Brevet FR2882809A1 — publié le 20060908

La présente invention a pour objet un dispositif pour fixer une bouche de ventilation contre une découpe réalisée sur une paroi ainsi que la bouche de ventilation obtenue. Elle concerne le domaine technique des dispositifs utilisés pour fixer une bouche de ventilation sur la paroi d'un local ou d'une pièce à chauffer et/ou à climatiser. Elle concerne également le domaine technique des bouches de ventilation destinées à faire circuler de l'air chaud et/ou de l'air froid dans un local ou une pièce, lesdites bouches étant reliées à une unité de traitement d'air couplée et/ou à un système d'introduction d'air neuf. La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une bouche de ventilation habituellement reliée à une unité de traitement d'air et à un système d'introduction d'air neuf. Ces bouches de ventilation 1' sont destinées à être positionnées contre une découpe, généralement rectangulaire, réalisée sur une paroi 2' d'un local ou d'une pièce à chauffer et/ou à climatiser. Elles comportent, habituellement, un plénum 3' en deux parties 301' et 302' pour diriger l'air chaud/froid vers une grille de soufflage 4' de même forme que la découpe réalisée sur la paroi 2'. Le plénum 3' est généralement situé à l'extérieur E' du local ou de la pièce, tandis que la grille de soufflage 4' est située à l'intérieur I du local ou de la pièce, au niveau de la zone de soufflage 3'a de la bouche de ventilation 1'. La bouche de ventilation 1' est reliée à une unité de traitement d'air par un conduit d'introduction d'air traité 3'b de section circulaire. Couramment, un conduit d'introduction d'air neuf 3'c est présent. Ces bouches peuvent comporter également un conduit de reprise 7', séparé de la partie soufflage 3'a, pour extraire l'air froid/chaud du local ou de la pièce. Le conduit de reprise 7' est généralement situé sous la zone de soufflage 3'a. Un premier inconvénient réside dans la complexité d'installation de ce type de bouche de ventilation. En effet, la partie 302' comporte, de manière classique, un contre-cadre 8' sur sa périphérie externe (figure 1) venant en butée contre la paroi 2', autour de la découpe. Pour maintenir la partie 302' en position au niveau de la découpe, des vis de fixation 9' auto-serrantes traversent le contre-cadre 8' et la paroi 2'. Le passage de la vis 9' nécessite d'effectuer un perçage préalable relativement proche des rebords de la découpe risquant d'effriter et de dégrader la paroi 2' lorsque celle-ci est réalisée dans un matériau friable du type placoplâtre . De plus, si la tête de la vis 9' est mal plaquée contre le contre-cadre 8', la grille de soufflage 4' ne s'applique pas correctement contre la paroi 2' et a pour conséquence un certain effet inesthétique. Lors de la mise en place de la bouche de ventilation l', on positionne d'abord la partie 302', de dimensions plus petites que la partie 301', sur laquelle on rapporte ensuite la partie 301'. Une étanchéité 11' est alors nécessaire au niveau du raccord pour éviter des fuites qui engendreraient une surconsommation d'énergie. Cette installation est donc complexe et coûteuse en temps et en main d'oeuvre. Enfin, le plénum 3' est habituellement réalisé dans un matériau métallique lourd dont le poids risque d'arracher la paroi 2' ou niveau de la découpe. Pour cette raison, le plénum 3' est habituellement suspendu pour limiter les contraintes, solution complexifiant davantage l'installation. Un second inconvénient, relatif à l'aérodynamique, apparaît avec les bouches de ventilation classiques. La partie 301' relie le conduit d'introduction d'air traité 3'b et le conduit d'introduction d'air neuf 3'c, tous deux de section circulaire, à la zone de soufflage 3'a, de section rectangulaire. Ce changement de géométrie est la source de pertes de charge et de turbulences importantes. En se référant à la figure 1, la partie 301' est, dans un plan vertical parallèle au sens d'écoulement de l'air, de section trapézoïdale. Elle comporte ainsi une pente 12' favorisant la diffusion de l'air jusque vers la zone de soufflage 3'a. Ce profil, travaillé dans un seul plan n'est pas suffisant pour diminuer efficacement les pertes de charge et les turbulences. Dans les systèmes de climatisation classiques, l'air froid a tendance à coller au plafond quelques instants avant de redescendre. Cette propriété, connue sous le nom d'effet Coanda , favorise le mélange entre l'air froid et l'air ambiant, avant de redescendre dans le local ou la pièce à refroidir. Pour favoriser l'effet Coanda, la grille 4' comporte des déflecteurs 13' pour coller la veine d'air au plafond. Comme représentés sur la figure 1, ces déflecteurs ont des angles brusques générant pertes de charge et turbulences. Ces installations ne sont donc pas satisfaisantes car elles sont responsables d'une surconsommation énergétique et de nuisances sonores importantes. Les bouches de ventilations classiques font apparaître un troisième inconvénient. Lorsque la température réglée est atteinte dans le local ou la pièce à chauffer ou à climatiser, le débit d'air traité devient nul et seul de l'air neuf venant de l'extérieur du bâtiment, est pulsé par le conduit 3'c. La vitesse d'introduction de l'air neuf dans le local ou dans la pièce, est généralement si faible qu'à la sortie de la grille de soufflage 4', l'air neuf est directement évacué par le conduit de reprise 7'. Le fonctionnement de ce type d'installation n'est donc pas convenable. La présente invention a pour but de pallier cet état des choses notamment du fait qu'elle permet de fixer, de manière simple et efficace, une bouche de ventilation contre une découpe réalisée sur une paroi sans détériorer cette dernière. Un autre but de l'invention est de proposer une bouche de ventilation de conception simple, générant peu de pertes de charge et peu de turbulences, de manière à optimiser le rendement des installations de chauffage et/ou de climatisation et diminuer les nuisances sonores. L'invention a encore pour but de proposer une bouche de ventilation permettant de pulser de l'air neuf de façon efficace dans le local ou la pièce à chauffer ou climatiser. Ces buts sont atteints par un dispositif pour fixer une bouche de ventilation contre la découpe d'une paroi, comportant des éléments en forme de U munis de moyens de fixation de ladite bouche de ventilation, lesdits éléments en forme de U étant destinés à se clipper contre les rebords de ladite découpe. Le fait d'employer des éléments en forme de U sur lesquels vient se fixer la bouche de ventilation permet donc de maintenir en position cette dernière contre la découpe sans qu'il soit nécessaire de percer la paroi et sans risquer de détériorer cette dernière. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif est particulièrement adapté pour fixer une bouche de ventilation du type comportant un plénum doté d'un contre- cadre muni de perçages se positionnant autour de la découpe. Dans ce cas, pour simplifier la conception du dispositif objet de l'invention et pour faciliter la mise en place de la bouche de ventilation, les moyens de fixation sont avantageusement des tiges filetées munies d'écrous de serrage agencées sur une des branches latérales des éléments en forme de U, lesdites tiges s'engageant dans lesdits perçages. Avantageusement, pour diminuer les contraintes de pression au niveau des rebords de la découpe et éviter tout risque d'arrachement de la paroi, les branches latérales des éléments en forme de U formant zone de pression, ont une longueur sensiblement égale à la longueur des rebords de la découpe sur lesquels lesdits éléments en forme de U sont engagés, la surface d'appui étant ainsi augmentée. Pour que les éléments en forme de U se fixent de manière efficace contre les rebords de la découpe, ils comportent préférentiellement un moyen pour exercer une pression contre la paroi. Afin que les éléments en forme de U ne puissent pas dégrader superficiellement la paroi lors de leur engagement contre les rebords de la découpe, leurs extrémités libres sont avantageusement recourbées dans une direction opposée à ladite paroi. Pour que la bouche de ventilation soit efficacement maintenue en position contre la découpe, les éléments en forme de U sont préférentiellement engagés sur des rebords en vis-à-vis de la découpe. Ces buts sont également atteints par une bouche de ventilation destinée à se fixer contre la découpe d'une paroi, ladite bouche de ventilation comportant un plénum doté d'un contre-cadre pouvant se fixer avantageusement contre la découpe d'une paroi par des éléments en forme de U du type décrit précédemment. Le fait d'employer des éléments en forme de U simplifie la mise en place de la bouche de ventilation, puisque plus aucun perçage n'est nécessaire. Selon une caractéristique de l'invention, le plénum comporte une zone de soufflage de section rectangulaire et un conduit d'introduction d'air traité de section circulaire, relié à un système de chauffage et/ou de climatisation. Afin de diminuer les pertes de charge et les turbulences induites par ce changement de géométrie, tous les points du cercle situés à l'extrémité interne dudit conduit d'introduction d'air traité, relient tous les points du rectangle situés à l'extrémité interne de la zone de soufflage. Pour que l'air neuf pulsé ne soit pas directement repris à la sortie de la grille de soufflage, le plénum comporte avantageusement un conduit d'introduction d'air neuf dont la section est réduite au niveau de la zone de soufflage de manière à accélérer la vitesse du fluide. Selon une caractéristique préférée de réalisation, le plénum est constitué de deux parties obtenues par moulage plastique selon un plan de joint s'étendant dans le sens de la longueur dudit plénum. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 2 est une vue en coupe horizontale de la bouche de ventilation selon l'invention fixée contre la découpe d'une paroi; - la figure 3 est un agrandissement du détail D de la figure 2 montrant le dispositif de fixation objet de l'invention lorsqu'il est mis en place; la figure 4 est une vue en coupe verticale selon A-A de la bouche de ventilation représentée à la figure 2; la figure 5 est une vue en perspective de l'élément en forme de U selon l'invention. En se référant aux figures 2 et 3 annexées, le dispositif de fixation objet de l'invention est utilisé pour fixer une bouche de ventilation 1 contre une découpe, généralement rectangulaire, réalisée sur une paroi 2 d'un local ou d'une pièce I à chauffer et/ou à climatiser. En se référant à la figure 3, ce dispositif de fixation comporte des éléments 9 en forme de U formés de deux branches latérales 9a et 9b, linéaires et parallèles, reliées à leur extrémité inférieure par une branche transversale 9c de longueur sensiblement égale à la largeur de la paroi 2. Ces éléments en forme de U sont destinés à s'engager fixement contre les rebords 2a de la découpe. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 4, les éléments 9 en forme de U sont engagés sur deux rebords 2a en vis-à-vis de la découpe. Ce nombre n'est pas limitatif, et d'autres éléments peuvent être engagés sur les autres rebords. La fixation de la bouche de ventilation l peut également être réalisée en utilisant un seul élément 9 en forme de U. Le dispositif de fixation selon l'invention peut être utilisé de manière équivalente sur des découpes de section circulaire, les éléments en forme de U étant alors remplacés par des éléments de section en forme de U mais comportant deux branches latérales 9a et 9b et une branche transversale 9c courbes. Les deux branches latérales 9a et 9b sont agencées de part et d'autre de la paroi jusqu'à ce que la branche transversale 9c vienne en butée contre le rebord 2a. Comme représenté sur les figures 2, 3 et 4, ce dispositif est particulièrement adapté pour fixer une bouche de ventilation 1 du type comportant un plénum 3 doté d'un contre-cadre 8 ou, de manière équivalente, de pattes de fixation. Selon un mode préféré de réalisation, la bouche de ventilation 1 est reliée à une unité de traitement d'air. D'autre type de bouches de ventilation comportant seulement un plénum ou une grille de soufflage, peuvent également être fixées. Une des branches latérales 9b de l'élément 9 en U comporte une tige filetée 90 s'étendant perpendiculairement à la paroi 2, dans une direction opposée à cette dernière. Le diamètre externe de la tige filetée 90 est inférieur ou égal au diamètre des perçages 8a réalisés dans le contre-cadre 8. Les perçages 8a, sont avantageusement de forme oblongue de manière à pouvoir ajuster le positionnement du plénum au niveau de la découpe. La tige filetée 90 est avantageusement positionnée à l'extérieur E du local ou de la pièce à chauffer et/ou climatiser pour des raisons esthétiques. Il est évident que si des plénums du type classiques (figure 1) sont utilisés, les éléments 9 en forme de U peuvent être retournés pour maintir le contre-cadre à l'intérieur I du local ou de la pièce. La tige filetée 90 peut être soudée, collée ou fixée de toute autre manière équivalente à la surface externe de la branche latérale 9b. Lorsque les éléments en U sont mis en place au niveau de la découpe, il suffit de positionner les perçages 8a du contre-cadre 8 autour des tiges filetées 90, d'ajuster le positionnement du plénum 3, puis de venir serrer l'ensemble par des écrous de serrage 91 en employant éventuellement des rondelles 93. D'autres moyens équivalents permettant de fixer la bouche de ventilation sur l'élément en U peuvent être utilisés selon la conception du plénum, par exemple en utilisant un système d'accrochage du type avec un contrecadre muni d'éléments mâles s'insérant dans des éléments femelles disposés sur les éléments en forme de U. Ces éléments en forme de U peuvent également être directement rapportés sur le plénum, auquel cas un dispositif permettant d'engager ou de désengager lesdits éléments en forme de U des rebords 2a est prévu, par exemple en maintenant le principe du réglage par trous oblongs. Pour que l'élément 9 en forme de U soit parfaitement maintenu en position contre le rebord 2a, il est avantageux qu'ils soient montés en force. Selon une caractéristique de l'invention, un moyen pour exercer une pression contre la paroi 2 est prévu. Pour parvenir à ce résultat, la distance séparant les deux branches latérales 9a et 9b est, au moins localement, inférieure à l'épaisseur de la paroi 2. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la branche latérale 9a sans tige filetée, comporte à son extrémité libre une lèvre 93 formée par le pliage de ladite extrémité vers l'intérieur de la forme en U. La courbure de la lèvre 93 et/ou l'épaisseur des branches latérales, est telle qu'à ce niveau, la distance entre les deux branches latérales 9a et 9b est inférieure à l'épaisseur de la paroi 2. En se référant à la figure 3, lorsque l'élément 9 en forme de U est engagé contre le rebord 2a, la lèvre 93 s'écrase contre la branche latérale 9a et/ou les branches latérales 9a, 9b se déforment localement pour générer une pression sur la paroi 2 maintenant parfaitement en place l'élément 9 en forme de U. D'autres moyens équivalents permettant de générer une pression peuvent également être utilisés notamment en utilisant une/deux branches latérales ayant au repos une forme non rectiligne convexe vers la paroi, la distance entre les deux branches latérales au niveau du/des points d'inflexion étant inférieure à l'épaisseur de la paroi 2. Le matériau constitutif de l'élément en forme de U doit être adapté pour autoriser ces déformations. Typiquement, on utilise du métal, mais d'autres matériaux, par exemple plastiques, peuvent également être employés. De plus, lors de la mise en place des éléments en forme de U, du fait de la courbure de la lèvre 93, la branche latérale 9a ne comporte pas d'arêtes vives susceptibles de dégrader la paroi 2. Pour éviter ce problème avec la branche latérale 9b comportant la tige filetée 90, l'extrémité libre de cette branche présente une courbure 94 dans une direction opposée à la paroi 2. Cette solution peut être employée pour les deux branches latérales. Lorsque le contre-cadre est fixé sur les éléments 9 en forme de U, les contraintes de pression exercées par le poids de la bouche de ventilation 1 vont s'appliquer au niveau du contact branche latérale 9a/paroi 2. Pour diminuer ces contraintes susceptibles d'arracher localement la paroi 2, la partie de la branche latérale 9a formant zone de pression, présente une surface de contact maximale et avantageusement ladite branche latérale est de longueur sensiblement égale à la longueur du rebord 2a de la découpe sur lequel l'élément 9 en forme de U est engagé. Une autre solution pour diminuer ces contraintes consiste à utiliser un plénum léger en plastique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention représenté sur les figures 2 et 4, le plénum 3 comporte à une extrémité une zone de soufflage 3a rectangulaire. L'autre extrémité est reliée à un système de chauffage et/ou de climatisation, préférentiellement reliée à une unité de traitement de l'air, par un conduit d'introduction d'air traité 3b circulaire. Pour amener l'air chaud/froid depuis le conduit d'air traité 3a jusqu'à la grille de soufflage 4 agencée à l'extrémité du plénum (figures 2 et 4) avec un minimum de pertes de charge et de turbulences, malgré le changement de géométrie, tous les points du cercle situé à l'extrémité interne 30b du conduit d'introduction d'air traité 3b relient tous les points du rectangle situés à l'extrémité interne 30a de la zone de soufflage 3a. En se référant à la figure 4, le plénum 3 est formé de deux parties 301 et 302 obtenues par moulage plastique selon un plan de joint 300 s'étendant dans le sens de la longueur dudit plénum. Ces deux parties 301 et 302 ont des formes en dépouille pour faciliter le moulage. Des moyens d'assemblage 11 des deux parties 301 et 302 sont avantageusement disposés à l'extérieur du plénum 3 (figure 2) mais ces deux parties peuvent également être solidariser par clipsage. La précision du moulage plastique au niveau du plan de joint 300 suffit à assurer l'étanchéité, mais un joint complémentaire peut éventuellement être prévu. Selon le mode préféré de réalisation représenté à la figure 4, le plénum 3 comporte un conduit de reprise 7 séparé de la partie soufflage et disposé au niveau de la découpe, sous la zone de soufflage 3a. Une disposition au-dessus de cette zone peut également être envisagée. Si le plénum 3 ne comporte pas de conduit de reprise 7, les dimensions de la zone de soufflage 3a sent sensiblement égales aux dimensions de la découpe réalisée sur la paroi 2. Dans le cas contraire (figure 4), la hauteur cumulée de la zone de soufflage 3a et du conduit de reprise 7 est sensiblement égale à la hauteur de la découpe. En se référant à la figure 2, le plénum 3 comporte avantageusement un conduit d'introduction d'air neuf 3c amenant le fluide directement au niveau de la zone de soufflage 3a. Ce conduit comporte un rétrécissement 30c le plus près possible de la grille de soufflage 4 de manière à accélérer la vitesse d'éjection du fluide et éviter qu'il soit directement repris en sortie de grille dans le cas où un conduit de reprise 7 est prévu sur la bouche de ventilation 1. En se référant aux figures 2 et 4, la grille de soufflage 4 se positionne de manière classique au niveau la découpe, à l'intérieur I du local ou de la pièce, à l'extrémité de la zone de soufflage 3a et comporte sur sa périphérie un cache 41 permettant de dissimuler esthétiquement les éléments 9 en forme de U. Cette grille de soufflage est préférentiellement dotée de déflecteurs 40 réglables avec un registre motorisé ou manuel, capable d'obturer la zone de soufflage 3a et/ou le conduit de reprise 7 et d'orienter le jet d'air. De manière classique, l'ouverture et/ou la fermeture des déflecteurs 40 peut être régie par un régulateur agencé avec un thermostat placé dans le local ou dans la pièce à chauffer et/ou à climatiser. Pour que l'effet Coanda se réalise avec un minimum de pertes de charge, les déflecteurs 40 sont courbes. - 10 - La présence et le positionnement des divers éléments constitutifs donnent à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. - 11 - REVENDICATIONS 1 . Dispositif pour fixer une bouche de ventilation (1) contre une découpe réalisée sur une paroi (2) d'un local ou d'une pièce à chauffer et/ou à climatiser, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments (9) en forme de U munis de moyens de fixation (90) de ladite bouche de ventilation, lesdits éléments en forme de U étant destinés à se clipper contre les rebords (2a) de ladite découpe. 2 . Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bouche de ventilation (1) est du type comportant un plénum (3) doté d'un contrecadre (8) muni de perçages (8a) se positionnant autour de la découpe (2), les moyens de fixation étant des tiges filetées (90) munies d'écrous de serrage (91) agencées sur une des branches latérales (9b) des éléments (9) en forme de U, lesdites tiges filetées étant destinées à s'engager dans lesdits perçages. 3 . Dispositif selon l'une des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les branches latérales (9a) des éléments (9) en forme de U formant zone de pression sur la paroi (2), ont une longueur sensiblement égale à la longueur des rebords (2a) de la découpe sur lesquels lesdits éléments en forme de U sont engagés. 4 . Dispositif selon l'une des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les éléments (9) en forme de U comportent un moyen pour exercer une pression contre la paroi. 5 . Dispositif selon l'une des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les branches latérales (9a, 9b) des éléments (9) en forme de U ont leurs extrémités libres recourbées dans une direction opposée à la paroi (2). 6 . Dispositif selon l'une des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les éléments (9) en forme de U sont engagés sur des rebords (2a) en vis-à-vis de la découpe. - 12 - 7 . Bouche de ventilation destinée à se fixer contre la découpe d'une paroi d'un local ou d'une pièce à chauffer et/ou à climatiser, comportant un plénum (3) doté d'un contre-cadre (8) fixé autour de ladite découpe par des moyens de fixation, se caractérisant par le fait que lesdits moyens sont des éléments (9) en forme de U selon l'une des revendications 1 à 6. 8 . Bouche de ventilation selon la revendication 7, se caractérisant par le fait que le plénum (3) comporte une zone de soufflage (2a) de section rectangulaire et un conduit d'introduction d'air traité (3b) de section circulaire relié à un système de chauffage et/ou de climatisation, tous les points du cercle situés à l'extrémité interne (30b) dudit conduit d'introduction d'air traité reliant tous les points du rectangle situés à l'extrémité interne (30a) de ladite zone de soufflage. 9 . Bouche de ventilation selon l'une des revendications 7 ou 8, se caractérisant par le fait que le plénum (3) comporte un conduit d'introduction d'air neuf (3c) présentant un rétrécissement (30c) au niveau de la zone de soufflage (2a). 10 . Bouche de ventilation selon l'une des revendications 7 à 9, se caractérisant par le fait que le plénum (3) est formé de deux parties (301, 302) obtenues par moulage plastique selon un plan de joint (300) s'étendant dans le sens de la longueur dudit plénum.