Brevet FR2858395A1 — publié le 20050204

Appareil de refroidissement localisé de l'atmosphère La présente invention se rapporte aux appareils de refroidissement localisé de l'atmosphère. On connaît des appareils ou dispositifs de refroidissement localisé de l'atmosphère. Il s'agit notamment de dispositifs de type aérosol, contenant de l'eau sous la pression d'un gaz, notamment des brumisateurs , et qui sont utilisés pour rafraîchir en période de forte chaleur, par exemple en dirigeant la buse d'éjection vers la personne qui souhaite être rafraîchie et en appuyant sur la commande du brumisateur . L'eau ainsi 10 pulvérisée en fines ou très fines gouttelettes se dépose sur la peau et procure une sensation de fraîcheur essentiellement en s'évaporant, par extraction du corps, au cours de cette évaporation, de la chaleur latente de vaporisation de l'eau. D'une manière générale, ces brumisateurs peuvent être utilisés pour rafraîchir l'air ambiant suivant le même principe. Ces brumisateurs donnent satisfaction, mais restent d'une portée et d'un usage 15 limités convenant à des utilisations particulières restreintes, notamment en raison de la faible quantité d'eau contenu dans un aérosol ou d'une manière générale, en raison du type de conditionnement approprié à l'usage d'une personne. On connaît en outre les appareils de refroidissement localisé de l'atmosphère de type climatiseur qui fonctionnent suivant le principe d'un refroidissement de l'air par 20 passage de l'air sur un échangeur placé sur un circuit de fluide caloporteur fonctionnant avec une pompe de circulation. De tels appareils nécessitent une alimentation électrique et restent très onéreux; en outre, il ne fonctionne en principe que dans des locaux fermés. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients, et d'apporter d'autres avantages. Plus précisément, elle consiste en un appareil de refroidissement 25 localisé de l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de brassage de l'atmosphère en un lieu donné, - des moyens de turbine solidaires desdits moyens de brassage de l'atmosphère, de sorte que lesdits moyens de turbine soient aptes à actionner lesdits moyens de brassage, - des moyens d'alimentation desdits moyens de turbine avec un fluide destiné à être 30 pulvérisé dans l'atmosphère, - des moyens de pulvérisation dudit fluide dans l'air brassé par lesdits moyens de brassage, - des moyens de support desdits moyens de brassage de l'atmosphère en un lieu donné. L'appareil selon l'invention permet, grâce au brassage de l'air et à la projection 35 combiné dans celui-ci d'un fluide pulvérisé, notamment de l'eau, de refroidir l'atmosphère de manière localisée dans la zone touchée par le brassage de l'air, par évaporation du liquide pulvérisé dans ledit atmosphère. Le fait d'utiliser le fluide à pulvériser pour actionner les moyens de brassage de l'atmosphère permet de rendre l'appareil indépendant de toute source d'énergie électrique, et peut permettre de rendre 40 l'appareil totalement autonome. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens d'alimentation desdits moyens de turbine avec un fluide destiné à être pulvérisé dans l'atmosphère, comprennent des moyens d'alimentation sous pression dudit fluide, coopérant avec lesdits moyens de pulvérisation dudit fluide dans l'air brassé. L'utilisation de la mise en pression du fluide destiné à être pulvérisé permet de créer à la fois l'énergie nécessaire à la pulvérisation du fluide, et l'énergie nécessaire au 05 fonctionnement de la turbine et par conséquent au fonctionnement des moyens de brassage. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de mise sous pression dudit fluide comprennent un compresseur. Selon une alternative à la caractéristique précédente, lesdits moyens de mise sous 10 pression dudit fluide comprennent un conteneur rempli sous pression dudit fluide à pulvériser. Cette caractéristique permet de proposer un appareil autonome fonctionnant sans énergie électrique, ce qui est particulièrement utile dans des zones chaudes ne disposant de cette énergie. Toute l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'appareil selon l'invention 15 est fournie par le conteneur rempli du fluide à pulvériser sous pression. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de brassage de l'atmosphère comprennent des moyens rotatifs de brassage. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens rotatifs de brassage de l'atmosphère comprennent un rotor muni d'une pluralité de pales. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de turbine sont solidaires desdits moyens rotatifs de brassage de l'atmosphère, et comprennent une turbine axiale fixée sur le rotor des moyens rotatifs de brassage. Cette caractéristique permet d'optimiser le rendement de l'ensemble tournant turbine et moyens rotatifs de brassage, en assurant un mouvement de rotation sur un 25 même axe pour les deux organes rotatifs. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de pulvérisation du fluide dans l'air brassé, comprennent une buse d'éjection disposée suivant l'axe de rotation desdits moyens rotatifs de brassage de l'atmosphère. Cette caractéristique permet une distribution homogène du fluide pulvérisé dans 30 l'atmosphère, pour une meilleure évaporation de celui- ci dans cet atmosphère, et donc un meilleur rendement de l'appareil selon l'invention, car située au centre de symétrie de l'écoulement engendré par les moyens de brassage de l'atmosphère. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de support desdits moyens de brassage de l'atmosphère comprennent un poteau d'une hauteur déterminée à 35 l'extrémité inférieure duquel est fixé un pied de soutien, et à l'extrémité supérieure duquel sont liés lesdits moyens de brassage de l'atmosphère. Selon une caractéristique avantageuse, l'appareil selon l'invention comprend des moyens de protection desdits moyens de brassage de l'atmosphère. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture qui suit de la 40 description d'un exemple de mode de réalisation d'un appareil selon l'invention, accompagnée de la figure unique annexée, exemple cité à titre illustratif non limitatif. La figure unique représente une vue de côté d'un exemple de mode de réalisation d'un appareil de refroidissement selon l'invention. L'appareil 10 de refroidissement représenté sur la figure unique comprend: - des moyens de brassage 12 de l'atmosphère en un lieu donné, - des moyens de turbine 14 solidaires des moyens de brassage 12 de l'atmosphère, de 05 sorte que les moyens de turbine soient aptes à actionner les moyens de brassage, - des moyens d'alimentation 38 des moyens de turbine 14 avec un fluide 26 destiné à être pulvérisé dans l'atmosphère, - des moyens de pulvérisation 28 du fluide dans l'air brassé par les moyens de brassage des moyens de support 16 des moyens de brassage 12 de l'atmosphère en un lieu donné. Les moyens de brassage 12 de l'atmosphère comprennent avantageusement des moyens rotatifs 40 de brassage comprenant eux-mêmes avantageusement un rotor 42 muni d'une pluralité de pales 44 formant un ventilateur 46. Le ventilateur 46 est par 15 exemple un ventilateur axial apte à engendrer un flux d'air axial ou sensiblement axial suivant l'axe de rotation 48 du ventilateur. Toutefois, le flux d'air engendré par le ventilateur peut de manière alternative être convergent ou divergent. Sur la figure, l'axe de rotation 48 du ventilateur est représenté horizontal; toutefois cet axe peut adopter toute direction appropriée, par exemple être incliné ou vertical de sorte que le flux d'air soit 20 dirigé vers le haut. Les moyens de turbine 14 solidaires des moyens de brassage 12 de l'atmosphère, de sorte que les moyens de turbine soient aptes à actionner les moyens de brassage, sont avantageusement solidaires des moyens rotatifs de brassage de l'atmosphère, et comprennent par exemple à cet effet une turbine axiale hydraulique de type connu, dont 25 l'arbre est fixée au rotor 42 des moyens rotatifs 40 de brassage. Ainsi, lorsque la turbine axiale sera actionnée par le fluide destiné à être pulvérisé dans l'atmosphère, elle entraînera en rotation le ventilateur lié à la turbine. Le rotor 42 du ventilateur 46 ainsi que l'arbre de la turbine 14 seront creux suivant l'axe de rotation 48 comme cela sera expliqué plus loin. Les moyens d'alimentation 38 des moyens de turbine 14 avec un fluide destiné à être pulvérisé dans l'atmosphère, comprennent avantageusement des moyens d'alimentation 30 sous pression en fluide, coopérant avec les moyens de pulvérisation 28 du fluide dans l'air brassé. Les moyens d'alimentation sous pression en fluide peuvent comprendre un 35 compresseur (non représenté) dans la mesure ou l'appareil est destiné à être placé dans un lieu comportant une alimentation électrique; dans ce cas, le compresseur est connecté à une alimentation extérieure en eau, et envoie l'eau sous pression dans la turbine 14, à l'entrée 68 de celle-ci, au moyen d'une canalisation 34. De manière alternative, les moyens d'alimentation 30 sous pression en fluide 40 comprennent avantageusement un conteneur 50 rempli sous pression du fluide à pulvériser, c'est à dire d'eau dans le cas d'espèce. A cet effet, le conteneur 50 contiendra l'eau à pulvériser et un gaz comprimé apte à mettre l'eau sous pression de sorte que lorsqu'on ouvre la vanne 52 du conteneur 50, le gaz expulse l'eau de celui-ci dans la canalisation 34 alimentant l'entrée 68 de la turbine 14. Il est à noter que le conteneur 50 sera avantageusement muni d'un dispositif de régulation 32 apte à permettre un changement de la pression de service du fluide à la sortie du conteneur 50. OS Les moyens de pulvérisation du fluide dans l'air brassé comprennent une buse d'éjection 20 disposée suivant l'axe de rotation 48 des moyens rotatifs 40 de brassage de l'atmosphère, la buse d'éjection 20 étant alimentée par une canalisation 54 acheminant le fluide à pulvériser de la sortie 56 de la turbine 14 à la buse d'éjection 20. La canalisation 54 pourra adopter un cheminement extérieur de la sortie 56 de la turbine 14 à l'axe de 10 rotation 48 placé sur la face arrière de l'ensemble ventilateur-turbine à l'extrémité opposée au ventilateur, soit côté turbine suivant cet axe, puis un cheminement intérieur suivant de l'axe de rotation jusqu'à la buse d'éjection 20 placée du côté du ventilateur, comme représenté sur la figure. Ainsi, comme expliqué plus haut, le rotor 42 du ventilateur 46 ainsi que l'arbre de la turbine 14 seront creux suivant l'axe de rotation 48 pour laisser 15 libre le passage de la canalisation 54 fixe. Il est à noter que d'autres montages peuvent être envisagés, par exemple une canalisation fractionnée avec joint (non représentés) à l'intérieur du rotor du ventilateur et de l'arbre de turbine associé de sorte que la buse d'éjection soit animée d'un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation du ventilateur. La turbine 14 et son corps 66, et le ventilateur 46 sont liés par un support de palier 18 placé entre les deux éléments, comme représenté sur la figure, le support de palier 18 comportant avantageusement un palier de roulement pour l'arbre de turbine et de ventilateur. Le support de palier 18 est fixé à l'extrémité supérieure 64 des moyens de support 16 des moyens de brassage de l'atmosphère, selon tout moyen connu, par 25 exemple par une liaison fixe ou réglable permettant d'incliner l'axe de rotation du ventilateur selon un angle approprié afin de permettre une orientation du brassage d'air par le ventilateur et du jet d'eau pulvérisée. Les moyens de support 16 des moyens de brassage 12 de l'atmosphère comprennent avantageusement un poteau 58 d'une hauteur déterminée à l'extrémité 30 inférieure 60 duquel est fixé un pied 62 de soutien, et à l'extrémité supérieure 64 duquel sont liés les moyens de brassage 12 de l'atmosphère via le support de palier 18. Il est à noter que le conteneur d'eau sous pression peut de préférence être posé sur le pied 62 de soutien afin de stabiliser l'appareil avec sa masse, comme représenté sur la figure. Il est également envisagé de pouvoir rendre inaccessible le conteneur et son organe de 35 manoeuvre 52, par une enceinte de protection 36 de l'unité de pression, afin de sécuriser l'appareil, son fonctionnement étant alors contrôlé par des personnes autorisées. L'appareil représenté peut avantageusement comporter des moyens de protection 24 des moyens de brassage de l'atmosphère se présentant sous la forme d'un carénage du ventilateur afin d'éviter un contact accidentel de celui- ci avec un objet ou une personne. 40 Il est à noter que la canalisation 34 reliant la source d'eau sous pression et la turbine 14 peut cheminer le long du poteau 58 ou de manière altemrnative, à l'intérieur de celui- ci. L'appareil représenté peut être habillé de tout habillage ou carrosserie appropriés en vue d'une protection améliorée ou d'une recherche d'esthétique spécifique. Il sera noté que l'appareil représenté sur la figure peut être alimenté soit par un conteneur d'eau sous pression comme représenté, soit être directement connecté par 05 l'intermédiaire de l'extrémité inférieure de la canalisation 34 à une source d'eau sous pression (non représenté), compresseur ou autre. Il est également envisageable pour un appareil comme représenté, de posséder plusieurs possibilités d'alimentation en eau sous pression par des branchements appropriés à utiliser au choix de l'utilisateur en fonction des besoins et/ou des possibilités d'alimentation dans le lieu où l'appareil est destiné à 10 fonctionner. Le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est le suivant: l'opérateur connecte l'appareil à la source d'eau sous pression choisie, conteneur autonome, ou source externe d'eau sous pression, - l'opérateur place, avant ou après connexion à la source d'eau sous pression, 15 l'appareil dans un lieu qu'il désire rafraîchir, et le cas échéant oriente les moyens de brassage dans la direction désirée, - l'opérateur ouvre la vanne permettant à l'eau sous pression d'alimenter la turbine, la turbine étant alors actionnée en rotation, entraînant ainsi le ventilateur en rotation, - sous l'effet de la pression, l'eau sortant de la turbine passe par la buse d'éjection à la sortie de laquelle elle est pulvérisée dans l'air brassé par le ventilateur, en fines ou très fines gouttelettes, selon l'effet recherché ; il est à noter que la bonne dimension des gouttes d'eau qui devrait être adoptée est celle permettant une suspension des gouttes dans l'air le temps nécessaire à leur évaporation accélérée par le brassage de l'air, - l'appareil fonctionne en continu et de manière autonome, soit jusqu'à épuisement du conteneur d'eau sous pression, soit jusqu'à ce que l'opérateur ferme la vanne d'alimentation en eau sous pression; il est également possible d'envisager un fonctionnement cyclique programmé de l'appareil selon l'invention, au moyen d'une vanne à ouverture programmée. L'appareil selon l'invention peut fonctionner en extérieur comme en intérieur, par exemple en terrasse, en tout lieu, même sans alimentation en énergie électrique ou en eau. REVENDICATIONS 1. Appareil (10) de refroidissement localisé de l'atmosphère, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de brassage (12) de l'atmosphère en un lieu donné, - des moyens de turbine (14) solidaires desdits moyens de brassage de l'atmosphère, de sorte que lesdits moyens de turbine soient aptes à actionner lesdits moyens de brassage, - des moyens d'alimentation (38) desdits moyens de turbine avec un fluide destiné à être pulvérisé dans l'atmosphère, - des moyens de pulvérisation (28) dudit fluide dans l'air brassé par lesdits moyens de brassage, - des moyens de support (16) desdits moyens de brassage de l'atmosphère en un lieu donné. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens 15 d'alimentation (38) desdits moyens de turbine (14) avec un fluide destiné à être pulvérisé dans l'atmosphère, comprennent des moyens d'alimentation (30) sous pression dudit fluide coopérant avec lesdits moyens de pulvérisation (28) du fluide dans l'air brassé. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation (30) sous pression dudit fluide comprennent un compresseur. 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation sous pression dudit fluide comprennent un conteneur (50) rempli sous pression dudit fluide à pulvériser. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de brassage (12) de l'atmosphère comprennent des moyens rotatifs (40) 25 de brassage. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens rotatifs (40) de brassage de l'atmosphère comprennent un rotor (42) muni d'une pluralité de pales (44). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de 30 turbine (14) sont solidaires desdits moyens rotatifs (40) de brassage de l'atmosphère, et comprennent une turbine axiale fixée sur le rotor des moyens rotatifs de brassage. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de pulvérisation (28) dudit fluide dans l'air brassé, comprennent une buse d'éjection (20) disposée suivant l'axe (48) de rotation desdits moyens rotatifs (40) de 35 brassage de l'atmosphère. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de support (16) desdits moyens de brassage de l'atmosphère comprennent un poteau (58) d'une hauteur déterminée à l'extrémité inférieure (60) duquel est fixé un pied (62) de soutien, et à l'extrémité supérieure (64) duquel sont liés lesdits moyens de 40 brassage (12) de l'atmosphère. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de protection (24) des moyens de brassage de l'atmosphère.