Brevet FR3033501A1 — publié le 20160916

Domaine technique La présente invention concerne le domaine des ventilateurs pour la lutte contre l'incendie. Technique antérieure De manière générale lors d'un incendie dans un bâtiment, la procédure d'intervention des sapeurs pompiers consiste dans un premier temps à créer un accès au bâtiment, par exemple en ouvrant une porte, puis à former un trou d'évacuation des fumées vers l'extérieur, par exemple en cassant une vitre d'une fenêtre. Un ventilateur pour la lutte contre l'incendie est placé à l'extérieur du bâtiment de sorte à envoyer un jet d'air par la porte pour pousser les fumées brulantes vers l'extérieur du bâtiment, ici par le trou d'évacuation formé dans la fenêtre. Cette procédure a pour but premier d'éviter le phénomène d'embrasement général ("flash-over") qui se produit lorsque les fumées à 800°C s'enflamment brutalement. Le deuxième intérêt de la procédure est d'accroître la visibilité dans le bâtiment afin de faciliter et accélérer l'intervention des sapeurs pompiers. Généralement, ce type de ventilateur, tel que le ventilateur 1 représenté sur les figures la et lb, comprend une hélice 2 et une enveloppe tubulaire 3 pour canaliser et guider axialement le flux d'air de forme tronconique produit par celle-ci. Un tel ventilateur est décrit dans le brevet FR2890569. Le ventilateur 1 peut comprendre également des déflecteurs redresseurs de jet 4 visibles sur les figures la et lb capables de redresser l'air produit par l'hélice 3033501 2 2 et de le concentrer en direction de la porte d'accès 6 d'un bâtiment enfumé, comme visible sur les figures 2a et 2b. Le but de l'invention est de proposer un ventilateur 5 pour la lutte contre l'incendie dont les performances sont augmentées pour évacuer plus rapidement les fumées chaudes du bâtiment tout en laissant un large espace devant le bâtiment enflammé afin de faciliter et accélérer l'intervention des sapeurs pompiers. 10 A cet effet, l'invention a pour objet un ventilateur pour la lutte contre l'incendie comprenant une hélice montée coaxiale dans une enveloppe tubulaire pour produire un jet d'air axial, caractérisé en ce qu'un dispositif de guidage de flux d'air est prévu dans 15 l'enveloppe pour obtenir un jet d'air concentré à section sensiblement ovalisée. Le jet d'air à section ovalisée 8 représenté sur les figures 3a et 3b a pour but de toucher l'ensemble de la surface de la porte 6 (qui est plutôt rectangulaire) avec 20 un jet d'air suffisamment puissant pour évacuer les fumées. En effet, on comprend qu'un ventilateur conventionnel, tel que le ventilateur 1 visible sur les figures 2a et 2b, laisse des espaces libres 7 de la 25 surface de la porte non soumises au jet d'air. En pratique, les sapeurs pompiers orientent le jet d'air tronconique produit par le ventilateur 1 vers le haut, le centre ou le bas de la porte selon les besoins. La différence de pression de l'air entre l'intérieur et 30 l'extérieur du bâtiment peut provoquer un refoulement par ces espaces libres d'une partie du jet d'air. Il arrive alors que des fumées chaudes s'échappent par ces espaces 3033501 3 libres et elles peuvent atteindre les pieds ou la tête des sapeurs pompiers. La forme ovalisée du jet d'air selon l'invention permet donc de couvrir l'ensemble de la surface de la 5 porte ce qui permet d'éviter les phénomènes de refoulement du jet d'air produit par le ventilateur. Ainsi, on obtient une meilleure expulsion des fumées du bâtiment et dans un temps plus rapide grâce à des performances plus importantes du ventilateur. 10 Le ventilateur selon l'invention peut présenter les particularités suivantes : - le dispositif de guidage comprend un ensemble de déflecteurs pour produire une veine d'air déviée par rapport au jet d'air axial de sorte que le jet d'air à 15 section ovalisée est une combinaison du jet d'air axial et de la veine d'air déviée ; - l'ensemble de déflecteurs comprend au moins un déflecteur droit de flux d'air et au moins un déflecteur inverseur de sens de flux d'air ; 20 - le déflecteur droit et le déflecteur inverseur de sens sont espacés angulairement l'un par rapport à l'autre d'un angle compris entre 90° et 180°, de préférence 130°, le déflecteur droit étant en amont du déflecteur inverseur de sens dans le sens de rotation de l'hélice ; 25 - le déflecteur droit s'étend verticalement dans l'enveloppe ; - le déflecteur inverseur de sens a une section transversale en forme de V ou de C ; - le déflecteur inverseur de sens comprend une rampe de 30 réception du flux d'air inclinée par rapport à l'axe de l'hélice ; 3033501 4 - le déflecteur droit et le déflecteur inverseur de sens du flux d'air ont une forme d'aube et s'étendent radialement entre l'axe de rotation de l'hélice et l'enveloppe tubulaire. 5 Avec cet agencement, le ventilateur selon l'invention permet de produire un jet d'air asymétrique par rapport à l'axe de rotation de l'hélice. Des déflecteurs conventionnels redresseurs de jet peuvent être prévus pour redresser et concentrer le flux d'air qui sert à 10 produire le jet d'air axial tronconique. Ces déflecteurs redresseurs de jet présentent de préférence une section transversale en arc de cercle laquelle est bien adaptée pour une hélice axiale, c'est-à-dire dont l'axe de rotation est colinéaire au flux d'air. L'orientation des 15 déflecteurs redresseurs de jet peut être réglée pour modifier et/ou optimiser le flux d'air. Dans un autre mode de réalisation particulier du ventilateur selon l'invention, le dispositif de guidage du flux d'air comprend des tubes concentriques coaxiaux à 20 l'axe de rotation de l'hélice et les déflecteurs droits et inverseur de sens sont disposés entre les tubes concentriques pour former ensembles une grille de protection à la sortie de l'enveloppe du ventilateur et pour améliorer la production du jet d'air ovalisé. La 25 grille de protection peut être montée amovible sur l'enveloppe du ventilateur ou peut être prévue interchangeable afin de modifier la taille de la section ovalisée du jet d'air. La fixation de la grille sur l'enveloppe tubulaire du ventilateur peut être un système 30 de crantage par exemple dans l'enveloppe tubulaire. Le ventilateur selon l'invention est décrit plus en détail ci-après et illustré par les dessins. Cette 3033501 5 description n'est donnée qu'à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif de l'invention. Description sommaire des dessins 5 La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : 10 La figure la illustre de façon schématique un ventilateur conventionnel pour la lutte contre l'incendie avec une hélice, une enveloppe tubulaire et des déflecteurs redresseurs de jet d'air ; La figure lb illustre de façon schématique en section 15 le ventilateur de la figure la ; Les figures 2a et 2b illustrent schématiquement un jet d'air de forme tronconique produit par le ventilateur de la figure la devant une porte d'accès d'un bâtiment ; Les figures 3a et 3b illustrent schématiquement un 20 jet d'air ovalisé produit par un ventilateur selon l'invention ; La figure 4 illustre schématiquement en perspective des déflecteurs droits et des déflecteurs à inverseur de sens dans un ventilateur selon l'invention ; 25 Les figures 5a à 5c illustrent schématiquement le positionnement des déflecteurs droit et inverseur de sens dans l'enveloppe tubulaire du ventilateur selon l'invention ; La figure 6 illustre schématiquement en section le 30 déflecteur droit avec l'hélice du ventilateur selon l'invention ; 3033501 6 Les figures 7a et 7b illustrent schématiquement le déflecteur à inverseur de sens de flux d'air avec l'hélice du ventilateur selon deux variantes de réalisation de l'invention ; 5 La figure 8 illustre schématiquement le déflecteur droit et le déflecteur inverseur de sens qui forment des fils à section dans des tubes concentriques. Description des modes de réalisation 10 Les figures 1, 2a-2b et 3a-3b ont déjà été présentées en introduction. La figure 4 illustre le premier mode de réalisation du ventilateur 1 selon l'invention. Pour des raisons de clarté le ventilateur est ici représenté de façon 15 simplifiée avec une hélice 2, un dispositif de guidage 9 installé en aval de l'hélice et une enveloppe tubulaire 3 représentée ici uniquement autour du dispositif de guidage 9. On comprendra que l'enveloppe tubulaire 3 se prolonge 20 en amont du dispositif de guidage 9 autour de l'hélice 2 voir même en aval de celui-ci. Le ventilateur est ici conçu pour produire un jet d'air à section ovalisée selon la direction D. Comme visible sur la figure 4, l'hélice tourne autour 25 d'un moyeu central cylindrique 11 d'axe 10 à la périphérie duquel sont réparties régulièrement une pluralité de pales 12 s'étendant de façon radiale par rapport à l'axe 10. L'enveloppe tubulaire 3 est ici globalement 30 cylindrique et est montée de façon coaxiale à l'axe 10. Cette enveloppe tubulaire 3 permet de guider et de limiter les pertes de l'air tourbillonnant produit par 3033501 7 l'hélice 2. Sans restreindre la portée de l'invention, l'enveloppe tubulaire 3 peut être cylindrique, tronconique ou même une association des deux. Le dispositif de guidage 9 du flux d'air du 5 ventilateur comprend un premier déflecteur ici des déflecteurs redresseurs de jet 4 de type conventionnel disposés dans une grille qui ferme l'enveloppe tubulaire 3, comme visible sur les figures lb, 5a à 5c. Ces redresseurs 4 se présentent ici sous la forme d'aubes qui 10 s'étendent radialement à partir d'un disque central 14 pour concentrer le jet d'air axial de forme tronconique à section circulaire produit par l'hélice. Le diamètre du disque 14 est ici sensiblement égal à celui du moyeu central de l'hélice, comme visible sur la figure 4. 15 La capacité des déflecteurs redresseurs de jet 4 à concentrer l'air vient du fait qu'ils présentent une section inclinée sur toute leur longueur, visible sur la figure lb. Le dispositif de guidage 9 selon l'invention comprend 20 en outre un autre ensemble 15 de déflecteurs conçu pour produire une veine d'air déviée par rapport au jet d'air à section circulaire produit par les déflecteurs redresseurs de jet 4. On comprendra par veine d'air déviée, une partie du 25 flux d'air produit par l'hélice qui est désaxée par rapport à l'axe de l'hélice et ce indépendamment du jet d'air axial. Selon le profil et le placement de l'ensemble 15 de déflecteurs, la déviation de la veine d'air présentera un 30 angle plus ou moins important d'inclinaison par rapport à l'axe de l'hélice. 3033501 8 La résultante par combinaison du jet d'air axial et de la veine d'air déviée est un jet d'air à section globalement ovalisée et asymétrique par rapport à l'axe 10 de l'hélice. 5 Cette combinaison est effectuée ici par superposition du jet d'air axial et de la veine d'air déviée à la manière d'un chevauchement plus ou moins important. Sans restreindre la portée de l'invention, la combinaison peut également s'effectuer par juxtaposition du jet d'air 10 axial et de la veine d'air déviée, voir même être légèrement espacés l'un de l'autre du moment qu'un effet globalement ovalisé du jet d'air est obtenu. Pour réaliser la déviation de la veine d'air, l'ensemble 15 de déflecteurs comprend ici un déflecteur 15 droit 16 et un déflecteur à inverseur de sens 17 illustrés sur les figures 4, 5a à 5c. Le déflecteur droit 16 et le déflecteur inverseur de sens 17 sont chacun conçus pour diriger le flux d'air dans une partie commune de l'enveloppe 3 du ventilateur. Plus particulièrement le 20 déflecteur droit 16 dirige une partie du flux d'air dans le sens de rotation R de l'hélice 2 et le déflecteur inverseur de sens 17 dirige cette partie du flux d'air dans le sens contraire. Les flux d'air produits entrent en conflit dans la partie commune de l'enveloppe 3 et 25 fusionnent pour produire la veine d'air déviée. Pour une efficacité optimale, le déflecteur inverseur de sens 17 est ici espacé angulairement du déflecteur droit 16 par rapport au disque central 14 selon un angle A compris entre 90° et 180° et le déflecteur droit est en 30 amont du déflecteur inverseur de sens dans le sens de rotation de l'hélice, illustré sur les figures 5a à Sc. 3033501 9 Un écart angulaire supérieur à 180° ou inférieur à 90° permet tout de même de produire une veine d'air déviée mais d'une puissance diminuée. On a trouvé qu'un écart angulaire de 130° représente l'écart optimal pour 5 produire une veine d'air déviée d'une puissance se rapprochant de la puissance du jet d'air axial. On comprendra donc que l'écart angulaire entre les déflecteurs droit 16 et inverseur de sens 17 dans l'enveloppe tubulaire 3 pourra être prévu réglable afin 10 de modifier la déviation de la veine d'air et sa puissance. Pour combiner la veine d'air déviée et le jet d'air axial, le déflecteur droit 16 est positionné verticalement dans l'enveloppe tubulaire, ici à la 15 verticale du disque central 14. Pour avoir la veine d'air au dessus du jet d'air axial, on place le déflecteur droit 16 à la verticale au dessus du disque 14 comme représenté sur la figure 5a. En revanche pour avoir la veine d'air déviée en dessous du 20 jet d'air axial produit, on place le déflecteur droit 16 verticalement en dessous du disque central 14, comme représenté sur la figure 5b. Sans restreindre la portée de l'invention plusieurs déflecteurs droits 16 et déflecteurs à inverseurs de sens 25 17 peuvent être prévus dans l'enveloppe tubulaire en respectant l'écartement angulaire compris entre 90° et 180°, comme cela est représenté sur les figures 4 et 5c. Selon une premier mode de réalisation, les déflecteurs droit 16 et inverseur de sens 17 se 30 présentent chacun sous la forme d'une aube qui s'étend radialement du disque central 14 jusqu'à l'enveloppe tubulaire 3. Ces déflecteurs 16 et 17 ont une forme 3033501 10 globalement rectangulaire dont les bords dans la largeur sont en contact avec le disque central 14 et l'enveloppe tubulaire 3, comme visible sur la figure 4. Le déflecteur droit 16 se présente ici sous la forme 5 d'une plaque inclinée dans la longueur et dans le sens de rotation R de l'hélice, comme visible sur les figures 4 et 6, pour guider l'air selon la direction D2. L'inclinaison du déflecteur droit 16 peut également être modifiée en fonction de l'inclinaison des pales de 10 manières à limiter les pertes de flux d'air produit par l'hélice 2. Dans ce mode de réalisation le déflecteur à inverseur de sens 17 a une section transversale en forme de V ou de C. Le déflecteur inverseur de sens est une sorte de 15 gouttière inclinée dans le sens inverse de rotation de l'hélice, comme visible sur les figures 4, 7a et 7b. Une partie de la gouttière se présente sous la forme d'une rampe de guidage 18 pour guider l'air produit par l'hélice selon une direction D3, comme visible sur les 20 figures 4, 7a et 7b. On comprendra que l'inclinaison du déflecteur droit 16 et de la rampe de guidage 18 permet de définir l'emplacement de la partie de l'enveloppe 3 dans laquelle a lieu le conflit du jet d'air avec la veine d'air. 25 Selon une variante de réalisation, la gouttière du déflecteur inverseur de sens 17 comprend une rampe de réception 19 placée en amont de la rampe de guidage 18 par rapport à l'hélice 2, pour réceptionner le flux d'air produit par l'hélice du ventilateur, comme visible sur la 30 figure 7b. On comprend qu'avec un tel agencement selon l'invention, le flux d'air créé par la rotation de 3033501 11 l'hélice est d'abord reçu sur la rampe de réception 19 pour ensuite se diriger vers la rampe de guidage 18. Selon une autre variante de ce première mode de réalisation de l'invention, le ventilateur comprend des 5 tubes concentriques 20 juxtaposés et coaxiaux à l'axe 11 de l'hélice et disposés fixes dans l'enveloppe 3, comme visible sur les figures 5a à 5c. Les tubes concentriques s'étendent ici axialement par rapport à l'axe A de rotation de l'hélice 2. Les aubes des déflecteurs 10 redresseurs de jet 4 ainsi que les déflecteurs droit 16 et inverseur de sens 17 s'étendent à travers les tubes concentriques comme cela est représenté sur les figures 5a à 5c du disque 14 à l'enveloppe tubulaire 3. Ces tubes concentriques améliorent ainsi les performances du 15 ventilateur 1 lorsqu'ils sont couplés avec le dispositif de guidage 9. Selon un second mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 8, les déflecteurs droits 16 et inverseurs de sens 17 forment des « fils à section » avec 20 les tubes concentriques 20, comme représenté sur la figure 8. Par fil à section on comprendra que seulement deux tubes concentriques 20 adjacents peuvent être reliés l'un à l'autre par un déflecteur droit et un déflecteur inverseur de sens. 25 Les déflecteurs droit 16 et inverseurs de sens 17 qui forment les fils à section conservent leur forme et fonction mais de manière à produire une veine d'air déviée ciblée et restreinte pour optimiser les rendements du ventilateur 1. 30 Dans ce second mode de réalisation les écarts angulaires A entre le déflecteur droit 16 et le 3033501 12 déflecteur à inverseur de sens 17 sont également compris entre 90° et 180°. Selon les besoins, plusieurs fils à section peuvent être placés proches de l'enveloppe tubulaire 3, proches 5 du disque central 14 ou bien répartis aléatoirement entre les tubes concentriques 20. Selon une variante de réalisation selon l'invention, le ventilateur 1 comprend à la fois un ensemble 15 de déflecteurs sous la forme de « fil à section » et sous la 10 forme d'aubes qui s'étendent du disque 14 à l'enveloppe tubulaire 3. De par leur disposition, on comprendra que le premier déflecteur 4, l'ensemble 15 de déflecteurs et les tubes concentriques 20 forment une grille de protection. La 15 grille de protection peut être montée amovible sur l'enveloppe du ventilateur ou peut être prévue interchangeable afin de modifier la taille de la section ovalisée du jet d'air. La fixation de la grille sur l'enveloppe tubulaire du ventilateur peut être un système 20 de crantage par exemple dans l'enveloppe tubulaire. Avec le ventilateur selon l'invention, on obtient avantageusement un flux d'air concentré qui présente une forme globalement ovalisé qui répond aux contraintes posés par les ventilateurs conventionnels. 25 REVENDICATIONS1. Ventilateur (1) pour la lutte contre l'incendie comprenant une hélice (2) montée coaxiale dans une enveloppe tubulaire (3) pour produire un jet d'air axial, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de guidage (9) de flux d'air prévu dans l'enveloppe (3) pour obtenir un jet d'air concentré à section sensiblement ovalisée. 2. Ventilateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de guidage (9) comprend un ensemble (15) de déflecteurs pour produire une veine d'air déviée par rapport au jet d'air axial de sorte que le jet d'air à section ovalisée est une combinaison du jet d'air axial et de la veine d'air déviée. 3. Ventilateur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit ensemble (15) de déflecteurs comprend au moins un déflecteur droit (16) de flux d'air et au moins 20 un déflecteur inverseur de sens (17) de flux d'air . 4. Ventilateur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit déflecteur droit (16) et ledit déflecteur inverseur de sens (17) sont espacés angulairement l'un 25 par rapport à l'autre d'un angle compris entre 900 et 180°, ledit déflecteur droit (16) étant en amont dudit déflecteur inverseur de sens (17) dans le sens de rotation de l'hélice (2). 30 5. Ventilateur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit déflecteur droit (16) et ledit déflecteur 3033501 14 inverseur de sens (17) sont espacés angulairement l'un par rapport à l'autre d'un angle d'environ 130°. 6. Ventilateur (1) selon l'une des revendications 3 à 5, 5 caractérisé en ce que ledit déflecteur inverseur de sens (17) a une section transversale en forme de V ou de C. 7. Ventilateur (1) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ledit déflecteur droit (16) et 10 ledit déflecteur inverseur de sens (17) du flux d'air ont une forme d'aube et s'étendent radialement entre l'axe (A) de rotation de l'hélice (2) et l'enveloppe tubulaire (3) . 15 8. Ventilateur (1) selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de guidage (9) comprend en outre des tubes concentriques (20) coaxiaux qui s'étendent axialement par rapport à l'axe (A) de rotation de ladite hélice (2) entre lesquels sont disposés ledit premier déflecteur (4) et ledit ensemble (15) de déflecteurs. 9. Ventilateur (1) selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit déflecteur droit (16) s'étend 25 verticalement dans ladite enveloppe (3). 10. Ventilateur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit ensemble (15) de déflecteurs et lesdits tubes concentriques (20) forment une grille de protection 30 en aval de ladite hélice (2) par rapport au sens de la direction du flux d'air.