sensiblement cylindrique sensiblement centrée sur l'axe de centrage (12), la section de ladite grille étant supérieure à celle dudit conduit (3) et sa hauteur étant sensiblement égale à celle dudit espace (13). 9. Aspirateur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite grille (52) est constituée par un ressort comportant des ondulations situées sur une surface sensiblement cylindrique centrée sur l'axe de centrage. 10. Aspirateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux dites surfaces convexes continues (21, 22) constituant le disque (10) se rejoignent suivant une jonction (29) dont la forme est choisie parmi les deux formes suivantes: ligne d'arête, forme arrondie du bord d'attaque d'une aile d'avion. 11. Aspirateur statique (1) de type antirefouleur apte à être placé à la sortie (2) d'un conduit de cheminée (3) ou analogue en accord avec au moins l'une des revendications précédentes, comportant une pièce de sommet (10), une plaque de base (11) sensiblement annulaire comportant un orifice central (26), des moyens (14) pour lier la pièce de sommet et la plaque de base de façon qu'elles soient sensiblement centrées sur un même axe dit "axe dc centrage" (12) ct qu'clles délimitent entre elles un espace d'écoulement de fluide (13), des moyens (19) pour fixer la plaque de base (11) sur le conduit de cheminée (3), à sa sortie (2), de façon que l'axe (15) du conduit soit sensiblement confondu avec l'axe de centrage (12), la pièce de sommet (10) sc présentant sensiblement sous la forme d'un disque délimité par deux surfaces convexes continues (21, 22), I'axe dc révolution du disque étant sensiblement confondu avec l'axe dc centrage (12) et la surface convexe (21) située en regard de la plaque de base (11) ayant une courbure supérieure à celle de l'autre surface convexe (22), caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un anneau de déflexion (40) monté en saillie sur la plaque de base (11), ledit anneau de déflexion comportant à chaque extrémité une ouverture (41, 42) et étant solidaire de la plaque de base par le bord de l'une (42) de ses ouvertures en bordant et entourant l'orifice central (26) réalisé dans la plaque de base (11) et de façon qu'il soit situé dans l'espace d'écoulement (13).