Brevet FR2871875A1 — publié le 20051223

La présente invention concerne un procédé de contrôle de ventilation dans un conduit, typiquement d'évacuation d'une enceinte de composants gazeux, comprenant un ventilateur de circulation de gaz dans le conduit. Dans les installations nécessitant une ventilation pour des raisons de sécurité, il convient de disposer d'un moyen de détection d'une panne de la ventilation, d'un défaut dû, par exemple, à des vents contraires, ou de détection d'un non fonctionnement du ventilateur. Dans les systèmes connus, ce contrôle est effectué par des mesures du io débit de gaz dans la conduite, au moyen d'anémomètres ou de capteurs de pressions différentielles, dans des agencements généralement onéreux et de maintenance délicate, ne convenant en général pas au contrôle de faibles débits. La présente invention a pour objet de proposer un procédé, simple et efficace, et de très faibles coûts, convenant également au contrôle de très faibles débits de ventilation, notamment pour des installations mettant en oeuvre des piles à combustible pour évacuer le débit d'air appauvri de sortie et les fuites éventuelles en hydrogène. Pour ce faire, dans le procédé selon l'invention, on applique au moteur du ventilateur une tension minimum suffisante pour assurer une rotation permanente, on mesure en permanence une valeur image du courant traversant le moteur, et on la compare à une valeur préétablie pour générer un signal de correction. Selon des caractéristiques particulières de l'invention: - la valeur image du courant est une valeur moyenne de ce courant et I ou 25 sa fréquence; le signal de correction est un signal d'alarme; - le procédé est appliqué à la ventilation d'une enceinte contenant une source d'émission de composants gazeux dont la concentration doit être contrôlée, par exemple une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faits en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: 2 2871875 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faits en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; et - les figures 2a à 2c sont des graphes tension / temps montrant les variations dans le temps d'alimentation du moteur dans différentes conditions. Sur la figure 1, on a représenté, à titre d'exemple, une pile à combustible 1 disposée dans une enceinte 2, par exemple un local, raccordé, via un conduit d'évacuation 3, à une cheminée d'évacuation 4. Dans la cheminée 3 est disposé un ventilateur 5 entraîné par un moteur à courant continu sans balais 6. La pile à combustible 1 comporte une entrée 7 d'espèce oxidante, typiquement de l'air, une entrée d'hydrogène 8, une sortie 9 d'air appauvri et des sorties d'énergie électrique 10. Les fuites éventuelles d'hydrogène sont figurées par la flèche en pointillés 11. Comme représenté schématiquement sur la figure 1, le circuit de contrôle du ventilateur 5 comprend, insérés dans le circuit d'alimentation du moteur 6, une diode Zener 12 de référence de tension avec sa résistance de polarisation 13, d'une part, et, d'autre part, un amplificateur opérationnel 15 couplé à un transistor bipolaire 16 dont le collecteur permet de fournir, aux bornes d'une résistance de mesure 17, une tension de mesure v; image du débit circulant dans le conduit 3. En effet, comme représenté sur les figures 2a à 2c, l'allure (amplitude n par rapport à une valeur de référence v, et fréquence f) donne une indication du débit circulant dans le conduit 3. La figure 2a, avec un signal à amplitude faible et période de rotation du moteur longue, correspond à un débit de gaz nul. La figure 2b, avec amplitude accentuée et fréquence f réduite, correspond à un débit modéré. La figure 2c, avec une grande amplitude et une fréquence rapide correspond à un débit élevé. En cas de panne du moteur VI, le signal correspond simplement à une ligne droite sans amplitude ni fréquence. Comme on comprendra de ce qui précède, la lecture de la valeur du courant qui parcourt le moteur en fonction du temps donne une image du débit 3 2871875 traversant le ventilateur dans son sens de marche habituel (un faible débit inversé arrêtant immédiatement le système). La valeur mesurée présente des pics dont le maximum est à une valeur fixée et dépend très peu de la vitesse de rotation. En revanche, la valeur moyenne du courant diminue lorsque le débit augmente, ainsi que la fréquence des pics. Par mesure de la valeur moyenne (filtrage passe-bas) ou par une mesure classique de fréquence, on accède directement à l'information sur le débit de gaz circulant dans la conduite 3. On peut utiliser cette mesure pour l'adaptation des paramètres procédés du système et la comparer, de manière lo classique, à une valeur de seuil pour prendre les mesures de correction ou de sécurité (arrêt de l'installation par exemple). On peut également vérifier, quel que soit le débit, que le système de contrôle fonctionne correctement grâce à la présence des pics de courant. On peut encore, afin d'augmenter le niveau de fiablité, effectuer une comparaison pour vérifier la cohérence entre la valeur moyenne et la fréquence des pics et prendre les mesures de correction en cas de déviation trop importante. On peut enfin vérifier que les maximas sont toujours à la bonne valeur et déclencher les mesures de sécurité en cas de déviation trop importante. Quoique l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation 20 particulier, elle ne s'en trouve pas limitée mais est susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. 4 2871875 REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de ventilation dans un conduit comprenant un ventilateur à un moteur à courant continu sans balais, dans lequel on applique au moteur une tension minimum suffisante pour assurer une rotation permanente, on mesure en permance une valeur image du courant traversant le moteur, et on la compare à une valeur préétablie pour générer un signal de correction. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la valeur image est une valeur moyenne du courant. io 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la valeur image est la fréquence des pics du courant. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal de correction est un signal d'alarme. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce is que le signal de correction est un signal de modulation de la tension appliquée au moteur. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, pour la ventilation d'une enceinte contenant une source d'émission de composants gazeux dont la concentration doit être contrôlée. 7. Procédé selon la revendication 6, où la source d'émission est une pile à combustible.