CH638028A5 - Dispositif d'aeration de locaux et de tirage de cheminees. - Google Patents

Description

La présente invention a pour objet les dispositifs d'aération des locaux industriels ou domestiques ou de tirage de cheminées.

Dans la recherche de dispositifs d'aération des locaux ou de tirage de cheminées il a été proposé différentes solutions. Les unes statiques, c'est-à-dire dont le résultat n'est obtenu que par la dépression provoquée par le passage du vent à travers le dispositif lui-même, d'autres dynamiques, c'est-à-dire dans lesquelles la dépression est obtenue au moyen d'un dispositif rotatif mis en mouvement par une source d'énergie qui peut être le vent lui-même, ou une source d'énergie extérieure; certaines enfin combinant les deux systèmes.

Il apparaît, à leur étude, que le rendement des dispositifs statiques dépend essentiellement de la forme donnée aux éléments léchés par le vent et destinés à provoquer la dépression nécessaire au niveau de la bouche d'aération ou de la cheminée. Dans cette recherche, les diverses formes proposées obtiennent le résultat recherché avec des rendements divers, mais elles présentent surtout l'inconvénient d'être peu ou pas efficaces par vent faible ou inversement, parfois, de provoquer des refoulements par suite des remous provoqués par les vents forts. Les dispositifs dynamiques, lorsqu'ils sont animés par le vent lui-même, présentent évidemment l'inconvénient de ne plus être efficaces par vents nuls, et de s'emballer par grand vent. Lorsqu'ils sont animés par un moteur électrique, c'est à nouveau la recherche d'une forme particulièrement efficace qui est effectuée afin de diminuer la puissance nécessaire pour l'obtention d'un bon rendement.

En outre, surtout lorsqu'il s'agit de tirage de cheminée, les dispositifs dynamiques connus présentent l'inconvénient d'être fortement enveloppés par les gaz chauds aspirés, ce qui provoque leur échauf-fement excessif.

La présente invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients par la mise au point de formes particulières d'éléments statiques qui assurent par eux-mêmes une dépression suffisante pour des vitesses et des directions de vents très diverses, cette dépression pouvant être accrue et régularisée par l'association, à ces éléments statiques, d'éléments dynamiques rotatifs qui ne sont que peu ou pas en contact avec les gaz chauds aspirés et qui sont de toute façon soumis à une forte ventilation d'air frais, assurant leur maintien à une basse température et garantissant leur longévité.

Le dispositif selon l'invention est défini par la revendication 1.

La forme donnée aux éléments statiques est telle que les vents auxquels ils se trouvent soumis les enveloppent sans provoquer de remous d'air, ce qui permet de produire, en aval du front de l'appareil attaqué par le vent, une zone de dépression sensiblement constante quelle que soit la direction du vent et celle dans laquelle se trouve le conduit d'aération ou de fumée traité. Quant aux éléments dynamiques, ils ont pour effet de substituer le courant d'air qu'ils créent à un vent de direction déterminée que l'on sait être susceptible de produire la dépression recherchée en coopération avec lesdits éléments statiques, selon le processus décrit ci-dessus. Ainsi, la dépression recherchée, qui doit être appliquée au conduit d'aération ou de fumée, n'est pas créée directement par lesdits organes mécaniques, mais est induite sur les éléments statiques cités sous l'effet du courant d'air qui résulte de l'action des éléments mécaniques.

Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple seulement, illustrent différents modes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fìg. 1 est une vue schématique en élévation des éléments statiques du dispositif.

La fig. 2 est une vue schématique en coupe verticale diamétrale des éléments dynamiques associés aux éléments statiques, selon un mode de réalisation de la présente invention.

La fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale diamétrale des éléments dynamiques associés aux éléments statiques, selon un autre mode de réalisation de la présente invention.

La fig. 4 est une vue schématique en coupe verticale diamétrale des éléments dynamiques associés aux éléments statiques, selon un nouveau mode de réalisation de l'invention.

La fig. 5 est une vue schématique en élévation de tels objets montés sur une cheminée à canons multiples.

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La fig. 6 est une vue schématique en plan de l'élément statique supérieur.

La fig. 7 est une vue schématique brisée d'une aile de la turbine hélicoïde spéciale.

Tel qu'il est représenté (fig. 1), l'élément statique principal est constitué par un tore creux 1 placé à la partie supérieure du conduit 2. La lèvre de l'ouverture supérieure du tore 1 est relevée verticalement dans un mouvement de raccordement asymptotique 3 au tore 1.

Cet élément ainsi formé est surmonté d'un disque (plateau) déflecteur 4 pourvu à sa partie supérieure d'un dôme (calotte sphéri-que) 5 concentrique audit déflecteur 4. Ce déflecteur 4, dont le diamètre est sensiblement supérieur au diamètre de l'ouverture supérieure du tore 1, est placé à une distance de la bouche supérieure de ce tore telle que la surface périphérique comprise entre ladite ouverture supérieure et le déflecteur 4 soit au moins égale à la surface de ladite ouverture supérieure du tore 1.

Le dispositif étant ainsi équipé, on constate que son rendement aérodynamique moyen, c'est-à-dire son comportement lorsqu'il est soumis à des vents de vitesse et de direction très différentes, est supérieur au rendement des dispositifs statiques connus et en particulier des cônes habituellement employés.

On constate en effet que, grâce à cet assemblage du déflecteur 4 et du tore 1 terminé par la lèvre relevée 3, le vent qui attaque l'appareil, quelle que soit sa direction, descendante ou ascendante, telle que A ou B, est dévié pour envelopper de façon pratiquement uniforme le tore 1, créant à la bouche de celui-ci la dépression recherchée. Il en est de même lorsque le vent se déplace horizontalement, traversant le dispositif parallèlement au déflecteur 4, dans l'espace contenu entre celui-ci et la bouche du tore 1.

Mais on constate que la meilleure dépression est obtenue pour une direction des vents descendante, selon la flèche B de la fig. 1. Il a donc été prévu de créer artificiellement un tel courant d'air (fig. 2) en munissant l'appareil ci-dessus décrit d'un organe de ventilation susceptible de provoquer un courant d'air descendant enveloppant ledit dispositif. Pour cela, le plateau déflecteur 4 est surmonté d'une hélice multipales 6 centrée sur ledit plateau et montée sur l'axe du moteur 7 qui la surmonte. On comprend que la rotation de cette hélice 6 provoquera un courant d'air descendant qui enveloppera le plateau déflecteur 4 selon les flèches D1 et D2 et viendra attaquer le tore 1 tangentiellement à celui-ci, enfermant ainsi la bouche supérieure dudit tore dans une zone conique de dépression. On constate donc que les gaz chauds seront aspirés selon les flèches E1 et E2, sans jamais entrer en contact avec l'organe dynamique 6. Et on constate que le plateau déflecteur 4 qui est en contact avec les gaz chauds est par ailleurs, à sa partie supérieure, soumis de façon constante aux courants d'air frais créés par l'hélice 6.

Afin d'assurer un meilleur rendement du système, et afin de le rendre plus indifférent aux vents ambiants, l'hélice 6 est mise en mouvement à l'intérieur de la manchette 8, qui crée un couloir ouvert aérodynamique, dans le plan de sortie duquel est situé le déflecteur 4. Le tout est coiffé par le dôme (calotte) 9, d'un diamètre supérieur à la manchette 8 et qui laisse pénétrer l'air aspiré par l'hélice 6 à travers l'espace laissé entre ledit dôme et ladite manchette. Cela a pour effet d'assurer la ventilation constante du moteur 7, en ménageant une entrée d'air frais périphérique qui alimente lesdits organes de ventilation.

On comprend donc que le courant d'air descendant créé par l'hélice 6 provoquera sur le plan inférieur du déflecteur 4 une zone de dépression qui sera appliquée au conduit qui est coiffé par le dispositif, sans que les gaz chauds ainsi aspirés puissent jamais entrer en contact avec l'élément dynamique, ni avec le moteur qui l'anime, la dépression obtenue n'étant pas créée par l'organe de ventilation lui-même, mais étant induite par le courant d'air que celui-ci crée.

Afin d'accroître encore le rendement du dispositif ainsi créé, le déflecteur 4 est désolidarisé de l'élément torique 1 (fig. 3) et est rendu solidaire de l'hélice 6, à une certaine distance d'elle, ce qui lui permettra d'être entraîné en rotation en même temps que celle-ci par le moteur 7. Par ailleurs, la surface inférieure de ce même déflecteur 4 est munie de petites aubes qui peuvent affecter la forme hémicylindrique de gouttière, formant ainsi une turbine centrifuge 10. Il s'ensuit que, cet ensemble mobile étant mis en rotation, on constate dans la zone comprise entre la sortie de la manchette aérodynamique 8 et la bouche supérieure du tore 1 l'existence d'un courant d'air selon les flèches F1 et F2, provoqué par les éléments dynamiques 4 et 6 et qui est la résultante du courant d'air vertical descendant créé par l'hélice 6 et du courant d'air horizontal créé par la turbine centrifuge 10. On comprend donc que ce courant d'air résultant F1 et F2 léchant la lèvre 3 du tore et le tore lui-même provoque à l'intérieur de celui-ci, et du conduit 2, la dépression recherchée, qui ne peut être que supérieure à celle créée dans le cas précédent, par suite de la présence de la turbine 10. On constate qu'ici encore l'hélice 6 et le moteur 7 sont hors d'atteinte des gaz chauds et, de plus, constamment ventilés à l'intérieur du dôme (calotte) 9, et que la turbine 10, qui serait le seul élément en contact avec les gaz chauds, est elle-même fortement ventilée par le courant d'air supérieur.

Le rendement peut encore être accru, au moyen d'un tel dispositif, en associant à la turbine centrifuge 10 le moulinet à cage d'écureuil 11, monté sur le plateau déflecteur 4 et enveloppant extérieurement, sans contact, la lèvre (bouche) supérieure 3 du tore 1 (fig. 4). On comprend que dans ce cas la composante horizontale du courant d'air créé par l'ensemble de la turbine 10 et du moulinet 11 sera supérieure au cas précédent. Dans ce cas, l'hélice 6 est prévue pouvant fournir un plus grand débit, de façon que le courant d'air résultant, bien qu'étant d'un débit supérieur, conserve l'inflexion nécessaire pour assurer la dépression recherchée dans le conduit 2. Dans ce cas d'ailleurs, à la dépression induite par les courants d'air orthogonaux ainsi créés s'ajoute la dépression directe créée par le moulinet 11, accrue dans une proportion notable par la présence de la turbine 10 à l'intérieur de celui-ci, au niveau de son flasque supérieur.

Dans chacun des cas, le plateau déflecteur 4 est relié mécaniquement à l'hélice 6 et celle-ci comporte un moyeu creux et ouvert dans le plan horizontal 12, qui supporte le plateau 4 et l'entraîne, tout en supprimant le pont thermique qui pourrait s'établir entre ledit plateau 4 et l'arbre du moteur 7, et en assurant au maximum la ventilation de ce moyeu.

Toujours dans la recherche de l'accroissement du rendement, il est prévu que les pales de l'hélice 6 (fig. 7) peuvent être munies, sur leur bord de fuite, du bord rabattu 13, ce qui a pour résultat de créer au niveau de l'hélice 6 un certain effet centrifuge qui contribue à infléchir le courant d'air vertical créé par ladite hélice 6.

Un tel dispositif, quel que soit son mode de réalisation, est complété, pour être implanté sur des cheminées à canons multiples et juxtaposés, par une manchette intermédiaire 14 déportée par rapport au plan médian de la cheminée traitée, de façon à pouvoir organiser en quinconce plusieurs appareils voisins de ce genre, afin d'éviter l'interférence qu'une trop grande proximité provoquerait entre les différents courants d'air créés par chacun d'eux, ce qui perturberait le résultat recherché.

Enfin, afin de faciliter l'entretien de tels dispositifs, et particulièrement le ramonage, le déflecteur 4, dans le cas du dispositif statique, est muni d'un œillet 15 qui permet la libre rotation dudit déflecteur 4 autour de l'un de ses supports 16, sans qu'il soit nécessaire de procéder à l'enlèvement total de l'écrou qui le maintient.

Le dispositif peut être utilisé pour assurer l'aération forcée des locaux domestiques ou industriels, y compris pour l'évacuation des vapeurs corrosives qui n'entreront pas elles aussi en contact avec les éléments dynamiques du dispositif, et pour assurer le tirage régulier des cheminées.

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2 feuilles dessins

Claims (10)

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1. Dispositif d'aération de locaux ou de tirage de cheminées, caractérisé par le fait qu'il comporte, placé à la bouche supérieure du conduit d'aération ou de fumée, un organe torique circonscrit au conduit et traversé par lui, dont l'ouverture supérieure, d'un diamètre égal au conduit, est raccordée au tore selon une courbe à allure asymptotique par rapport à la verticale, et un moyen associé au tore pour que celui-ci soit balayé par un courant d'air tangentiel, sans provoquer de remous, de façon à créer un cône de dépression à l'intérieur duquel se situe l'ouverture supérieure du tore, quelle que soit la direction de ce courant d'air.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen associé au tore pour que celui-ci soit balayé par un courant d'air tangentiel est un plateau déflecteur d'un diamètre supérieur à l'ouverture supérieure du tore et placé à une distance de celle-ci telle que la surface périphérique comprise entre le plateau déflecteur et la bouche du tore soit au moins égale à la surface de la bouche, le plateau déflecteur étant surmonté d'une calotte sphérique.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le moyen associé au tore pour que celui-ci soit balayé par un courant d'air tangentiel est un organe de ventilation, tel qu'une hélice, mue par un moteur électrique qui la surmonte, placée elle-même au-dessus du plateau déflecteur et projetant sur celui-ci un courant d'air vertical descendant enveloppant le déflecteur et par suite créant un cône d'air tangent extérieurement au tore, cet organe de ventilation étant contenu dans une manchette qui joue le rôle de couloir aérodynamique ouvert, dans le plan de sortie duquel est situé le plateau déflecteur, et l'ensemble étant coiffé d'une calotte qui ménage une entrée d'air frais périphérique qui alimente l'organe de ventilation.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le plateau déflecteur est rendu mobile par rapport au tore, par rotation autour de son axe, puisqu'il est solidaire de l'organe de ventilation, le plateau déflecteur étant muni à sa partie inférieure d'aubes centrifuges, sa position relative par rapport à l'ouverture supérieure du tore restant inchangée.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le plateau déflecteur porte à sa périphérie les aubes d'un moulinet à cage d'écureuil qui enveloppe librement sans contact la bouche supérieure du tore.

6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les aubes ont une forme hémicylindrique.

7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'organe de ventilation, tel qu'une hélice, comporte un moyeu creux et ouvert dans le plan horizontal, qui assure sa propre ventilation et rompt le pont thermique entre le plateau déflecteur qu'il supporte et l'arbre du moteur dont il est solidaire.

8. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 7, caractérisé par le fait que les pales de l'hélice qui constituent l'organe de ventilation sont munies sur leur bord de fuite d'un bord rabattu provoquant simultanément un certain effet de ventilation centrifuge.

9. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le plateau déflecteur, statique par rapport au tore, peut pivoter autour de l'un de ses supports, afin d'ouvrir le conduit d'aération, et est muni au niveau de l'autre, ou des autres supports, d'un œillet laissant passer, après desserrage, l'écrou de fixation.

10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une manchette tubulaire coudée permettant de le monter sur les cheminées à canons multiples et conti-gus, la manchette étant déportée par rapport au plan médian des cheminées contiguës.