EP0764819B1 - Dispositif régulateur de débit d'air perfectionné - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions
- the present invention relates to a device advanced air flow regulator usable in a ventilation system, air conditioning or the like, depending on the preamble of claim 1.
- the object of the present invention is to overcome these disadvantages of the known regulating device.
- Figure 1 is a schematic and cross-sectional view longitudinal of a compliant regulating device to the principles of the invention.
- Figure 2 is still a schematic view and in longitudinal section, but showing another mode of realization of this regulating device.
- Figure 3 is a view similar to the previous ones but schematically showing yet another embodiment of this device.
- Figure 4 is still a schematic view of a another embodiment of a regulating device according to this invention.
- Figure 5 is a perspective view of a device regulator according to this invention and whose structure corresponds to that shown schematically on the figure 1.
- Figure 6 is a sectional view along substantially line VI-VI of Figure 5.
- Figure 7 is a perspective view of another mode realization of regulating device according to this invention and corresponding substantially to that shown schematically in Figure 3.
- a device air flow regulator essentially comprises a body 1 provided with an inlet constituting the upstream part 2 of the body 1 and of a outlet constituting the downstream part 3 of the body, this body therefore allowing the next air passage the arrows marked F and whose flow will be automatically regulated.
- the body 1 forms a conduit which can be by example mounted in a pipe belonging to a ventilation or conditioning system of air, this pipe being marked at 4 on the Figures 1 to 4 and in Figure 7.
- the body 1 is equipped with a single flap 5 which is mounted articulated on the part upstream 2 of the body 1.
- a single flap 5 which is mounted articulated on the part upstream 2 of the body 1.
- a wall 7 secured to the body 1 and defining with flap 5 a channel 8 for the passage of air from the upstream part 2 to the downstream part 3 of the body 1, as shown by the arrows F.
- the wall 7, as clearly seen in the figures, extends in an inclined direction towards the axis of channel 8 from upstream to downstream of body 1, said axis being marked X-X 'in Figures 1 to 4.
- the wall 7 can be fixed on the body 1, as shown in the figures, or else can be mounted adjustable on this body to allow the calibration of the air flow, although this is not shown in the figures.
- the wall 7 and the articulated flap 5 define a channel 8 which is convergent, and which is always maintained converge, in the direction of air flow following the arrows F for any open position of the shutter.
- the angle of convergence marked ⁇ in Figure 1 will preferably be relatively large and that the channel converge 8 will be relatively long.
- the noise generated by the movement of the flap 5 allowing the regulation is minimum, regardless of the value and the variations of the angle ⁇ of convergence, that is to say whatever the position of the flap 5 in body 1. This means that for a flow rate fixed in a determined pressure range, regulation provided by the device according to this invention exhibits excellent acoustic behavior.
- flap 5 extends beyond the section channel 8 minimum.
- flap 5a we have identified in 5a in the figures, the extension or extension of part 5, beyond the minimum section in question, that is to say beyond from the end 7a of the wall 7.
- the extension 5a of the flap 5 which extends beyond the minimum section of channel 8 is exposed to the upstream-downstream pressure difference, i.e. the maximum pressure difference.
- the part flap 5 below the minimum section is exposed to a lesser pressure difference which is increasing along the air flow. Therefore, the couple exerted on the flap 5 is maximized, limiting the harmful effects such as friction and fluctuation of pressure.
- shutter 5 is permanently requested towards a maximum opening position of channel 8 by a spring 9.
- the upstream part 2 of the body 1 has an opening or air intake 10, so as to obtain an air pressure upstream in a pressure chamber 11 formed under the articulated flap 5, between this flap and the body 1 on which is fixed to one end of the spring 9.
- the extension or extension 5a of the flap 5 ends by a fallen edge 12 cooperating with a wall 13 of the body 1 protruding inwards, this fallen edge 12 and this wall 13 in a way delimiting the pressure chamber 11.
- the component here includes a upstream end 17 having a neck-shaped profile of nozzle and which defines with the body 1 the opening of air intake 10 communicating with the pressure chamber 11.
- the flap 5 is here articulated in 6 on the body 1 around its center of gravity so any possible influence of weight and the orientation of the flap 5 will advantageously deleted.
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Description
La présente invention a pour objet un dispositif
régulateur de débit d'air perfectionné utilisable
dans une installation de ventilation, de
conditionnement d'air ou analogue, selon le
préambule de la revendication 1.
Un tel dispositif est connu par le document US -A-5251
654. Ce dispositif présente l'inconvénient que
le volet a du mal à se soulever et de ne trouver
que difficilement une position d'équilibre, ce qui
produit des phénomènes de pompage.De plus, un
équilibre bien que précaire ne peut être obtenu que
dans une plage de pressions relativement limitée.
La présente invention a pour but de pallier ces
inconvénients du dispositif régulateur connu.
Ce but est atteint grace à la caractéristique
énoncée dans la partie caractérisante de la
revention 1.
D'autres caractérisques avantageuses de l'invention
font parties des revendications dépendantes 2 à 7.
D'autres avantages et caractérisques de l'invention
appaitront mieux dans la description détaillée qui
suit et se réfère aux dessins annexés, donnés
uniquement à titre d'exemple,et dans lesquels :
La figure 1 est une vue schématique et encoupe
longitudinale d'un dispositif régulateur conforme
aux principes de l'invention.
La figure 2 est encore une vue schématique et en
coupe longitudinale, mais montrant un autre mode de
réalisation de ce dispositif régulateur.
La figure 3 est une vue similaire aux précédentes
mais montrant de facçon schématique encore un autre
mode de réalisation de ce dispositif.
La figure 4 est encore une vue schématique d'un
autre mode de réalisation de dispositif régulateur
selon cette invention.
La figure 5 est une vue perspective d'un dispositif
régulateur selon cette invention et dont la
structure correspond à celle schématisée sur la
figure 1.
La figure 6 est une vue en coupe suivant sensiblement
la ligne VI-VI de la figure 5.
La figure 7 est une vue en perspective d'un autre mode
de réalisation de dispositif régulateur selon cette
invention et correspondant sensiblement à celui
schématisé sur la figure 3.
On voit sur les figures annexées qu'un dispositif
régulateur de débit d'air selon cette invention
comprend essentiellement un corps 1 muni d'une entrée
constituant la partie amont 2 du corps 1 et d'une
sortie constituant la partie aval 3 du corps, ce corps
permettant par conséquent le passage de l'air suivant
les flèches repérées F et dont le débit sera
automatiquement régulé.
Ainsi, le corps 1 forme un conduit qui peut être par
exemple monté dans une canalisation appartenant à une
installation de ventilation ou de conditionnement
d'air, cette canalisation étant repérée en 4 sur les
figures 1 à 4 et sur la figure 7.
Conformément à l'invention, le corps 1 est équipé d'un
volet unique 5 qui est monté articulé sur la partie
amont 2 du corps 1. On a montré en 6 sur les figures
l'axe d'articulation du volet 5 sur la partie amont 2
du corps 1.
Dans ce corps 1, et en regard du volet articulé 5, est
prévue une paroi 7 solidaire du corps 1 et définissant
avec le volet 5 un canal 8 pour le passage de l'air
depuis la partie amont 2 vers la partie aval 3 du corps
1, comme matérialisé par les flèches F. La paroi 7,
comme on le voit clairement sur les figures, s'étend
suivant une direction inclinée vers l'axe du canal 8
depuis l'amont vers l'aval du corps 1, ledit axe étant
repéré X-X' sur les figures 1 à 4.
Il convient de préciser ici que la paroi 7 peut être
fixe sur le corps 1, comme cela est représenté sur les
figures, ou bien peut être encore montée réglable sur
ce corps pour permettre le calibrage du débit d'air,
bien que cela ne soit pas représenté sur les figures.
Dès lors, comme on le voit bien sur toutes les figures,
la paroi 7 et le volet articulé 5 définissent un canal
8 qui est convergent, et qui est toujours maintenu
convergent, dans le sens de l'écoulement de l'air
suivant les flèches F pour toute position d'ouverture
du volet. On observera que l'angle de convergence
repéré α sur la figure 1 sera de préférence
relativement important et que le canal convergent 8
sera relativement long. Mais, d'une manière générale,
on a constaté de façon surprenante que le bruit
engendré par le débattement du volet 5 permettant la
régulation est minimum, et cela quelle que soit la
valeur et les variations de l'angle α de convergence,
c'est-à-dire quelle que soit la position du volet 5
dans le corps 1. C'est dire que pour un débit fixé dans
une plage de pression déterminée, la régulation
procurée par le dispositif selon cette invention
présente un excellent comportement acoustique.
En outre, il est important de noter que l'absence
d'obstacle dans le canal d'écoulement 8, et surtout au
niveau de la partie amont 2 du corps 1 en raison
précisément de la forme convergente du canal 8, fera
que les turbulences et recirculations d'air, sources de
bruit, seront avantageusement supprimées.
Suivant une autre caractéristique importante de cette
invention, et comme il apparaít clairement sur les
figures, le volet 5 s'étend au-delà de la section
minimale du canal 8. On a repéré en 5a sur les figures,
le prolongement ou l'extension du volet 5, au-delà de
la section minimale en question, c'est-à-dire au-delà
de l'extrémité 7a de la paroi 7.
Ainsi, l'extension 5a du volet 5 qui s'étend au-delà de
la section minimale du canal 8 est exposée à la
différence de pression amont-aval, c'est-à-dire la
différence de pression maximale. Par contre, la partie
du volet 5 en deça de la section minimale est exposée à
une différence de pression moindre qui est croissante
le long de l'écoulement de l'air. Dès lors, le couple
exercé sur le volet 5 est maximalisé, en limitant les
effets néfastes tels que frottement et fluctuation de
pression.
Sur le plan de la structure du dispositif selon cette
invention, on observera encore que, comme connu en soi,
le volet 5 est sollicité en permanence vers une
position d'ouverture maximum du canal 8 par un ressort
9.
La partie amont 2 du corps 1 comporte une ouverture ou
prise d'air 10, de façon à obtenir une pression d'air
amont dans une chambre de pression 11 formée sous le
volet articulé 5, entre ce volet et le corps 1 sur
lequel est fixée l'une des extrémités du ressort 9.
L'extension ou prolongement 5a du volet 5 se termine
par un bord tombé 12 coopérant avec une paroi 13 du
corps 1 faisant saillie vers l'intérieur, ce bord tombé
12 et cette paroi 13 délimitant en quelque sorte la
chambre de pression 11.
A cet égard, il est important d'observer que le volet
articulé 5, comme on le voit bien sur les figures 5 et
7 comporte des jupes latérales 14 susceptibles de
minimiser les fuites d'air et donc de maintenir la
pression en amont sous le volet articulé 5.
Les différences possibles de structure du dispositif de
régulation selon l'invention seront maintenant
explicitées en se reportant précisément et
successivement aux figures 1 à 7.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, on voit que
la paroi 7 définissant avec le volet 5 le canal 8
convergent vers l'aval du corps 1, est plane et
raccordée au corps 1 par un flasque orthogonal à l'axe
X-X' du canal 8 et formant bien évidemment la partie
amont ou d'entrée 2 du corps 1, ainsi que l'ouverture
de prise d'air 10. On observera que l'axe X-X' du canal
8 et du corps 1 est ici le même. Ce mode de réalisation
correspond à la réalisation pratique illustrée par la
figure 5.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, on voit que
la partie amont du corps 1 présente un profil en forme
de col de tuyère repéré 16 sur cette figure.
Dans la variante illustrée par la figure 3, on retrouve
un profil 16 en forme de col de tuyère pour la partie
amont formant entrée d'air 2, du corps 1.
Mais ici, l'orientation du volet articulé 5 et de la
paroi 7 du corps 1 est telle que l'axe Z-Z' du canal
convergent 8 est incliné par rapport à l'axe X-X' du
corps 1. Comme dit précédemment, le mode de réalisation
de la figure 3 s'apparente à la réalisation pratique
illustrée dans la figure 7.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, on retrouve
un profil 16 en forme de col de tuyère pour la partie
amont ou entrée 2 du corps 1, mais ce profil n'est
prévu que sur une portion de la partie amont 2, étant
entendu que la complémentarité de ce profil sera
retrouvée sur le volet articulé 5 lui-même.
En effet, on voit que le volet comporte ici une
extrémité amont 17 présentant un profil en forme de col
de tuyère et qui définit avec le corps 1 l'ouverture de
prise d'air 10 communiquant avec la chambre de pression
11.
Suivant ce mode de réalisation, le volet 5 est ici
articulé en 6 sur le corps 1 autour de son centre de
gravité de sorte que toute influence possible du poids
et de l'orientation du volet 5 sera avantageusement
supprimée.
On a donc réalisé suivant l'invention un dispositif
régulateur de débit d'air qui ne présente aucun
obstacle dans la zone d'écoulement actif et dont le
comportement acoustique est quasi-parfait.
On observera en outre que la perte de charge est
progressive et que les lignes de flux sont parallèles
de sorte qu'il ne se produit aucune turbulence ni
décollement de couche limite en amont de la section
minimale du canal pour le passage de l'air.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux
modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été
donnés qu'à titre d'exemple.
C'est ainsi que l'on pourrait imaginer d'autres formes
pour le canal défini par le volet et la paroi en regard
de ce volet, à la condition bien sûr de respecter
l'impératif de convergence du canal en direction de la
partie aval ou sortie du corps.
L'invention comprend donc tous les équivalents
techniques des moyens décrits, ainsi que leurs
combinaisons, si celles-ci entrent dans le cadre des
revendications qui suivent.
Claims (7)
- Dispositif régulateur de débit d'air pour une installation de ventilation, de conditionnement d'air ou analogue et du type comprenant un volet unique (5) sollicité par un ressort ou analogue (9), lequel volet est monté articulé sur la partie amont (2) d'un corps (1) formant conduit et permet de moduler la section de passage du corps (1) afin de maintenir un débit d'air sensiblement constant dans un intervalle de pression déterminé, ledit volet unique (5) coopérant avec le corps (1) d'une manière telle que le canal (8) de passage de l'air entre le volet (5) et le corps (1) soit maintenu convergent dans le sens de l'écoulement de l'air pour toute position d'ouverture du volet (5), caractérisé en ce que le volet (5) s'étend au-delà de la section minimale du canal précité (8).
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1) comporte, en regard du volet (5), une paroi (7) qui s'étend suivant une direction inclinée vers l'axe (X-X') du canal (8) depuis l'amont vers l'aval du corps (1).
- Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce que laparoi précitée (7) est montée réglable sur le corps (1) pour calibrer le débit d'air.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe (Z-Z') du canal précité (8) est incliné par rapport à l'axe (X-X') du corps.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé ence que le volet (5) est muni de jupes latérales(14) minimisant les fuites et maintenant la pression en amont sous le volet (3).
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie amont (2) du corps (1) présente un profil (16) en forme de col de tuyère.
- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé ence que levolet (5) comporte une extrémité amont (17) présentant un profil enforme de col de tuyère et est articulé sur le corps (1) autour d'un axe formant centre de gravité.
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