FR2878022A1 - Smoke exhaust device for premise, has inlet manifold with flange ring that melts at end of preset time based on temperature gradient of duct`s intake air to create recess that constitutes air inlet in communication with external environment - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de désenfumage équipé d'un ventilateur d'aspiration d'air àSmoke extraction device equipped with an air intake fan
débit contrôlé. 10icontrolled flow. 10i
Domaine technique de l'invention L'invention concerne un dispositif de désenfumage à ventilateur d'aspiration d'air comprenant: un caisson ayant un premier compartiment de logement de la turbine, un moteur électrique d'entraînement de la turbine, et un collecteur d'admission en liaison aéraulique avec l'entrée de la turbine 20 et un conduit principal d'extraction en communication avec le local à ventiler. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a smoke extraction device with an air suction fan comprising: a box having a first housing compartment of the turbine, an electric motor driving the turbine, and a collector admission in airflow connection with the inlet of the turbine 20 and a main extraction duct in communication with the room to be ventilated.
État de la technique Les dispositifs de désenfumage doivent répondre en cas d'incendie à des règlementations imposant que leurs débits restent dans une plage étroite de fluctuation, notamment à plus ou moins 10% par rapport à une valeur de référence. Le ventilateur est placé dans une tourelle en liaison avec le local à ventiler, et le moteur d'entraînement est généralement séparé de la turbine à aubes pour ne pas être balayé par l'écoulement d'air chaud en provenance du local. State of the art The smoke evacuation devices must respond in the event of fire to regulations requiring that their flow rates remain in a narrow range of fluctuation, in particular to plus or minus 10% compared to a reference value. The fan is placed in a turret in connection with the room to be ventilated, and the drive motor is generally separated from the impeller so as not to be swept by the flow of hot air from the room.
La limite inférieure du débit d'air aspiré est généralement atteinte soit lorsque la turbine est déformée par dilatation thermique suite à l'élévation de température, soit lorsque le moteur est hors service, ou pour toute autre cause mécanique. Pour y remédier, il est classique de renforcer la résistance mécanique de la turbine, et de faire usage d'un moteur résistant à des températures élevées. The lower limit of the intake air flow is usually reached either when the turbine is deformed by thermal expansion due to temperature rise, when the engine is out of service, or for any other mechanical cause. To remedy this, it is conventional to strengthen the mechanical strength of the turbine, and to use a motor resistant to high temperatures.
La limite supérieure de débit aspiré est plus contraignante. En cas d'incendie à l'intérieur du local, on remarque que le débit du ventilateur augmente progressivement à cause de la diminution de la masse volumique de l'air aspiré, entraînant une réduction du couple résistant de la turbine. Cette augmentation de débit est encore plus sensible pour des tourelles de désenfumage équipées de déflecteurs en plastique à rejet vertical vers le haut. En cas de fusion de ces déflecteurs, le gain significatif de débit peut faire échouer l'essai de contrôle du débit. Il est donc nécessaire d'opérer deux essais de contrôle de débit selon le type de ventilateur à rejet sans ou avec déflecteur. The upper limit of intake flow is more restrictive. In case of fire inside the room, we note that the fan flow increases gradually because of the decrease in the density of the air sucked, resulting in a reduction of the resistance torque of the turbine. This increase in flow rate is even more significant for smoke extraction turrets equipped with plastic deflectors with vertical discharge upwards. In case of fusion of these deflectors, the significant gain in flow can cause the flow control test to fail. It is therefore necessary to perform two flow control tests according to the type of exhaust fan without or with a deflector.
Dans le document FR-A-2759446 concernant une installation VMC à ventilation forcée, le débit est contrôlé au moyen d'un volet stabilisateur de pression monté pivotant du côté sortie du ventilateur à l'intérieur de la volute. En cas d'incendie, l'air chaud agit sur un vérin à action thermique qui coopère avec le volet pour le maintenir bloqué en position d'ouverture. Le débit d'air aspiré se trouve alors augmenté, et la limite supérieure recomrnandée par les protocoles d'essais risque de ne pas être respectée avec des gaz très chauds. Une telle installation n'est pas concernée par la double limite inférieure et supérieure du débit d'air aspiré. In document FR-A-2759446 concerning a VMC forced ventilation installation, the flow is controlled by means of a pressure stabilizer flap pivotally mounted on the outlet side of the fan inside the volute. In the event of a fire, the hot air acts on a thermal action cylinder which cooperates with the flap to keep it locked in the open position. The suction air flow rate is then increased, and the upper limit recommended by the test protocols may not be met with very hot gases. Such an installation is not concerned with the double upper and lower limits of the intake air flow rate.
Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients, et propose un dispositif de désenfumage à débit contrôlé respectant les réglementations en vigueur en cas d'un incendie, indépendamment du type de rejet avec ou sans déflecteur. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to remedy these drawbacks, and proposes a controlled rate smoke extraction device complying with the regulations in force in the event of a fire, regardless of the type of rejection with or without a deflector.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le collecteur d'admission est équipé de moyens d'amenée d'air supplémentaire devenant actifs au-dessus d'une température prédéterminée de manière à contrôler le débit d'air aspiré dans le conduit principal. According to the invention, this object is achieved by the fact that the intake manifold is equipped with additional air supply means becoming active above a predetermined temperature so as to control the flow of air sucked into the main conduit.
Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens d'amenée d'air sont formés par une collerette en matériau fusible, notamment un anneau intercalé 1s dans la surface latérale du collecteur d'admission tubulaire, la fusion dudit anneau engendrant une saignée annulaire constituant un orifice d'admission additionnel en communication avec le milieu extérieur. Il en résulte un deuxième écoulement d'air qui engendre une perte de débit d'air aspiré dans le conduit principal, de manière à ne pas dépasser la limite supérieure indiquée par les normes. Le débit d'air aspiré dans le conduit principal d'extraction est ainsi maîtrisé pendant un certain temps. According to a preferred embodiment, the air supply means are formed by a flange of fusible material, in particular a ring inserted in the lateral surface of the tubular intake manifold, the melting of said ring generating an annular groove constituting a additional inlet port in communication with the external environment. This results in a second flow of air which causes a loss of air flow sucked into the main duct, so as not to exceed the upper limit indicated by the standards. The air flow sucked into the main extraction duct is thus controlled for a certain time.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un dispositif de désenfumage selon l'invention, le collecteur d'admission du ventilateur étant équipé d'une collerette fusible lors du fonctionnement normal de ventilation, la demi-vue de gauche montrant une version à rejet horizontal, et la demi- vue de droite correspondant à une version à rejet vertical vers le haut. ; - la figure 2 montre une vue en élévation de la figure 1; - la figure 3 représente une vue identique de la figure 1 après fusion de la collerette lors d'une extraction d'air chaud en provenance du local sinistré par un incendie; la figure 4 est une vue en élévation de la figure 3. Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of a particular embodiment of the invention given by way of non-limiting example and shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic view in vertical section of a smoke extraction device according to the invention, the intake manifold of the fan being equipped with a fuse flange during normal ventilation operation, the half-view on the left showing a version with horizontal discharge, and the half-view on the right corresponding to a version with vertical rejection upwards. ; - Figure 2 shows an elevational view of Figure 1; - Figure 3 shows an identical view of Figure 1 after melting of the collar during a hot air extraction from the local disaster by a fire; Figure 4 is an elevational view of Figure 3.
Description d'un mode préférentiel de l'invention Description of a preferred embodiment of the invention
En référence aux figures 1 à 4, le dispositif de désenfumage comporte un ventilateur 10 d'aspiration d'air en provenance d'un local à ventiler, ledit ventilateur étant logé à titre d'exemple dans une tourelle 11 d'extraction généralement fixée sur le toit du local. La tourelle 11 est formée par un caisson 12 métallique ou plastique, lequel est subdivisé en un premier compartiment 13 de logement de la turbine 14, et un deuxième compartiment 15 renfermant le moteur électrique 16 d'entraînement de la turbine 14. With reference to FIGS. 1 to 4, the smoke extraction device comprises a fan 10 for extracting air from a room to be ventilated, said fan being housed as an example in a turret 11 for extraction generally fixed on the roof of the premises. The turret 11 is formed by a metal or plastic box 12, which is subdivided into a first compartment 13 housing the turbine 14, and a second compartment 15 enclosing the electric motor 16 for driving the turbine 14.
Les deux compartiments 13, 15 sont séparés l'un de l'autre par une cloison 17 horizontale servant de plaque d'appui pour le moteur 16. L'entraînement en rotation de la turbine 14 s'effectue au moyen d'un arbre vertical de transmission du moteur 16 traversant un trou 18 de la cloison 17. The two compartments 13, 15 are separated from each other by a horizontal partition 17 serving as a support plate for the motor 16. The rotation drive of the turbine 14 is carried out by means of a vertical shaft of the engine 16 passing through a hole 18 of the partition 17.
Le premier compartiment 13 de logement de la turbine 14 est agencé de préférence entre le deuxième compartiment 15 du moteur 16 situé à la partie supérieure de la tourelle 11, et le pavillon 19 d'aspiration se trouvant à la partie inférieure. The first housing compartment 13 of the turbine 14 is preferably arranged between the second compartment 15 of the engine 16 located at the upper part of the turret 11, and the suction horn 19 located at the bottom.
Le pavillon 19 d'aspiration est en liaison aéraulique avec l'entrée de la turbine 14 et un conduit principal 20 d'extraction d'air en communication avec le local. L'évacuation de l'air à la sortie de la turbine 14 s'opère par au moins un orifice o d'échappement 21 latéral permettant d'obtenir un dispositif de désenfumage à rejet horizontal (flèche F1, demi-vue de gauche de la figure 1) ou à rejet vertical (flèche F2, demi-vue de droite de la figure 1) vers l'extérieur. Dans cette dernière version, il suffit d'adapter un déflecteur 22 au droit de chaque orifice d'échappement 21 correspondant pour diriger l'écoulement d'air vers le haut. The suction horn 19 is connected with the air inlet to the turbine 14 and a main duct 20 for extracting air in communication with the local. The evacuation of the air at the outlet of the turbine 14 is effected by at least one lateral exhaust orifice (21) making it possible to obtain a horizontal discharge smoke extraction device (arrow F1, half-view from the left of the Figure 1) or vertical discharge (arrow F2, right half-view of Figure 1) to the outside. In this latter version, it suffices to adapt a deflector 22 to the right of each corresponding exhaust port 21 to direct the air flow upwards.
Pour être en conformité avec les normes de sécurité en cas d'incendie dans le local, le débit d'air aspiré dans le conduit principal 20 du dispositif de désenfumage doit être maîtrisé pendant une durée prédéterminée pour rester dans une plage étroite de fluctuation comprise à plus ou moins 10% par rapport à une valeur de référence. To comply with safety standards in case of fire in the room, the air flow sucked into the main duct 20 of the smoke extraction device must be controlled for a predetermined time to remain within a narrow range of fluctuation included in FIG. plus or minus 10% compared to a reference value.
Selon l'invention, le pavillon 19 d'aspiration est relié à l'entrée du premier compartiment 13 de la turbine 14 par un collecteur 23 d'admission équipé d'une collerette 24 en matériau fusible. Cette collerette 24 est formée à titre d'exemple par un anneau intercalé dans le collecteur 23 tubulaire. A froid, la collerette 24 obture la surface latérale annulaire du collecteur 23 pour obtenir le débit nominal du ventilateur 10 au cours de l'usage habituel et quotidien (figures 1 et 2). According to the invention, the suction louver 19 is connected to the inlet of the first compartment 13 of the turbine 14 by a manifold 23 inlet equipped with a collar 24 of fuse material. This flange 24 is formed by way of example by a ring inserted in the tubular manifold 23. When cold, the collar 24 closes the annular lateral surface of the collector 23 to obtain the nominal flow rate of the fan 10 during the usual and daily use (FIGS. 1 and 2).
Lors d'un incendie dans le local, l'air aspiré par le conduit principal 20 d'extraction s'échauffe progressivement, en subissant une diminution de sa masse volumique. Il en résulte une augmentation du débit d'air aspiré suite à la diminution du couple résistant de la turbine 14. Le dépassement de la limite supérieure du débit imposé par les normes est empêché par la fusion de la collerette 24 en matériau fusible (figures 3 et 4). During a fire in the room, the air sucked by the main pipe 20 extraction gradually heats, experiencing a decrease in density. This results in an increase in the air flow sucked following the reduction of the resistance torque of the turbine 14. The exceeding of the upper limit of the flow rate imposed by the standards is prevented by the fusion of the flange 24 of fuse material (FIG. and 4).
La fusion de la collerette 24 s'effectue au bout d'un temps prédéterminé en fonction du gradient de température de l'air aspiré dans le conduit 20, de manière à créer une saignée 25 dans le collecteur d'admission 23. La formation de cette saignée 24 constitue un orifice d'admission additionnel, non pas avec le conduit principal 20, mais avec le milieu extérieur. La dépression engendrée par la turbine 14 dans le premier compartiment 13 est donc utilisée pour assurer l'aspiration du premier écoulement de gaz chaud en provenance du conduit principal 20, et d'un deuxième écoulement d'air froid (flèche F3, figure 3) à travers la saignée 25. Ce deuxième écoulement engendre une perte de débit d'air aspiré dans le conduit principal 20, de manière à ne pas dépasser la limite supérieure indiquée par les normes. The fusion of the flange 24 takes place at the end of a predetermined time as a function of the temperature gradient of the air sucked into the duct 20, so as to create a groove 25 in the intake manifold 23. The formation of this groove 24 constitutes an additional inlet orifice, not with the main conduit 20, but with the external medium. The depression generated by the turbine 14 in the first compartment 13 is thus used to ensure the suction of the first flow of hot gas from the main pipe 20, and a second flow of cold air (arrow F3, Figure 3) This second flow generates a loss of air flow sucked into the main pipe 20, so as not to exceed the upper limit indicated by the standards.
Le débit d'air aspiré dans le conduit principal 20 d'extraction est ainsi maîtrisé pendant un certain temps. La perte de débit compense le gain de débit lié à la baisse de puissance électrique du moteur 16, ainsi que le gain lié à une éventuelle destruction des déflecteurs 22 dans le cas d'une tourelle 11 à rejet vertical. Dans le deuxième compartiment 15, le moteur 16 séparé de la turbine 14, n'est pas traversé par l'air chaud qui est évacué directement par l'orifice d'échappement 21 latéral. The air flow sucked into the main extraction pipe 20 is thus controlled for a certain time. The flow loss compensates for the flow gain related to the decrease in electric power of the motor 16, as well as the gain related to the possible destruction of the deflectors 22 in the case of a turret 11 with vertical discharge. In the second compartment 15, the motor 16 separated from the turbine 14, is not traversed by the hot air which is discharged directly through the exhaust port 21 lateral.
Il est ainsi possible d'installer un dispositif de désenfumage avec un ventilateur 10 à rejet horizontal, lui adjoindre en cas de besoin un déflecteur 22 de rejet vertical, sans avoir besoin de démonter et changer le motoventilateur, et tout en restant conforme à un seul procès verbal d'essai du débit aspiré. It is thus possible to install a smoke extraction device with a horizontal discharge fan 10, to add a deflector 22 vertical discharge, if necessary, without the need to dismantle and change the fan, and while remaining consistent with a single test report of the suction flow.
Il est clair que la collerette 24 en matériau fusible peut être remplacée par un moyen équivalent destiné à maîtriser le débit aspiré, notamment un bouchon ou un clapet à déclenchement thermique placé dans le collecteur d'admission 23, ou une turbine ayant une partie fusible aux extrémités des aubes pour diminuer les performances d'aspiration du ventilateur en cas de fusion. It is clear that the collar 24 of fuse material may be replaced by equivalent means for controlling the intake flow, in particular a plug or a thermal trigger valve placed in the intake manifold 23, or a turbine having a fuse portion to end of the blades to reduce the suction performance of the fan in case of melting.
o Selon une variante, le moteur 16 peut être monté directement sur le premier compartiment 13 de la turbine 14, sans nécessiter de deuxième compartiment dans le caisson 12. o According to one variant, the motor 16 can be mounted directly on the first compartment 13 of the turbine 14, without requiring a second compartment in the box 12.
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- 2004-11-18 FR FR0412264A patent/FR2878022B1/en not_active Expired - Fee Related
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