CA2291587A1 - Dispositif de compression d'un fluide compressible - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de compression d'un fluide compressible. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe (20) de révolution déformable entre une section d'ouverture maximale et une section d'ouverture minimale, permettant d'augmenter la pression de l'air traversant ladite enveloppe depuis une pression minimale pour l'ouverture maximale à une pression maximale pour l'ouverture minimale. L'invention permet d'obtenir un jet de fluide de portée sensiblement constante.
Description
DisQositif de compression d'un fluide compressible L'invention concerne essentiellement un dispositif de compression d'air.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De nombreux dispositifs de compression d'air sont antérieurement connus. La plupart sont complexes et nécessitent une consommation en énergie importante.
D'autre part, dans le cadre de la régulation de la température dans un local au moyen d'un flux d'air, les dispositifs antérieurs sont basés généralement sur l'emploi d'un mélange de flux d'air à des températures différentes pour régler la température à la température souhaitée, à pression constante.
Ainsi, par exemple, le document DE-A-36 44 590 décrit notamment en relation aux figures 12 à 14 un mode de réalisation d'un appareil de climatisation d'air d'un local comprenant un diffuseur d'air 55 d'induction à
débit variable par la présence d'un dispositif 57 de fermeture partielle de l'ouverture 21 de sortie, qui réalise une variation de débit mais en utilisant la même pression que la pression entrante. Il s'agit donc d'un système classique où la pression de sortie est essentiellement identique à la pression entrante et de l'ouverture complète à la fermeture complète, la pression de sortie de l'air reste inchangée, de sorte que la longueur du jet d'air évolue suivant la valeur de l'ouverture de sortie utile 21.
Le document US 2,959,359 concerne une buse à réglage de débit qui fonctionne selon le même principe, particulièrement décrite pour atomiser des liquides.
Encore, le document US 3,776,470 décrit un dispositif de buse à
ouverture variable pour le transport de divers fluides pouvant comporter des particules solides écoulables qui fonctionnent encore selon le même principe que les documents précédents, sans dispositif d'obstruction à l'amont ce qui serait d'ailleurs contraire au principe de circulation, en particulier de particules solides écoulables.
BUTS DE L'INVENTION
La présente invention a pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution, qui permette de réaliser une compression d'un fluide compressible de préférence de l'air, à
une
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
De nombreux dispositifs de compression d'air sont antérieurement connus. La plupart sont complexes et nécessitent une consommation en énergie importante.
D'autre part, dans le cadre de la régulation de la température dans un local au moyen d'un flux d'air, les dispositifs antérieurs sont basés généralement sur l'emploi d'un mélange de flux d'air à des températures différentes pour régler la température à la température souhaitée, à pression constante.
Ainsi, par exemple, le document DE-A-36 44 590 décrit notamment en relation aux figures 12 à 14 un mode de réalisation d'un appareil de climatisation d'air d'un local comprenant un diffuseur d'air 55 d'induction à
débit variable par la présence d'un dispositif 57 de fermeture partielle de l'ouverture 21 de sortie, qui réalise une variation de débit mais en utilisant la même pression que la pression entrante. Il s'agit donc d'un système classique où la pression de sortie est essentiellement identique à la pression entrante et de l'ouverture complète à la fermeture complète, la pression de sortie de l'air reste inchangée, de sorte que la longueur du jet d'air évolue suivant la valeur de l'ouverture de sortie utile 21.
Le document US 2,959,359 concerne une buse à réglage de débit qui fonctionne selon le même principe, particulièrement décrite pour atomiser des liquides.
Encore, le document US 3,776,470 décrit un dispositif de buse à
ouverture variable pour le transport de divers fluides pouvant comporter des particules solides écoulables qui fonctionnent encore selon le même principe que les documents précédents, sans dispositif d'obstruction à l'amont ce qui serait d'ailleurs contraire au principe de circulation, en particulier de particules solides écoulables.
BUTS DE L'INVENTION
La présente invention a pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution, qui permette de réaliser une compression d'un fluide compressible de préférence de l'air, à
une
2 pression variable, d'une manière particulièrement simple, peu coûteuse, à
partir d'un flux incident à pression sensiblement constante.
La présente invention a également pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution qui permette de réaliser un jet de fluide à portée sensiblement constante, ce flux étant avantageusement de l'air, ce qui permet de réaliser un appareil pour la climatisation d'au moins un local.
La présente invention a encore pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution qui permettre de réaliser une compression d'un fluide compressible de préférence de l'air avec une autorégulation ou une compensation automatique de son débit, en entraînant ainsi la suppression du besoin des canalisations, de pompes, de batterie froide ou chaude, toute la puissance nécessaire pouvant être désolnais directement transmise au fluide en permettant, en outre, l'obtention d'un confort sans équivalent dans le cadre de la climatisation. En outre, l'invention a pour but de permettre la compression d'un fluide compressible, de préférence de l'air, circulant à haute vitesse, permettant la mise en oeuvre de diverses variantes permettant une utilisation dans tous les secteurs de la climatisation allant, par exemple, de la plate-forme off shore au logement en ouvrant ainsi de nouveaux secteurs de marché, en particulier grâce à un coût de réalisation particulièrement faible par rapport aulx) produits) antérieurs) sur le marché.
La présente invention a pour but de résoudre ces nouveaux problèmes techniques de manière simple, peu coûteuse, fiable, utilisable à l'échelle industrielle et dans 1e cadre de ia climatisation de locaux industriels ou d'habitations.
La présente invention aboutit simultanément à l'ensemble de ces résultats.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un appareil permettant d'obtenir un jet de fluide de préférence à portée constante, caractérisé
en ce qu'il comprend un conduit de confinement dudit fluide, ouvert aux deux extrémités amont et aval, pourvu à son extrémité aval d'au moins un dispositif de compression dudit fluide compressible comprenant une enveloppe déformable entre une section d'ouverture maximale et une section d'ouverture minimale, et aussi à son extrémité amont au moins un organe prévu pour régler la perte de
partir d'un flux incident à pression sensiblement constante.
La présente invention a également pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution qui permette de réaliser un jet de fluide à portée sensiblement constante, ce flux étant avantageusement de l'air, ce qui permet de réaliser un appareil pour la climatisation d'au moins un local.
La présente invention a encore pour but principal de résoudre le nouveau problème technique consistant en la fourniture d'une solution qui permettre de réaliser une compression d'un fluide compressible de préférence de l'air avec une autorégulation ou une compensation automatique de son débit, en entraînant ainsi la suppression du besoin des canalisations, de pompes, de batterie froide ou chaude, toute la puissance nécessaire pouvant être désolnais directement transmise au fluide en permettant, en outre, l'obtention d'un confort sans équivalent dans le cadre de la climatisation. En outre, l'invention a pour but de permettre la compression d'un fluide compressible, de préférence de l'air, circulant à haute vitesse, permettant la mise en oeuvre de diverses variantes permettant une utilisation dans tous les secteurs de la climatisation allant, par exemple, de la plate-forme off shore au logement en ouvrant ainsi de nouveaux secteurs de marché, en particulier grâce à un coût de réalisation particulièrement faible par rapport aulx) produits) antérieurs) sur le marché.
La présente invention a pour but de résoudre ces nouveaux problèmes techniques de manière simple, peu coûteuse, fiable, utilisable à l'échelle industrielle et dans 1e cadre de ia climatisation de locaux industriels ou d'habitations.
La présente invention aboutit simultanément à l'ensemble de ces résultats.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un appareil permettant d'obtenir un jet de fluide de préférence à portée constante, caractérisé
en ce qu'il comprend un conduit de confinement dudit fluide, ouvert aux deux extrémités amont et aval, pourvu à son extrémité aval d'au moins un dispositif de compression dudit fluide compressible comprenant une enveloppe déformable entre une section d'ouverture maximale et une section d'ouverture minimale, et aussi à son extrémité amont au moins un organe prévu pour régler la perte de
3 charge du fluide entrant en permettant ainsi d'augmenter la pression de l'air traversant l'enveloppe depuis une pression minimale pour l'ouverture maximale à
une pression maximale pour l'ouverture minimale, fournissant ainsi une pression du fluide à la sortie de l'appareil variable à partir d'un flux incident à
pression sensiblement constante.
Autrement dit, l'invention permet de réaliser un transfert d'énergie de la partie amont à la partie avale grâce à la présence d'au moins un organe prévu pour régler la perte de charge du flux entrant. On comprend qu'à l'ouverture maximale en aval, le débit est maximai et la perte de charge est maximale, de sorte que la pression du fluide sortant de l'appareil de l'invention est minimale, c'est-à-dire très différente de la pression du flux entrant tandis que lorsque l'ouverture est presque fermée, le débit sortant est minimal, de sorte que la perte de charge dans le dispositif de réglage de perte de charge tend vers zéro, ce qui réalise un transfert de pression de ce dispositif de perte de charge à la sortie de l'appareil et la pression de sortie est à ce moment là maximale.
On peut ainsi construire un appareil qui, par exemple, pour une réduction de débit de 50 % maintient un débit avai inchangé (ce qui est tout à
fait surprenant et remarquable).
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que l'ensemble du dispositif est essentiellement coaxial aligné, c'est-à-dire que l'organe de perte de charge amont a son axe essentiellement aligné avec l'axe du dispositif de compression aval et aussi de préférence avec l'axe d'un conduit de confinement du fluide éventuellement présent, pour une récupération d'énergie maximale, avec des turbulences minimales dans l'appareil et en sonie de l'appareil qui minimisent le bruit, l'appareil est de préférence construit avec un profil de conduit interne selon l'angie aéraulique sensiblement parfait, généralement de l'ordre de 7°.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, l'organe réglant une perte de charge précitée comprend au moins un cylindre subdivisé en une multitude de tubulures de diamètre prédéterminé de passage dudit fluide permettant ainsi d'obtenir une perte de charge prédéterminée en augmentant la souplesse d'utilisation du dispositif précité variateur de pression en aval.
Selon une variante de réalisation avantageuse, cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend en amont plusieurs organes de perte de charge, pouvant être embrochables, de façon à augmenter la longueur totale des tubulures
une pression maximale pour l'ouverture minimale, fournissant ainsi une pression du fluide à la sortie de l'appareil variable à partir d'un flux incident à
pression sensiblement constante.
Autrement dit, l'invention permet de réaliser un transfert d'énergie de la partie amont à la partie avale grâce à la présence d'au moins un organe prévu pour régler la perte de charge du flux entrant. On comprend qu'à l'ouverture maximale en aval, le débit est maximai et la perte de charge est maximale, de sorte que la pression du fluide sortant de l'appareil de l'invention est minimale, c'est-à-dire très différente de la pression du flux entrant tandis que lorsque l'ouverture est presque fermée, le débit sortant est minimal, de sorte que la perte de charge dans le dispositif de réglage de perte de charge tend vers zéro, ce qui réalise un transfert de pression de ce dispositif de perte de charge à la sortie de l'appareil et la pression de sortie est à ce moment là maximale.
On peut ainsi construire un appareil qui, par exemple, pour une réduction de débit de 50 % maintient un débit avai inchangé (ce qui est tout à
fait surprenant et remarquable).
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que l'ensemble du dispositif est essentiellement coaxial aligné, c'est-à-dire que l'organe de perte de charge amont a son axe essentiellement aligné avec l'axe du dispositif de compression aval et aussi de préférence avec l'axe d'un conduit de confinement du fluide éventuellement présent, pour une récupération d'énergie maximale, avec des turbulences minimales dans l'appareil et en sonie de l'appareil qui minimisent le bruit, l'appareil est de préférence construit avec un profil de conduit interne selon l'angie aéraulique sensiblement parfait, généralement de l'ordre de 7°.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, l'organe réglant une perte de charge précitée comprend au moins un cylindre subdivisé en une multitude de tubulures de diamètre prédéterminé de passage dudit fluide permettant ainsi d'obtenir une perte de charge prédéterminée en augmentant la souplesse d'utilisation du dispositif précité variateur de pression en aval.
Selon une variante de réalisation avantageuse, cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend en amont plusieurs organes de perte de charge, pouvant être embrochables, de façon à augmenter la longueur totale des tubulures
4 en faisant ainsi varier la perte de charge, ce qui influe sur la valeur de la pression du fluide à la sortie de l'appareil.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil, il est prévu au moins un organe d'obturation partielle avantageusement en amont de l'organe précité de réglage de perte de charge du fluide entrant pouvant être déplaçable de manière inactive, partiellement actif ou complètement inactif en étant rapproché ou éloigné de l'organe de réglage de perte de charge, afin d'assurer un réglage fin de la perte de charge.
Selon un mode de réalisation avantageux, ce dispositif est caractérisé
en ce que l'enveloppe précitée est de préférence de révolution et présente pour sa section d'ouverture maximale une section sensiblement cylindrique.
Avantageusement, l'enveloppe déformable présente pour sa section d'ouverture minimale une section essentiellement aplatie.
Selon un autre mode de réalisation, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de variation de la section de l'enveloppe déformable précitée.
Selon une variante de réalisation, les moyens de variation de la section de l'enveloppe précitée sont commandés par un organe de commande extérieur à
l'enveloppe, n'interférant pas avec la section d'ouverture de l'enveloppe déformable.
Avantageusement, l'enveloppe déformable précitée comprend une membrane, qui, à l'état non déformé, présente une forme essentiellement cylindrique, par exemple réalisée en caoutchouc, élastomère, un métal de faible épaisseur ou lame fine, ou des matériaux similaires.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les moyens de variation de la section de l'enveloppe déformable précités comprennent au moins deux éléments d'aplatissement disposés sensiblement diamètrement opposés par rapport à l'axe de symétrie de l'enveloppe de révolution précitée.
Selon une variante de réalisation avantageuse, les deux éléments précités comprennent une lame sensiblement plane montée en rotation selon un axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'enveloppe de révolution précitée, ledit axe de rotation étant disposé à l'extérieur de la section d'ouverture maximale de l'enveloppe.
Selon une variante de réalisation particulière, les lames sensiblement planes précitées comprennent vers l'extrémité libre de sortie du fluide au moins deux éléments formant cales, d'épaisseurs prédéterminées, disposés S
diamétralement opposés par rapport à l'enveloppe de révolution précitée de manière à venir, en fin de course, fermer l'enveloppe de révolution dans sa partie centrale, en laissant substituer deux zones ouvertes désaxées par rapport à
l'axe de révolution de façon à obtenir un débit de fluide à une pression maximale.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, l'enveloppe déformable précitée présente une longueur prédéterminée, qui peut être avantageusement d'environ au moins deux fois son diamètre.
Naturellement, le fluide compressible précité est généralement un gaz, avantageusement de l'air, ce qui permet d'envisager l'emploi du dispositif précité
dans le cadre d'appareil permettant d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, ainsi que dans le cadre de la climatisation d'au moins un local, comme cela sera décrit ci-après en référence au deuxième aspect de l' invention.
Selon un deuxième aspect, fa présente invention couvre également un appareil permettant d'obtenir un jet de fluide de préférence à portée sensiblement constante, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de confinement dudit fluide, ouvert aux deux extrémités amont et aval, pourvu à son extrémité aval d'au moins un dispositif de compression tel que défini précédemment.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que le conduit de confinement précité
présente une surface interne de diamètre progressivement décroissant d'amont en aval, pour augmenter la vitesse de passage du fluide.
Selon une application particulièrement avantageuse de l'invention, cet appareil précité est prévu pour la climatisation d'au moins un local et est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système d'injection de fluide à
une température prédéterminée pour cornger la température ou l'humidité dudit local.
Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, le système d'injection précité est disposé au voisinage de la sortie aval dudit fluide, de préférence de manière désaxée par rapport à l'axe de l'enveloppe de révolution précitée. Le système peut, selon une variante, être disposé à l'extérieur de la conduite de confinement précitée.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce que le système d'injection comprend une conduite d'injection complémentaire de fluide, dont le diamètre est d'environ 2 à 4 fois inférieur au diamètre de l'enveloppe de révolution précitée à l'état non déformé.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système d'injection précité est disposé à l'intérieur de la tuyauterie de confinement précitée au voisinage de son extrémité amont.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la tuyauterie de confinement précitée est elle-même disposée à l'intérieur d'une gaine d'alimentation en fluide dudit local.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'appareil est caractérisé en ce que la tuyauterie de confinement précitée est disposée dans ladite gaine au voisinage d'une entrée d'admission de fluide depuis ledit local, ladite admission étant de préférence réalisée par un moyen mécanique externe, tel qu'un ventilateur.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, cet appareil est caractérisé en ce que le fluide précité est constitué par de l'air et ledit local comprend au moins une pièce d'un local industriel, ou d'une habitation.
Grâce à l'invention, il est possible de régler la pression de sortie du fluide du dispositif de compression, tel que de l'air, ce qui permet d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, sans modifier la pression du fluide entrant et ainsi de réaliser la climatisation d'au moins un local dans des conditions idéales, économiques en énergie, avec une structure extrêmement simple, beaucoup moins coûteuse que des dispositifs antérieurement utilisés pour la climatisation de pièces.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à l'homme de l'art à partir de la description explicative qui va suivre en référence aux figures annexées données simplement à titre d'illustration, et qui ne sauraient donc en aucune façon limiter la portée de l'invention. Il est à
noter que les figures font partie intégrante de l'invention et donc de ia présente description.
En outre, toute caractéristique, qui va apparaître nouvelle, par rapport à un état de la technique quelconque, fait partie de l'invention dans sa fonction la plus générale, comme ceia est bien compréhensible à un homme de l'art.
Dans les figures - la figure 1 est une vue en coupe transversale, longitudinale, schématique, d'un dispositif selon l'invention de compression d'un fluide compressible, tel que de l'air, comportant une enveloppe déformable en aval et un organe de perte de charge en amont, incorporé dans un appareil permettant d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, l'ensemble du dispositif étant coaxial aligné ;
- la figure 2 est une vue en coupe partielle agrandie de la zone II de la figure 1, représentant en trait fantôme un seul côté, la position d'ouverture maximale et en trait plein les deux côtés, la position d'ouverture minimale ;
- la figure 3 représente une vue de face avale, selon la flèche III de la figure 2 avec en trait fantôme la position d'ouverture maximale et en trait plein la position d'ouverture minimale ;
- la figure 4 représente également une vue avale, selon la flèche III de la figure 2, pour la position d'ouverture maximale ;
- la figure 5 représente une vue similaire à la vue la figure 4, pour une position d'ouverture intermédiaire ;
- la figure 6 représente une vue similaire aux figures 4 et 5, pour la position d'ouverture minimale ;
- les figures 7, 8 et 9 représentent schématiquement une vue similaire à
la figure l, pour chaque position, respectivement d'ouverture maximale, figure 7, d'ouverture intermédiaire, figure 8, et d'ouverture minimale, figure 9, qui correspondent aux positions d'ouverture respectivement des figures 4, 5 et 6 ;
- dans la figure 9, il a été représenté une variante avec la présence avantageuse d'un organe d'obturation partielle de la section active de l'organe de perte de charge ; et - la figure 10 représente respectivement les courbes de débit amont et de débit aval obtenues grâce au dispositif de compression de la présente invention, où il peut être observé que le débit amont étant constant, le débit aval peut être réglé dans des proportions considérablement différentes, ce qui est également bien compréhensible à l'homme de l'art, et qui sera également compris en référence à
la description des figures, qui va suivre.
En référence à la figure l, on a représenté une vue en coupe longitudinale d'un dispositif, représenté par le numéro de référence général 10, de compression d'un fluide compressible 12, ici incorporé dans un appareil, représenté par le numéro de référence général 100, permettant d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, grâce à la génération d'une pression variable en sortie à partir d'un flux incident à pression sensiblement constante, cette variation de pression étant obtenue grâce à la présence d'au moins un organe 120 de réglage de perte de charge disposé en amont et qui sera décrit plus précisément plus loin. En outre, on notera que dans le cadre de l'invention, les différents dispositifs ou organes de l'appareil 100 sont essentiellement coaxialement alignés.
Le dispositif 10 selon l'invention de compression d'un fluide compressible 12 est caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe 20 déformable, ici de révolution, entre une section d'ouverture maximale, représentée à la figure 1, en partie en trait fantôme à la figure 2, en trait fantôme à la figure 3 et en trait plein à la figure 4, et une section d'ouverture minimale, représentée en trait plein à la figure 2, à la figure 3 et à la figure 6.
Cette enveloppe 20 déformable permet ainsi d'augmenter la pression de l'air traversant ladite enveloppe depuis une pression minimale pour l'ouverture maximale, à une pression maximale, pour l'ouverture minimale, comme cela est bien compréhensible à un homme de l'art.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'enveloppe déformable précitée présente pour sa section d'ouverture maximale, représentée aux figures 1, 4 et 7, une section sensiblement cylindrique, ce qui est également clairement visible à ces figures.
15 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe 20 présente, pour l'ouverture maximale, une section sensiblement aplatie.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif IO est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20 déformable précitée.
20 Selon une variante de réalisation avantageuse, les moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20 sont commandés par un organe (40) de commande extérieure à l'enveloppe 20, n'interférant pas avec la section d'ouverture de l'enveloppe 20 déformable.
Cet organe de commande 40, visible au moins aux figures 2 et 3, peut par exemple comprendre un galet 42, par exemple de forme ellipsoïdale, définissant un grand diamètre D et un petit diamètre d, clairement visible à
la figure 2, monté en rotation selon un axe de rotation 44, disposé
essentiellement perpendiculairement au plan défini par le galet ellipsoïdal 42 et qui est commandé
par des moyens de commande en rotation de type classique, bien connus à
l'homme de l'art, et qui ne sont donc pas représentés ici pour une meilleure compréhension des figures.
Selon une autre variante de réalisation avantageuse de l'invention, le dispositif 10 est caractérisé en ce que l'enveloppe 20 déformable précitée comprend une membrane 22, qui à l'état non déformé, représenté aux figures 1, 4, 7 et 8, présente une forme essentiellement cylindrique, par exemple réalisée en caoutchouc, élastomère ou matériaux similaires.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20 déformable précitée comprennent au moins deux éléments d'aplatissement, respectivement 32, 34, clairement visibles aux figures, disposés sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe X-X de symétrie, en particulier représenté à la figure 2, de l'enveloppe 20 de révolution précitée.
Selon une variante de réalisation actuellement préférée, les deux éléments 32, 34 comprennent ici une lame sensiblement plane montée en rotation selon un axe de rotation 36, 38, clairement représenté à la figure 2, sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie X-X de l'enveloppe de révolution 20.
Avantageusement, les lames sensiblement planes comprennent vers !'extrémité libre de sortie du fluide au moins deux éléments 50, 52 formant cales d'épaisseur pré-déterminée disposés diamétralement opposés par rapport à
l'enveloppe de révolution 20 précitée, de manière à venir en fin de course, fermer l'enveloppe de révolution 20 dans sa partie centrale, comme représenté en trait plein à la figure 2, à la figure 3, en ne laissant ainsi subsister aucun espace sur la distance définie par les éléments formant cales 50, 52, comme clairement visible à
la figure 3, mais en laissant subsister deux zones ouvertes respectivement référencées Z1, Z2 à la figure 3, désaxées par rapport à l'axe X-X de symétrie de façon à obtenir un débit de fluide à une pression maximale. Naturellement, les éléments 50, 52 formant cales ne sont pas indispensables et ils peuvent être éliminés si l'on souhaite obtenir une fermeture complète de l'ouverture de sortie, comme cela est éventuellement avantageux dans certains systèmes de climatisation lorsque l'on souhaite isoler une pièce donnée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe de révolution 20 précitée présente une longueur prédéterminée, qui peut avantageusement être d'environ au moins deux fois son diamètre.
On peut également prévoir autour de l'enveloppe de révolution 20, la présence d'un élément de renforcement 54, représenté en particulier aux figures 4 à 6, éventuel, défolmable, tel qu'une grille métallique, qui permet de limiter l'expansion de l'enveloppe de révolution 20, constituée en pratique par la membrane 22, lors du passage sous pression du fluide I2, à l'intérieur de celle-ci.
Naturellement, les moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20, ici comprenant de préférence les éléments d'aplatissement 32, 34, sous forme de lames sensiblement planes, sont appliqués contre la surface de l'organe de commande 40, ici sous forme d'un galet 42, par des moyens de poussée unilatérale 60, tels que des ressorts 62, ou autres moyens équivalents ;
On comprend ainsi qu'il est très aisé selon l'invention de modifier la section d'ouverture de l'enveloppe déformable 20 par simple mise en rotation de
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil, il est prévu au moins un organe d'obturation partielle avantageusement en amont de l'organe précité de réglage de perte de charge du fluide entrant pouvant être déplaçable de manière inactive, partiellement actif ou complètement inactif en étant rapproché ou éloigné de l'organe de réglage de perte de charge, afin d'assurer un réglage fin de la perte de charge.
Selon un mode de réalisation avantageux, ce dispositif est caractérisé
en ce que l'enveloppe précitée est de préférence de révolution et présente pour sa section d'ouverture maximale une section sensiblement cylindrique.
Avantageusement, l'enveloppe déformable présente pour sa section d'ouverture minimale une section essentiellement aplatie.
Selon un autre mode de réalisation, ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de variation de la section de l'enveloppe déformable précitée.
Selon une variante de réalisation, les moyens de variation de la section de l'enveloppe précitée sont commandés par un organe de commande extérieur à
l'enveloppe, n'interférant pas avec la section d'ouverture de l'enveloppe déformable.
Avantageusement, l'enveloppe déformable précitée comprend une membrane, qui, à l'état non déformé, présente une forme essentiellement cylindrique, par exemple réalisée en caoutchouc, élastomère, un métal de faible épaisseur ou lame fine, ou des matériaux similaires.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les moyens de variation de la section de l'enveloppe déformable précités comprennent au moins deux éléments d'aplatissement disposés sensiblement diamètrement opposés par rapport à l'axe de symétrie de l'enveloppe de révolution précitée.
Selon une variante de réalisation avantageuse, les deux éléments précités comprennent une lame sensiblement plane montée en rotation selon un axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie de l'enveloppe de révolution précitée, ledit axe de rotation étant disposé à l'extérieur de la section d'ouverture maximale de l'enveloppe.
Selon une variante de réalisation particulière, les lames sensiblement planes précitées comprennent vers l'extrémité libre de sortie du fluide au moins deux éléments formant cales, d'épaisseurs prédéterminées, disposés S
diamétralement opposés par rapport à l'enveloppe de révolution précitée de manière à venir, en fin de course, fermer l'enveloppe de révolution dans sa partie centrale, en laissant substituer deux zones ouvertes désaxées par rapport à
l'axe de révolution de façon à obtenir un débit de fluide à une pression maximale.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, l'enveloppe déformable précitée présente une longueur prédéterminée, qui peut être avantageusement d'environ au moins deux fois son diamètre.
Naturellement, le fluide compressible précité est généralement un gaz, avantageusement de l'air, ce qui permet d'envisager l'emploi du dispositif précité
dans le cadre d'appareil permettant d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, ainsi que dans le cadre de la climatisation d'au moins un local, comme cela sera décrit ci-après en référence au deuxième aspect de l' invention.
Selon un deuxième aspect, fa présente invention couvre également un appareil permettant d'obtenir un jet de fluide de préférence à portée sensiblement constante, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de confinement dudit fluide, ouvert aux deux extrémités amont et aval, pourvu à son extrémité aval d'au moins un dispositif de compression tel que défini précédemment.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention, celui-ci est caractérisé en ce que le conduit de confinement précité
présente une surface interne de diamètre progressivement décroissant d'amont en aval, pour augmenter la vitesse de passage du fluide.
Selon une application particulièrement avantageuse de l'invention, cet appareil précité est prévu pour la climatisation d'au moins un local et est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système d'injection de fluide à
une température prédéterminée pour cornger la température ou l'humidité dudit local.
Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, le système d'injection précité est disposé au voisinage de la sortie aval dudit fluide, de préférence de manière désaxée par rapport à l'axe de l'enveloppe de révolution précitée. Le système peut, selon une variante, être disposé à l'extérieur de la conduite de confinement précitée.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce que le système d'injection comprend une conduite d'injection complémentaire de fluide, dont le diamètre est d'environ 2 à 4 fois inférieur au diamètre de l'enveloppe de révolution précitée à l'état non déformé.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système d'injection précité est disposé à l'intérieur de la tuyauterie de confinement précitée au voisinage de son extrémité amont.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la tuyauterie de confinement précitée est elle-même disposée à l'intérieur d'une gaine d'alimentation en fluide dudit local.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'appareil est caractérisé en ce que la tuyauterie de confinement précitée est disposée dans ladite gaine au voisinage d'une entrée d'admission de fluide depuis ledit local, ladite admission étant de préférence réalisée par un moyen mécanique externe, tel qu'un ventilateur.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, cet appareil est caractérisé en ce que le fluide précité est constitué par de l'air et ledit local comprend au moins une pièce d'un local industriel, ou d'une habitation.
Grâce à l'invention, il est possible de régler la pression de sortie du fluide du dispositif de compression, tel que de l'air, ce qui permet d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, sans modifier la pression du fluide entrant et ainsi de réaliser la climatisation d'au moins un local dans des conditions idéales, économiques en énergie, avec une structure extrêmement simple, beaucoup moins coûteuse que des dispositifs antérieurement utilisés pour la climatisation de pièces.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à l'homme de l'art à partir de la description explicative qui va suivre en référence aux figures annexées données simplement à titre d'illustration, et qui ne sauraient donc en aucune façon limiter la portée de l'invention. Il est à
noter que les figures font partie intégrante de l'invention et donc de ia présente description.
En outre, toute caractéristique, qui va apparaître nouvelle, par rapport à un état de la technique quelconque, fait partie de l'invention dans sa fonction la plus générale, comme ceia est bien compréhensible à un homme de l'art.
Dans les figures - la figure 1 est une vue en coupe transversale, longitudinale, schématique, d'un dispositif selon l'invention de compression d'un fluide compressible, tel que de l'air, comportant une enveloppe déformable en aval et un organe de perte de charge en amont, incorporé dans un appareil permettant d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, l'ensemble du dispositif étant coaxial aligné ;
- la figure 2 est une vue en coupe partielle agrandie de la zone II de la figure 1, représentant en trait fantôme un seul côté, la position d'ouverture maximale et en trait plein les deux côtés, la position d'ouverture minimale ;
- la figure 3 représente une vue de face avale, selon la flèche III de la figure 2 avec en trait fantôme la position d'ouverture maximale et en trait plein la position d'ouverture minimale ;
- la figure 4 représente également une vue avale, selon la flèche III de la figure 2, pour la position d'ouverture maximale ;
- la figure 5 représente une vue similaire à la vue la figure 4, pour une position d'ouverture intermédiaire ;
- la figure 6 représente une vue similaire aux figures 4 et 5, pour la position d'ouverture minimale ;
- les figures 7, 8 et 9 représentent schématiquement une vue similaire à
la figure l, pour chaque position, respectivement d'ouverture maximale, figure 7, d'ouverture intermédiaire, figure 8, et d'ouverture minimale, figure 9, qui correspondent aux positions d'ouverture respectivement des figures 4, 5 et 6 ;
- dans la figure 9, il a été représenté une variante avec la présence avantageuse d'un organe d'obturation partielle de la section active de l'organe de perte de charge ; et - la figure 10 représente respectivement les courbes de débit amont et de débit aval obtenues grâce au dispositif de compression de la présente invention, où il peut être observé que le débit amont étant constant, le débit aval peut être réglé dans des proportions considérablement différentes, ce qui est également bien compréhensible à l'homme de l'art, et qui sera également compris en référence à
la description des figures, qui va suivre.
En référence à la figure l, on a représenté une vue en coupe longitudinale d'un dispositif, représenté par le numéro de référence général 10, de compression d'un fluide compressible 12, ici incorporé dans un appareil, représenté par le numéro de référence général 100, permettant d'obtenir un jet de fluide à portée sensiblement constante, grâce à la génération d'une pression variable en sortie à partir d'un flux incident à pression sensiblement constante, cette variation de pression étant obtenue grâce à la présence d'au moins un organe 120 de réglage de perte de charge disposé en amont et qui sera décrit plus précisément plus loin. En outre, on notera que dans le cadre de l'invention, les différents dispositifs ou organes de l'appareil 100 sont essentiellement coaxialement alignés.
Le dispositif 10 selon l'invention de compression d'un fluide compressible 12 est caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe 20 déformable, ici de révolution, entre une section d'ouverture maximale, représentée à la figure 1, en partie en trait fantôme à la figure 2, en trait fantôme à la figure 3 et en trait plein à la figure 4, et une section d'ouverture minimale, représentée en trait plein à la figure 2, à la figure 3 et à la figure 6.
Cette enveloppe 20 déformable permet ainsi d'augmenter la pression de l'air traversant ladite enveloppe depuis une pression minimale pour l'ouverture maximale, à une pression maximale, pour l'ouverture minimale, comme cela est bien compréhensible à un homme de l'art.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'enveloppe déformable précitée présente pour sa section d'ouverture maximale, représentée aux figures 1, 4 et 7, une section sensiblement cylindrique, ce qui est également clairement visible à ces figures.
15 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe 20 présente, pour l'ouverture maximale, une section sensiblement aplatie.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif IO est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20 déformable précitée.
20 Selon une variante de réalisation avantageuse, les moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20 sont commandés par un organe (40) de commande extérieure à l'enveloppe 20, n'interférant pas avec la section d'ouverture de l'enveloppe 20 déformable.
Cet organe de commande 40, visible au moins aux figures 2 et 3, peut par exemple comprendre un galet 42, par exemple de forme ellipsoïdale, définissant un grand diamètre D et un petit diamètre d, clairement visible à
la figure 2, monté en rotation selon un axe de rotation 44, disposé
essentiellement perpendiculairement au plan défini par le galet ellipsoïdal 42 et qui est commandé
par des moyens de commande en rotation de type classique, bien connus à
l'homme de l'art, et qui ne sont donc pas représentés ici pour une meilleure compréhension des figures.
Selon une autre variante de réalisation avantageuse de l'invention, le dispositif 10 est caractérisé en ce que l'enveloppe 20 déformable précitée comprend une membrane 22, qui à l'état non déformé, représenté aux figures 1, 4, 7 et 8, présente une forme essentiellement cylindrique, par exemple réalisée en caoutchouc, élastomère ou matériaux similaires.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20 déformable précitée comprennent au moins deux éléments d'aplatissement, respectivement 32, 34, clairement visibles aux figures, disposés sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe X-X de symétrie, en particulier représenté à la figure 2, de l'enveloppe 20 de révolution précitée.
Selon une variante de réalisation actuellement préférée, les deux éléments 32, 34 comprennent ici une lame sensiblement plane montée en rotation selon un axe de rotation 36, 38, clairement représenté à la figure 2, sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie X-X de l'enveloppe de révolution 20.
Avantageusement, les lames sensiblement planes comprennent vers !'extrémité libre de sortie du fluide au moins deux éléments 50, 52 formant cales d'épaisseur pré-déterminée disposés diamétralement opposés par rapport à
l'enveloppe de révolution 20 précitée, de manière à venir en fin de course, fermer l'enveloppe de révolution 20 dans sa partie centrale, comme représenté en trait plein à la figure 2, à la figure 3, en ne laissant ainsi subsister aucun espace sur la distance définie par les éléments formant cales 50, 52, comme clairement visible à
la figure 3, mais en laissant subsister deux zones ouvertes respectivement référencées Z1, Z2 à la figure 3, désaxées par rapport à l'axe X-X de symétrie de façon à obtenir un débit de fluide à une pression maximale. Naturellement, les éléments 50, 52 formant cales ne sont pas indispensables et ils peuvent être éliminés si l'on souhaite obtenir une fermeture complète de l'ouverture de sortie, comme cela est éventuellement avantageux dans certains systèmes de climatisation lorsque l'on souhaite isoler une pièce donnée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'enveloppe de révolution 20 précitée présente une longueur prédéterminée, qui peut avantageusement être d'environ au moins deux fois son diamètre.
On peut également prévoir autour de l'enveloppe de révolution 20, la présence d'un élément de renforcement 54, représenté en particulier aux figures 4 à 6, éventuel, défolmable, tel qu'une grille métallique, qui permet de limiter l'expansion de l'enveloppe de révolution 20, constituée en pratique par la membrane 22, lors du passage sous pression du fluide I2, à l'intérieur de celle-ci.
Naturellement, les moyens 30 de variation de la section de l'enveloppe 20, ici comprenant de préférence les éléments d'aplatissement 32, 34, sous forme de lames sensiblement planes, sont appliqués contre la surface de l'organe de commande 40, ici sous forme d'un galet 42, par des moyens de poussée unilatérale 60, tels que des ressorts 62, ou autres moyens équivalents ;
On comprend ainsi qu'il est très aisé selon l'invention de modifier la section d'ouverture de l'enveloppe déformable 20 par simple mise en rotation de
5 l'organe de commande 40 en agissant sur l'axe de rotation 44, comme cela est aussi clairement visible en comparant les figures 8 et 9, respectivement d'ouverture maximale et d'ouverture minimale.
Dans le cadre de l'application de ce dispositif de compression de fluide, à un appareil 100 à jet de fluide de préférence à portée sensiblement 10 constante, ledit appareil est caractérisé selon l'invention en ce qu'il comprend un conduit 110 de confinement dudit fluide 12, ouvert aux deux extrémités amont l I2 et aval 114, pourvu à son extrémité aval 114, d'au moins un dispositif 10, selon la présente invention tel que précédemment décrit.
L'appareil 100 selon l'invention est, selon un mode de réalisation avantageux, caractérisé en ce qu'il comprend à son extrémité amont 112 au moins un organe 120 prévu pour régler la perte de charge du fluide entrant.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, cet organe 120 créant et réglant une perte de charge comprend au moins un cylindre, tel que 122, 124, 126, schématisé à ia figure I et représenté plus précisément aux figures 8 et 9, subdivisé en une multitude de tubulures, telles que 130, que l'on voit bien aux figures 8 et 9, de diamètre prédéterminé de passage dudit fluide permettant ainsi d'obtenir une perte de charge prédéterminée, en augmentant la souplesse d'utilisation du dispositif 10 précité et la variation de pression en aval.
Avantageusement, l'appareil 100 selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en amont plusieurs organes de perte de charge, par exemple trois références 122, 124, 126, pouvant être embrochables, comme cela est bien compréhensible à un homme de l'art, de façon à augmenter la longueur totale des tubulures 130, en faisant ainsi varier la perte de charge, ce qui influe sur la valeur de la pression du fluide à la sortie de l'appareil 100, pour une pression sensibiement constante du flux incident entrant dans l'appareil.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la conduite de confinement précitée 110 présente, sur au moins une partie, une surface interne 140 de diamètre progressivement décroissant d'amont en aval, pour augmenter la vitesse de passage du fluide.
A la figure 9, on a représenté une modification possible de l'organe 120 de perte de charge, particulièrement intéressante dans le cadre de grandes installations, où fon recherche un réglage précis de la perte de charge qui peut être alternatif au réglage obtenu par le nombre de disques précités 122, 124, 126 et qui consiste à prévoir au moins un organe 132 d'obturation partielle de la section active de l'organe 120 de perte de charge, ici par exemple disposé en amont mais qui peut être aussi disposé en aval, cet organe 132 est avantageusement disposé en amont pour le caractère aisé de réglage et est monté déplaçable en translation sensiblement selon l'axe de symétrie de l'appareil 100 repéré X-X à la figure 9 en étant solidaire par exemple d'une tige filetée 133 coopérant avec un élément formant écrou 134 de position fixe. Cet organe 132 d'obturation partielle peut présenter un empâtement maximal ou diamètre D capable d'obturer au maximum environ SO % de la surface d'entrée de la section S du conduit d'entrée I02 du flux, par exemple de l'air. Il peut être avantageux de profiler la partie amont de l'organe 132 d'obturation partielle, par exemple ici selon une forme tronconique de manière à créer le minimum de turbulences sur le flux amont entrant. On comprend que lorsque l'on visse l'organe 132 sur la vis 133, on rapproche ou éloigne l'organe 132 d'obturation partielle que l'on rend de plus en plus actif ou inversement de plus en plus inactif en fonction de la distance qui le sépare de la surface de l'organe du premier organe 122 de perte de charge. A l'extrême, lorsque cet organe 132 vient s'appliquer sur la surface du premier organe 122 de perte de charge, il obturera complètement les orifices 130 disposés à l'intérieur de son empâtement. Grâce à ce réglage, il est possible de faire varier ie débit de 50 % et donc de régler la perte de charge d'une valeur de 1 à 4, comme cela est bien compréhensible à un homme de l'art.
Dans le cadre de l'utilisation de l'appareil de l'invention 100 pour ia climatisation d'au moins un local, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système I50 d'injection de fluide 152 à une température prédéterminée pour corriger la température ou l'humidité dudit local, disposé de préférence extérieurement à la conduite de confinement 110.
Selon une variante de réalisation avantageuse, le système 150 d'injection précité est disposé au voisinage de la sortie aval dudit fluide 12, comme représenté à la figure 1, de préférence de manière désaxée par rapport à
l'axe X-X de l'enveloppe 20 de révolution, comme représenté à la figure 1.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, le système 150 d'injection comprend une conduite 154 d'injection complémentaire de fluide 152 dont le diamètre est d'environ deux à quatre fois inférieur au diamètre de l'enveloppe 20 de révolution précitée à l'état non déformé, représenté en particulier aux figures 4, 7 et 8.
Selon un autre mode de réalisation, qui peut être intéressant dans certains cas d'application, le système d'injection précité peut être disposé à
S l'intérieur de la tuyauterie de confinement 110, au voisinage de son extrémité
amont.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention 100, la tuyauterie de confinement 110 précitée peut elle-même être disposée à l'intérieur d'une gaine 160 d'alimentation en fluide dudit local.
Avantageusement, la tuyauterie de confinement 110 peut être disposée dans ladite gaine 160 au voisinage d'une entrée 162 d'admission de fluide 12a de puis ledit local, par une gaine appropriée d'admission 164, ladite admission étant de préférence réalisée par un moyen mécanique externe 166, tel qu'un ventilateur.
On comprend ainsi que le fluide précité est de préférence constitué par de l'air et ledit local comprend au moins une pièce d'un local industriel ou d'une habitation.
Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de créer un jet de fluide, de préférence d'air, à efficacité sensiblement constante pour régler la puissance de chaud ou de froid d'un local en modifiant simplement le débit d'air par modification de la section d'ouverture aval d'un fluide admis à une pression sensiblement constante en amont.
Par exemple, on sait que pour régler la température d'un local en été, il est d'usage de faire varier les débits d'air froid de 100 % à 25 %, et au-delà
de cette valeur, le confort devient aléatoire, l'air froid à faible vitesse tombant sur les personnes en créant des courants gênants pour l'utilisateur, ceci même avec des bouches de soufflage de qualité ou des systèmes à induction traditionnelle.
En hiver, on ne régule plus la puissance de chauffe par la réduction du débit d'air. Le débit est fixé à une valeur stable et un thermostat règle un débit d'eau chaude ou la puissance d'une batterie électrique.
L'invention permet de réduire de 100 % à 25 % la puissance chaude ou froide en ne réduisant que faiblement ou pas plus de 25 % environ le débit aval En outre, les forts taux d'induction obtenus permettent de ne générer aucun courant d'air froid ou chaud à faible débit amont du fait que l'air soufflé est à une température voisine de la température du local, en amenant une amélioration de la trajectoire de l'air, qui se situe en dehors de la zone d'occupation, cette trajectoire étant sensiblement horizontale, quel que soit le débit, par augmentation de la pression.
Grâce à l'invention, on obtient le diagramme de débit d'air amont et de débit aval représenté à la figure 10, pour une pression de 290 Pascal du fluide entrant. On peut observer que si l'on passe d'un débit amont de 100 m3 par heure à
m3 par heure, le débit aval permettra d'obtenir un débit total, qui sera toujours supérieur à 100 m3 par heure, grâce à la réduction de la section de sortie du fluide 12 du dispositif 10 de compression selon l'invention, ce qui permet d'augmenter le taux d'induction, sous l'influence de trois facteurs, qui sont la montée de 10 pression et vitesse sur la tête de sortie, à mesure que le débit diminue, jusqu'à
l'obtention d'un quasi-doublement de la pression du fluide dans la sortie, la réduction du volume du jet d'air i2 comprimé à l'intérieur de la gaine 160, libère un espace pour l'air induit toujours plus grand et le maintien du périmètre de contact du jet d'air induit en raison de l'aplatissement de l'enveloppe 20 de révolution déformable précitée.
Si on souhaite maintenir le débit aval de l'appareil pour une réduction de débit amont d'environ 50 %, la perte de charge amont du bloc 120 est initialement réglée à une valeur maximale pour que lors de la réduction du débit amont de 50 % la réduction de perte de charge correspondante à la réduction de débit d'environ 50 % se retrouve en aval, de sorte que la pression du flux sortant est augmentée d'une valeur de pression correspondant sensiblement au trois quart de la différence de perte de charge obtenue. Par exemple, pour une perte de charge du bloc amont de 200 Pa initiale et une valeur de pression de sortie du flux d'environ 200 Pa, si on réduit de 50 % le débit, la perte de charge amont devient 50 Pa, et (écart de perte de charge de 150 Pa se retrouve sensiblement en aval au niveau de la membrane, de sorte que la pression de sortie est maintenant d'environ 350 Pa. Par contre, la pression entrante du flux est restée inchangée à 400 Pa. On observe ainsi que conformément à l'appareil selon l'invention à partir d'un flux incident à pression sensiblement constante, on obtient une pression variable du flux d'air sortant.
De ce fait, on peut construire un appareil qui, pour une réduction de débit de 50 %, maintient un débit aval initial inchangé.
L'invention permet ainsi d'obtenir une température de soufflage de grand confort puisque celle-ci peut être très proche de la température ambiante.
On donne ci-après un exemple de réalisation.
Pression de l'air en amont - température de soufflage amont : 8 °C
- température du local : 25°C
- température du mélange : 21,7°C
- taux d'induction : au moins 5,14 - écart de température avec l'ambiante : 3,3°C
- débit d'air amont : 36 m3 par heure - débit d'air aval de l'ouverture maximale, environ 185 m3 par heure.
Avec une réduction de puissance d'au moins 80 % le débit aval sera égal à 140 m3 par heure et le taux d'induction passera à 7,7, pour une ouverture minimale de l'enveloppe 20 de la révolution, alors que précédemment l'ouverture était maximale.
La température du mélange obtenu est la suivante, mathématiquement (18m3 /hx8°C)+(6,7x18mslhx25°C)=22,8°C
7,7x18m3/h l'écart de température avec l'ambiante est de 2,2°C, d'où un très grand confort.
Ainsi, le dispositif de transfert selon l'invention maintient une portée d'air sensiblement constante et permet en fait que le débit d'air s'autorégule ou se compense automatiquement en entraînant la suppression du besoin de canalisations, pompes, batterie froide ou chaude, toute la puissance nécessaire pouvant être désormais directement transmise à l'air ou tout fluide équivalent, pour l'obtention d'un confort sans équivalent.
On comprend ainsi que l'invention permet d'obtenir des avantages techniques déterminants précédemment énoncés. L'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques ainsi que leurs diverses combinaisons.
FEtJiLLE REC i IFIEE (F~EGLE 91) ISA/EP
Dans le cadre de l'application de ce dispositif de compression de fluide, à un appareil 100 à jet de fluide de préférence à portée sensiblement 10 constante, ledit appareil est caractérisé selon l'invention en ce qu'il comprend un conduit 110 de confinement dudit fluide 12, ouvert aux deux extrémités amont l I2 et aval 114, pourvu à son extrémité aval 114, d'au moins un dispositif 10, selon la présente invention tel que précédemment décrit.
L'appareil 100 selon l'invention est, selon un mode de réalisation avantageux, caractérisé en ce qu'il comprend à son extrémité amont 112 au moins un organe 120 prévu pour régler la perte de charge du fluide entrant.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, cet organe 120 créant et réglant une perte de charge comprend au moins un cylindre, tel que 122, 124, 126, schématisé à ia figure I et représenté plus précisément aux figures 8 et 9, subdivisé en une multitude de tubulures, telles que 130, que l'on voit bien aux figures 8 et 9, de diamètre prédéterminé de passage dudit fluide permettant ainsi d'obtenir une perte de charge prédéterminée, en augmentant la souplesse d'utilisation du dispositif 10 précité et la variation de pression en aval.
Avantageusement, l'appareil 100 selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en amont plusieurs organes de perte de charge, par exemple trois références 122, 124, 126, pouvant être embrochables, comme cela est bien compréhensible à un homme de l'art, de façon à augmenter la longueur totale des tubulures 130, en faisant ainsi varier la perte de charge, ce qui influe sur la valeur de la pression du fluide à la sortie de l'appareil 100, pour une pression sensibiement constante du flux incident entrant dans l'appareil.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la conduite de confinement précitée 110 présente, sur au moins une partie, une surface interne 140 de diamètre progressivement décroissant d'amont en aval, pour augmenter la vitesse de passage du fluide.
A la figure 9, on a représenté une modification possible de l'organe 120 de perte de charge, particulièrement intéressante dans le cadre de grandes installations, où fon recherche un réglage précis de la perte de charge qui peut être alternatif au réglage obtenu par le nombre de disques précités 122, 124, 126 et qui consiste à prévoir au moins un organe 132 d'obturation partielle de la section active de l'organe 120 de perte de charge, ici par exemple disposé en amont mais qui peut être aussi disposé en aval, cet organe 132 est avantageusement disposé en amont pour le caractère aisé de réglage et est monté déplaçable en translation sensiblement selon l'axe de symétrie de l'appareil 100 repéré X-X à la figure 9 en étant solidaire par exemple d'une tige filetée 133 coopérant avec un élément formant écrou 134 de position fixe. Cet organe 132 d'obturation partielle peut présenter un empâtement maximal ou diamètre D capable d'obturer au maximum environ SO % de la surface d'entrée de la section S du conduit d'entrée I02 du flux, par exemple de l'air. Il peut être avantageux de profiler la partie amont de l'organe 132 d'obturation partielle, par exemple ici selon une forme tronconique de manière à créer le minimum de turbulences sur le flux amont entrant. On comprend que lorsque l'on visse l'organe 132 sur la vis 133, on rapproche ou éloigne l'organe 132 d'obturation partielle que l'on rend de plus en plus actif ou inversement de plus en plus inactif en fonction de la distance qui le sépare de la surface de l'organe du premier organe 122 de perte de charge. A l'extrême, lorsque cet organe 132 vient s'appliquer sur la surface du premier organe 122 de perte de charge, il obturera complètement les orifices 130 disposés à l'intérieur de son empâtement. Grâce à ce réglage, il est possible de faire varier ie débit de 50 % et donc de régler la perte de charge d'une valeur de 1 à 4, comme cela est bien compréhensible à un homme de l'art.
Dans le cadre de l'utilisation de l'appareil de l'invention 100 pour ia climatisation d'au moins un local, celui-ci est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système I50 d'injection de fluide 152 à une température prédéterminée pour corriger la température ou l'humidité dudit local, disposé de préférence extérieurement à la conduite de confinement 110.
Selon une variante de réalisation avantageuse, le système 150 d'injection précité est disposé au voisinage de la sortie aval dudit fluide 12, comme représenté à la figure 1, de préférence de manière désaxée par rapport à
l'axe X-X de l'enveloppe 20 de révolution, comme représenté à la figure 1.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré, le système 150 d'injection comprend une conduite 154 d'injection complémentaire de fluide 152 dont le diamètre est d'environ deux à quatre fois inférieur au diamètre de l'enveloppe 20 de révolution précitée à l'état non déformé, représenté en particulier aux figures 4, 7 et 8.
Selon un autre mode de réalisation, qui peut être intéressant dans certains cas d'application, le système d'injection précité peut être disposé à
S l'intérieur de la tuyauterie de confinement 110, au voisinage de son extrémité
amont.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'appareil selon l'invention 100, la tuyauterie de confinement 110 précitée peut elle-même être disposée à l'intérieur d'une gaine 160 d'alimentation en fluide dudit local.
Avantageusement, la tuyauterie de confinement 110 peut être disposée dans ladite gaine 160 au voisinage d'une entrée 162 d'admission de fluide 12a de puis ledit local, par une gaine appropriée d'admission 164, ladite admission étant de préférence réalisée par un moyen mécanique externe 166, tel qu'un ventilateur.
On comprend ainsi que le fluide précité est de préférence constitué par de l'air et ledit local comprend au moins une pièce d'un local industriel ou d'une habitation.
Ainsi, grâce à l'invention, il est possible de créer un jet de fluide, de préférence d'air, à efficacité sensiblement constante pour régler la puissance de chaud ou de froid d'un local en modifiant simplement le débit d'air par modification de la section d'ouverture aval d'un fluide admis à une pression sensiblement constante en amont.
Par exemple, on sait que pour régler la température d'un local en été, il est d'usage de faire varier les débits d'air froid de 100 % à 25 %, et au-delà
de cette valeur, le confort devient aléatoire, l'air froid à faible vitesse tombant sur les personnes en créant des courants gênants pour l'utilisateur, ceci même avec des bouches de soufflage de qualité ou des systèmes à induction traditionnelle.
En hiver, on ne régule plus la puissance de chauffe par la réduction du débit d'air. Le débit est fixé à une valeur stable et un thermostat règle un débit d'eau chaude ou la puissance d'une batterie électrique.
L'invention permet de réduire de 100 % à 25 % la puissance chaude ou froide en ne réduisant que faiblement ou pas plus de 25 % environ le débit aval En outre, les forts taux d'induction obtenus permettent de ne générer aucun courant d'air froid ou chaud à faible débit amont du fait que l'air soufflé est à une température voisine de la température du local, en amenant une amélioration de la trajectoire de l'air, qui se situe en dehors de la zone d'occupation, cette trajectoire étant sensiblement horizontale, quel que soit le débit, par augmentation de la pression.
Grâce à l'invention, on obtient le diagramme de débit d'air amont et de débit aval représenté à la figure 10, pour une pression de 290 Pascal du fluide entrant. On peut observer que si l'on passe d'un débit amont de 100 m3 par heure à
m3 par heure, le débit aval permettra d'obtenir un débit total, qui sera toujours supérieur à 100 m3 par heure, grâce à la réduction de la section de sortie du fluide 12 du dispositif 10 de compression selon l'invention, ce qui permet d'augmenter le taux d'induction, sous l'influence de trois facteurs, qui sont la montée de 10 pression et vitesse sur la tête de sortie, à mesure que le débit diminue, jusqu'à
l'obtention d'un quasi-doublement de la pression du fluide dans la sortie, la réduction du volume du jet d'air i2 comprimé à l'intérieur de la gaine 160, libère un espace pour l'air induit toujours plus grand et le maintien du périmètre de contact du jet d'air induit en raison de l'aplatissement de l'enveloppe 20 de révolution déformable précitée.
Si on souhaite maintenir le débit aval de l'appareil pour une réduction de débit amont d'environ 50 %, la perte de charge amont du bloc 120 est initialement réglée à une valeur maximale pour que lors de la réduction du débit amont de 50 % la réduction de perte de charge correspondante à la réduction de débit d'environ 50 % se retrouve en aval, de sorte que la pression du flux sortant est augmentée d'une valeur de pression correspondant sensiblement au trois quart de la différence de perte de charge obtenue. Par exemple, pour une perte de charge du bloc amont de 200 Pa initiale et une valeur de pression de sortie du flux d'environ 200 Pa, si on réduit de 50 % le débit, la perte de charge amont devient 50 Pa, et (écart de perte de charge de 150 Pa se retrouve sensiblement en aval au niveau de la membrane, de sorte que la pression de sortie est maintenant d'environ 350 Pa. Par contre, la pression entrante du flux est restée inchangée à 400 Pa. On observe ainsi que conformément à l'appareil selon l'invention à partir d'un flux incident à pression sensiblement constante, on obtient une pression variable du flux d'air sortant.
De ce fait, on peut construire un appareil qui, pour une réduction de débit de 50 %, maintient un débit aval initial inchangé.
L'invention permet ainsi d'obtenir une température de soufflage de grand confort puisque celle-ci peut être très proche de la température ambiante.
On donne ci-après un exemple de réalisation.
Pression de l'air en amont - température de soufflage amont : 8 °C
- température du local : 25°C
- température du mélange : 21,7°C
- taux d'induction : au moins 5,14 - écart de température avec l'ambiante : 3,3°C
- débit d'air amont : 36 m3 par heure - débit d'air aval de l'ouverture maximale, environ 185 m3 par heure.
Avec une réduction de puissance d'au moins 80 % le débit aval sera égal à 140 m3 par heure et le taux d'induction passera à 7,7, pour une ouverture minimale de l'enveloppe 20 de la révolution, alors que précédemment l'ouverture était maximale.
La température du mélange obtenu est la suivante, mathématiquement (18m3 /hx8°C)+(6,7x18mslhx25°C)=22,8°C
7,7x18m3/h l'écart de température avec l'ambiante est de 2,2°C, d'où un très grand confort.
Ainsi, le dispositif de transfert selon l'invention maintient une portée d'air sensiblement constante et permet en fait que le débit d'air s'autorégule ou se compense automatiquement en entraînant la suppression du besoin de canalisations, pompes, batterie froide ou chaude, toute la puissance nécessaire pouvant être désormais directement transmise à l'air ou tout fluide équivalent, pour l'obtention d'un confort sans équivalent.
On comprend ainsi que l'invention permet d'obtenir des avantages techniques déterminants précédemment énoncés. L'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques ainsi que leurs diverses combinaisons.
FEtJiLLE REC i IFIEE (F~EGLE 91) ISA/EP
Claims (20)
1. Appareil (100) permettant d'obtenir un jet de fluide de préférence à
portée sensiblement constante, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (110) de confinement d'un fluide compressible (12), en particulier de l'air, ouvert aux deux extrémités respectivement amont (112) et aval (114), pourvu à son extrémité
aval (114) d'au moins un dispositif (10) de compression de ce fluide comprenant une enveloppe (20) déformable entre une section d'ouverture maximale et une section d'ouverture minimale, et à son extrémité amont, au moins un organe (120) prévu pour régler la perte de charge du fluide entrant en permettant ainsi d'augmenter la pression de l'air traversant l'enveloppe (20) depuis une pression minimale pour l'ouverture maximale à une pression maximale pour l'ouverture minimale grâce à une modification de la valeur de pression du fluide à la sortie de l'appareil, fournissant ainsi une pression du fluide à la sortie de l'appareil variable à partir d'un flux incident à pression sensiblement constante.
portée sensiblement constante, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (110) de confinement d'un fluide compressible (12), en particulier de l'air, ouvert aux deux extrémités respectivement amont (112) et aval (114), pourvu à son extrémité
aval (114) d'au moins un dispositif (10) de compression de ce fluide comprenant une enveloppe (20) déformable entre une section d'ouverture maximale et une section d'ouverture minimale, et à son extrémité amont, au moins un organe (120) prévu pour régler la perte de charge du fluide entrant en permettant ainsi d'augmenter la pression de l'air traversant l'enveloppe (20) depuis une pression minimale pour l'ouverture maximale à une pression maximale pour l'ouverture minimale grâce à une modification de la valeur de pression du fluide à la sortie de l'appareil, fournissant ainsi une pression du fluide à la sortie de l'appareil variable à partir d'un flux incident à pression sensiblement constante.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (120) créant une perte de charge précitée comprend au moins un cylindre (112, 114, 116), subdivisé en une multitude de tubulures (130) de diamètre prédéterminé de passage dudit fluide permettant ainsi d'obtenir une perte de charge prédéterminée, en augmentant la souplesse d'utilisation du dispositif (10) précité variateur de pression en aval.
3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en amont, plusieurs organes de perte de charge, pouvant être embrochables, de façon à augmenter la longueur totale des tubulures (130) en faisant ainsi varier la perte de charge, ce qui influe sur la valeur de la pression du fluide à la sortie de l'appareil (100).
4. Appareil selon la revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un organe (132) d'obturation partielle avantageusement en amont de l'organe (120) précité de réglage de perte de charge du fluide entrant, pouvant être déplaçable de manière inactive, partiellement active ou complètement active, en étant rapproché ou éloigné de l'organe (120) de réglage de perte de charge, afin d'assurer un réglage fin de la perte de charge.
5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le conduit de confinement (110) précité présente, sur au moins une partie, une surface interne (140) de diamètre progressivement décroissant d'amont en aval, pour augmenter la vitesse de passage du fluide.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (20) précitée présente une forme de révolution, et présente de pour sa section d'ouverture maximale une section sensiblement cylindrique et avantageusement une section essentiellement aplatie pour l'ouverture minimale.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (30) de variation de la section de l'enveloppe (20) déformable précitée.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (30) de variation de la section de l'enveloppe (20) précitée sont commandés par un organe de commande (40) extérieur à l'enveloppe (20), n'interférant pas avec la section d'ouverture de l'enveloppe (20) déformable.
9. Dispositif selon rune des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe (20) déformable précitée comprend une membrane (21 ) qui, à
l'état non déformé, présente une forme essentiellement cylindrique, par exemple réalisée en caoutchouc, élastomère, un métal de faible épaisseur ou lame fine, ou matériau similaire.
l'état non déformé, présente une forme essentiellement cylindrique, par exemple réalisée en caoutchouc, élastomère, un métal de faible épaisseur ou lame fine, ou matériau similaire.
10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les moyens (30) de variation de la section de l'enveloppe (20) déformable précitée comprennent au moins deux éléments d'aplatissement (32, 34) disposés sensiblement diamétralement opposés par rapport à l'axe de révolution de l'enveloppe (20) de révolution précitée.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux éléments (32, 34) précités comprennent une lame sensiblement plane montée en rotation selon un axe de rotation (36, 38) sensiblement perpendiculaire à
l'axe de symétrie de l'enveloppe {20) de révolution précitée.
l'axe de symétrie de l'enveloppe {20) de révolution précitée.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les lames sensiblement planes précitées comprennent vers leur extrémité libre de sortie du fluide au moins deux éléments (50, 52) formant cales d'épaisseur prédéterminée disposés diamétralement opposés par rapport à l'enveloppe (20) de révolution précitée de manière à venir, en fin de course, fermer l'enveloppe (20) de révolution dans sa partie centrale, en laissant subsister deux zones ouvertes désaxées par rapport à l'axe de symétrie (X-X) de façon à obtenir un débit de fluide à une pression maximale.
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
en ce que l'enveloppe (20) précitée présente une longueur prédéterminée qui peut être avantageusement d'environ au moins deux fois son diamètre.
en ce que l'enveloppe (20) précitée présente une longueur prédéterminée qui peut être avantageusement d'environ au moins deux fois son diamètre.
14. Appareil pour la climatisation d'au moins un local, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système (150) d'injection de fluide (152) à une température prédéterminée pour corriger la température ou l'humidité dudit local, disposé de préférence extérieurement à la conduite de confinement (110) précitée.
15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le système (150) d'injection précité est disposé au voisinage de la sortie aval dudit fluide, et de préférence de manière désaxée par rapport à l'axe (X-X) de l'enveloppe (20) de révolution précitée.
16. Appareil selon l'une des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que le système (150) d'injection comprend une conduite d'injection complémentaire de fluide dont le diamètre est de 2 à 4 fois inférieur au diamètre de l'enveloppe (20) précitée à l'état non déformé.
17. Appareil selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le système d'injection précité est disposé à l'intérieur du conduit de confinement précité au voisinage de son extrémité amont.
18. Appareil selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que le conduit de confinement (110) précité est lui-même disposé à l'intérieur d'une gaine (160) d'alimentation en fluide dudit local.
19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que le conduit de confinement précité est disposé dans ladite gaine au voisinage d'une entrée (162) d'admission de fluide (120) depuis ledit local, ladite admission étant de préférence réalisée par un moyen mécanique externe, tel qu'un ventilateur.
20. Appareil selon l'une des revendications 14 à 19, caractérisé en ce que le fluide précité est constitué par de l'air et ledit local comprend au moins une pièce d'un local industriel ou d'une habitation.
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