Brevet FR2916521A1 — publié le 20081128

La présente invention concerne un dispositif de diffusion destiné à être monté au plafond d'une pièce d'un bâtiment et à être raccordé à une installation de ventilation du bâtiment pour insuffler de l'air dans ladite pièce. Le dispositif de diffusion constitue l'organe terminal d'une installation de soufflage mécanisé d'une installation de ventilation, permettant notamment le chauffage et/ou la climatisation du bâtiment. De façon connue, un tel dispositif comprend un plénum qui présente, en position montée, un axe sensiblement vertical, le plénum comportant une paroi supérieure, une paroi latérale dans laquelle est ménagé un orifice d'entrée d'air destiné à être raccordé à ladite installation et une paroi inférieure dans laquelle est ménagée une ouverture d'insufflation d'air dans ladite pièce. Il existe deux grandes familles de dispositifs de diffusion. Les diffuseurs à jet plat , d'une part, comprennent généralement, en regard de l'ouverture d'insufflation, une série d'ailettes fixées au plénum et disposées en carrés ou cercles concentriques, provoquant ainsi l'insufflation d'air dans la pièce selon une pluralités de jets plats. Les dispositifs de diffusion de cette première famille permettent d'obtenir un débit d'air important, mais le confort qu'ils procurent peut s'avérer insuffisant du fait d'un faible brassage entre l'air de la pièce et l'air insufflé. Les dispositifs de diffusion à jet hélicoïdal , d'autre part, comprennent généralement des ailettes rotatives disposées en regard de l'ouverture d'insufflation, ce qui permet d'assurer un brassage important entre l'air insufflé et l'air de la pièce, même à des vitesses résiduelles faibles. Ainsi, les dispositifs de diffusion de cette deuxième famille constituent une solution très intéressante pour apporter un confort satisfaisant dans une pièce. Toutefois, ces dispositifs de diffusion ne permettent pas d'insuffler de l'air à des débits importants, du fait de leur structure (présence de petites buses, de petits déflecteurs, etc.). La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en fournissant un dispositif de diffusion qui permette à la fois d'obtenir un confort satisfaisant et des débits d'insufflation importants. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de diffusion du type précité, dans lequel la géométrie du plénum est agencée pour provoquer un mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum depuis l'orifice d'entrée vers l'ouverture d'insufflation, sensiblement autour de l'axe du plénum, le dispositif de diffusion comprenant en outre une plaque fixée en partie inférieure du plénum, en regard de l'ouverture d'insufflation, agencée pour que l'air sorte du dispositif autour de ladite plaque, selon un mouvement rotatif sensiblement centré sur l'axe du plénum. Grâce à l'invention, on obtient une très bonne giration de l'air en sortie du dispositif de diffusion, provoquant un important brassage et en conséquence une efficacité et un confort accrus. L'invention prévoit de mettre l'air en rotation à l'intérieur même du plénum, par la géométrie particulière de celui-ci, en amont de l'ouverture de diffusion, et d'assurer que l'air soit toujours en rotation suffisante lorsqu'il est diffusé dans la pièce, grâce à la plaque. Cette mise en rotation n'étant pas obtenue par des petites buses ou des ailettes, comme dans les dispositifs de diffusion à jet hélicoïdal de l'art antérieur, il est possible d'obtenir des débits d'air insufflé importants, comparables à ceux obtenus avec des dispositifs de diffusion à jet plat. Selon un premier mode de réalisation, le plénum possède une forme sensiblement parallélépipédique et l'orifice d'entrée est ménagé dans l'une des quatre faces de la paroi latérale de façon décalée par rapport à la médiane verticale de ladite face. C'est donc la position décentrée du piquage qui permet ici la mise en rotation de l'air dans le plénum. Selon un deuxième mode de réalisation, le plénum possède sensiblement une forme de volute. Dans ce cas, la mise en rotation de l'air est obtenue par la forme de la paroi latérale du plénum, similaire à la volute d'une turbine. Avantageusement, le dispositif de diffusion peut comprendre des 25 moyens disposés à l'intérieur du plénum pour favoriser le mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum. Ces moyens peuvent être disposés contre la paroi latérale du plénum. Dans le cas d'un plénum parallélépipédique, on peut ainsi modifier la géométrie de l'espace intérieur pour que celle-ci se rapproche d'une forme 30 arrondie, limitant ainsi les tourbillons d'air localisés dans les angles du plénum. Il peut s'agir par exemple d'éléments en forme de dièdres placés dans les angles entre les faces de la paroi latérale du plénum parallélépipédique, à l'exception de l'angle voisin de l'orifice d'entrée. En variante, ces moyens peuvent présenter la forme de la paroi latérale d'une volute débouchant dans 35 l'orifice d'entrée. De façon alternative ou additionnelle, ces moyens favorisant le mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum peuvent être disposés sensiblement selon l'axe du plénum, au centre de ce dernier. Ces moyens, placés dans une zone inactive au plan aéraulique (où l'air possède une très faible vitesse) facilitent alors une mise en vitesse périphérique de l'air dans le plénum. Quelle que soit leur disposition, lesdits moyens peuvent comprendre un matériau acoustiquement absorbant, qui leur permet en outre de limiter le bruit généré, notamment le bruit causé par la centrale de traitement d'air et se propageant dans les conduits. Selon une réalisation possible, la plaque comporte un orifice sensiblement centré sur l'axe du plénum, permettant, en fonctionnement, le passage ascendant d'air depuis la pièce vers l'intérieur du plénum sous l'effet de l'aspiration créée par le mouvement tourbillonnant de l'air à l'intérieur du plénum. Cette disposition permet d'augmenter de façon importante le taux d'induction fourni par le dispositif de diffusion, et donc le confort d'une personne située dans la pièce équipée de ce dispositif. Le phénomène d'induction correspond à l'entraînement d'une portion de l'air de la pièce par le mouvement de l'air dans le plénum. La plaque peut être située sensiblement dans le même plan que le bord inférieur du plénum et présenter des dimensions inférieures à celles de l'ouverture d'insufflation. En variante, la plaque est située à distance du bord inférieur du plénum. Elle peut alors être située au-dessous dudit bord et présenter des dimensions supérieures à celles de l'ouverture d'insufflation, ou être située au-dessus dudit bord et présenter des dimensions inférieures à celles de l'ouverture d'insufflation. On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées : La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de diffusion selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ; La figure 3 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne AA de la figure 2 ; Les figures 4 et 5 représentent un premier mode de réalisation du plénum du dispositif de la figure 1, respectivement en vue de dessous et en perspective ; Les figures 6 et 7 représentent un deuxième mode de réalisation 5 du plénum du dispositif de la figure 1, respectivement en vue de dessous et en perspective ; Les figures 8 et 9 représentent un troisième mode de réalisation du plénum du dispositif de la figure 1, respectivement en vue de dessous et en perspective ; 10 Les figures 10 à 12 représentent un dispositif de diffusion selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective, en vue latérale et en vue de dessus ; La figure 13 est une vue en perspective du plénum du dispositif de diffusion de la figure 10 ; 15 La figure 14 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne BB de la figure 11 ; La figure 15 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne CC de la figure 11, montrant le trajet de l'air ; La figure 16 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne DD 20 de la figure 12, selon une variante de réalisation ; Les figures 17 et 18 représentent un dispositif de diffusion selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective, et en vue de dessus ; Les figures 19 et 20 sont des vues en coupe du dispositif selon la 25 ligne EE de la figure 18, selon deux variantes de réalisation ; La figure 21 est une vue latérale d'un dispositif de diffusion selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ; et La figure 22 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne FF de la figure 21, montrant le trajet de l'air. 30 Comme illustré sur les figures, l'invention concerne un dispositif de diffusion 1 comprenant un plénum 2 présentant un axe 3 et comportant une paroi supérieure 4, une paroi latérale 5 et une paroi inférieure 6. Le dispositif de diffusion est décrit dans la position qu'il occupe lorsqu'il est monté au plafond ou au faux-plafond d'une pièce d'un bâtiment, 35 l'axe 3 étant alors sensiblement vertical. Un orifice 7 d'entrée d'air est ménagé dans la paroi latérale 5 du plénum 2. L'orifice 7, qui présente un axe 8 sensiblement horizontal, est destiné à être raccordé à un conduit d'une installation de ventilation du bâtiment. En outre, une ouverture 9 d'insufflation d'air est ménagée dans la paroi inférieure 6 du plénum 2. Cette ouverture 9 est sensiblement centrée sur l'axe 3 du plénum 2. Ainsi, en fonctionnement, de l'air peut être introduit dans le plénum 2 par l'orifice 7 puis être diffusé vers la pièce équipée du dispositif de diffusion 1 par l'ouverture 9. En outre, le dispositif de diffusion 1 comprend une plaque 10 fixée 10 en partie inférieure du plénum 2, en regard de l'ouverture 9 d'insufflation, en ménageant en sortie du plénum 2 un passage périphérique pour l'air diffusé. Différents modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits. Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1 à 9, 15 le plénum 2 comprend une partie principale sensiblement parallélépipédique, dont la paroi latérale 5 forme quatre faces rectangulaires verticales identiques. Le plénum 2 comprend également un prolongement 11 en forme de section de pyramide à base carrée s'évasant vers le bas. L'ouverture 9 est donc ici sensiblement carrée. 20 La plaque 10 est pleine. Elle présente un contour sensiblement carré dont les côtés sont parallèles aux faces de la paroi latérale 5, et peut posséder une forme légèrement bombée vers l'intérieur du plénum 2. La plaque 10 est fixée par tout moyen approprié au plénum 2, de façon centrée sur l'axe 3, et est située globalement dans le même plan que le bord inférieur 25 du prolongement 11. Comme illustré sur la figure 3, la longueur d'un côté de la plaque 10 est comprise entre la longueur d'une face de la paroi latérale 5 et la longueur d'un côté du bord inférieur du prolongement 11. L'orifice 7 d'entrée d'air est situé sur une face de la paroi latérale 5, en partie haute du plénum 2, et de façon décentrée, c'est-à-dire que l'axe 8 de 30 cet orifice 7 ne coupe pas l'axe 3 du plénum. Dans la réalisation représentée, l'orifice 7 est circulaire et décalé le plus possible vers un côté vertical de la face de la paroi latérale 5 dans laquelle il est ménagé. Ce plénum 2 est plus spécifiquement représenté sur les figures 4 et 5. Grâce à ce décalage de l'orifice 7, l'air entrant dans le plénum 2 35 subit un mouvement tourbillonnant autour de l'axe 3 et descendant vers la plaque 10. L'air passe donc en tournant dans le prolongement 11 puis est diffusé dans la pièce, toujours en tournant, en passant autour de la plaque 10. Ce mouvement de giration de l'air est obtenu par le décentrage de l'orifice 7 d'entrée d'air, malgré la section rectangulaire (ici carrée) du plénum 2. Afin d'améliorer cette giration, l'invention prévoit de disposer à l'intérieur du plénum 2 des moyens permettant de rendre la section intérieure du plénum 2 plus proche d'un cercle. Ainsi, comme illustré sur les figures 6 et 7, on peut disposer des dièdres 12 dans chacun des angles de la face latérale 5 de la portion principale du plénum 2, à l'exception de l'angle le plus proche de l'orifice 7. L'air entrant par l'orifice 7 peut de ce fait plus facilement tourner autour de l'axe 3, et les pertes de rendement découlant de l'apparition de tourbillons dans les angles du plénum 2 sont considérablement réduites. En variante, on peut disposer à l'intérieur du plénum 2 une paroi 15 courbe 13 créant une forme de volute connectée à l'orifice 7. Les dièdres 12 et la paroi courbe 13 peuvent être réalisés en tout matériau suffisamment rigide pour permettre de canaliser l'air dans le plénum 2. Ils peuvent notamment être réalisés en un matériau acoustiquement absorbant, comme une mousse, pour remplir de plus une fonction d'isolation 20 phonique. On se rapporte à présent aux figures 10 à 16 qui représentent un deuxième mode de réalisation, dans lequel le plénum 2 présente une partie principale en forme de volute. La paroi supérieure 4 est plane et horizontale, tandis que la paroi latérale 5 comprend une partie sensiblement plane 14 et 25 une partie courbe 15. L'orifice 7 d'entrée d'air est ménagé dans la partie plane 14, l'axe 8 de l'orifice 7 étant décalé par rapport à l'axe 3 vertical du plénum 2, de façon similaire à la volute d'une turbine. La paroi inférieure 6 du plénum 2 peut être constituée d'une plaque carrée centrée sur l'axe 3 et de dimensions supérieures à celles de la portion 30 en volute du plénum 2, comme cela est notamment visible sur les figures 10 à 12 et 14. L'ouverture 9 d'insufflation est ici circulaire, ménagée au centre de la paroi inférieure 6, et de diamètre inférieur aux dimensions de la partie en volute vue dans un plan horizontal. La plaque 10 présente ici la forme d'un disque plein de diamètre inférieur au diamètre de l'ouverture 9, et cette plaque 10 est 35 fixée au plénum 2 de façon centrée sur l'axe 3, au-dessus du plan de la paroi inférieure 6, c'est-à-dire un peu à l'intérieur de la portion en volute du plénum 2, ou sensiblement dans le plan de la paroi inférieure 6. La giration de l'air à l'intérieur du plénum 2 est obtenue par la forme en volute, incluant le décalage de l'orifice 7 d'entrée d'air par rapport à l'axe 3. L'air entrant dans le plénum 2 par l'orifice 7 subit un mouvement de giration descendant autour de l'axe 3 et sort du plénum 2 par la zone non obturée de l'ouverture d'insufflation 9, formée ici d'une couronne à la périphérie de la plaque 10 (voir figures 14 et 15). II est possible de disposer à l'intérieur du plénum un élément conique 16 convergeant vers le haut, centré sur l'axe 3, afin d'améliorer le mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum 2, autour de l'axe 3. En outre, cet élément conique 16 peut être réalisé en un matériau acoustiquement absorbant (par exemple une mousse) pour diminuer les bruits générés par le dispositif de diffusion. Un troisième mode de réalisation de l'invention est illustré sur les figures 17 à 20. Ce troisième mode de réalisation est similaire au deuxième à l'exception de la disposition de la plaque 10. Cette plaque 10, en forme de disque, est ici disposée à distance de la paroi inférieure 6 du plénum 2, au- dessous de celle-ci, et possède un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 9 d'insufflation (voir notamment la figure 19). Comme décrit précédemment, le dispositif de diffusion 1 peut être pourvu d'un élément conique 16, fixé sur la plaque 10 de façon centrée par rapport à l'axe 3, convergeant vers le haut. Cet élément favorise la giration de l'air et permet également de limiter les bruits générés s'il est réalisé en un matériau acoustiquement absorbant comme une mousse. Enfin, on se rapporte aux figures 21 et 22 qui illustrent un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le plénum 2 peut être parallélépipédique ou former une volute. La plaque 10 comporte un orifice 17 sensiblement centré sur l'axe 3 du plénum 2, et entouré d'un conduit 18 cylindrique faisant saillie de la plaque 10 vers le haut, sur une hauteur suffisante pour pénétrer légèrement à l'intérieur du plénum 2, en dépassant le plan de l'ouverture 9 d'insufflation (figure 22). Grâce à cette disposition, la dépression existant en fonctionnement au voisinage de l'axe 3, à l'intérieur du tourbillon formé par l'air dans le plénum 2, provoque l'aspiration d'air depuis la pièce équipé du dispositif de diffusion 1. Ainsi, il se produit à l'intérieur du plénum 2 un mélange de l'air provenant de l'installation de ventilation, ayant pénétré par l'orifice 7 d'entrée, et de l'air provenant de la pièce, ayant pénétré par l'ouverture 9. Le mélange provoqué par ce phénomène d'induction conduit à une diminution de l'écart de température entre l'air insufflé dans la pièce par le dispositif de diffusion 1 et l'air initialement présent dans la pièce, qu'il s'agisse d'une installation de chauffage ou de climatisation. Il s'ensuit un des performances de ventilation et un confort accrus. Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure, en fournissant un dispositif de diffusion qui présente une grande qualité de diffusion d'air, accompagnée d'un taux d'induction important, tout en permettant la diffusion d'air à des débits importants. Parmi les autres avantages de l'invention, on peut citer le confort acoustique, l'esthétique et la simplicité de mise en oeuvre. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de diffusion destiné à être monté au plafond d'une pièce d'un bâtiment et à être raccordé à une installation de ventilation du bâtiment pour insuffler de l'air dans ladite pièce, le dispositif comprenant un plénum (2) qui présente, en position montée, un axe (3) sensiblement vertical, le plénum (2) comportant une paroi supérieure (4), une paroi latérale (5) dans laquelle est ménagé un orifice (7) d'entrée d'air destiné à être raccordé à ladite installation et une paroi inférieure (6) dans laquelle est ménagée une ouverture (9) d'insufflation d'air dans ladite pièce, caractérisé en ce que la géométrie du plénum (2) est agencée pour provoquer un mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum (2) depuis l'orifice d'entrée (7) vers l'ouverture (9) d'insufflation, sensiblement autour de l'axe (3) du plénum (2), et en ce que le dispositif de diffusion (1) comprend en outre une plaque (10) fixée en partie inférieure du plénum (2), en regard de l'ouverture (9) d'insufflation, agencée pour que l'air sorte du dispositif (1) autour de ladite plaque (10), selon un mouvement rotatif sensiblement centré sur l'axe (3) du plénum (2). 2. Dispositif de diffusion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plénum (2) possède une forme sensiblement parallélépipédique et en ce que l'orifice (7) d'entrée est ménagé dans l'une des quatre faces de la paroi latérale (5) de façon décalée par rapport à la médiane verticale de ladite face. 3. Dispositif de diffusion selon la revendication 1, caractérisé en 25 ce que le plénum (2) possède sensiblement une forme de volute. 4. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12, 13, 16) disposés à l'intérieur du plénum (2) pour favoriser le mouvement tourbillonnant de l'air dans le 30 plénum (2). 5. Dispositif de diffusion selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (12, 13) sont disposés contre la paroi latérale (5) du plénum (2). 35 6. Dispositif de diffusion selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent des éléments en forme de dièdres (12) placés dans les angles entre les faces de la paroi latérale (5) à l'exception de l'angle voisin de l'orifice (7) d'entrée. 7. Dispositif de diffusion selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (13) présentent la forme de la paroi latérale d'une volute débouchant dans l'orifice (7) d'entrée. 10 8. Dispositif de diffusion selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (16) sont disposés sensiblement selon l'axe (3) du plénum (2), au centre de ce dernier. 9. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 4 à 8, 15 caractérisé en ce que lesdits moyens (12, 13, 16) comprennent un matériau acoustiquement absorbant. 10. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la plaque (10) comporte un orifice (17) sensiblement 20 centré sur l'axe (3) du plénum (2), permettant, en fonctionnement, le passage ascendant d'air depuis la pièce vers l'intérieur du plénum (2) sous l'effet de l'aspiration créée par le mouvement tourbillonnant de l'air à l'intérieur du plénum (2). 25 11. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la plaque (10) est située sensiblement dans le même plan que le bord inférieur du plénum (2) et présente des dimensions inférieures à celles de l'ouverture (9) d'insufflation. 30 12. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la plaque (10) est située à distance du bord inférieur du plénum (2) au-dessous, respectivement au-dessus, dudit bord, et en ce que la plaque (10) présente des dimensions supérieures, respectivement inférieures, à celles de l'ouverture (9) d'insufflation.5