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DISPOSITIFS ASSURANT LA R~PARTITION ET LA
RÉGULATION AUTOMATIQUE DES D~BITS D'AIR
NOTAMMENT POUR LA VENTILATION DES LOCAUX.
En périphérie des habitations modernes ou anciennes
rénovées les façades sont isolées thermi~uement et les
huisseries sont équipées de joints, dans le but d'économiser
l'énergie.
La relative étanchéité ainsi obtenue provoque, dans
les logements confinés, des excès de condensation et de
moisissures qui détériore le bâti et les meubles et est né~aste
pour la santé des occupants, plus particulièrement durant les
périodes où les fenêtres restent fermées.
Pour cela il a été prévu l'organisation de dispositif
d'aération assurant, conformément à la réglementation, un
renouvellement général de l'air permanent mais contrôlé de
façon à assurer dans chaque local le débit nécessaire en
fonction de sa destination (salle de séjour, salle de bains,
cuisine, WC ...) et de l'heure d'utilisation (heures des repas
entre autres).
Pour cela il est connu un dispositif destiné à
contrôler automatiquement le débit d'air traversant chaque
ouverture d'aération des locaux, ledit dispositif étant
constitué par une boîte située au niveau de chaque dite
ouverture et comportant elle-même, de part et d'autre, deux
ouvertures pouvant être alternativement et plus ou moins
obturées, en fonction du sens et de la vitesse du courant d'air
qui la traverse, par une membrane souple placée en position
d'équilibre stable étant pendue librement entre les deux
ouvertures de ladite boîte. Mais il a été remarqué que la
souplesse de ladite membrane ne permettait pas une parfaite
régulation, le moindre courant d'air traversant ce dispositif
provoquant l'obturation quasi totale de l'ouverture correspon-
dante.
La présente invention a donc pour objet des perfec-
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la ;~ ~ 9 6 ~; 1 4
tionnements à un tel dispositif de manière à obtenir unerégulation aussi modulée que possible.
Pour cela la membrane placée entre les deux
ouvertures de la bolte qui équipe chaque ouverture du local
n'est plus une membrane souple mais est une membrane plane
flexible organisée de telle manière qu'elle présente une
résistance à la flexion différente suivant le sens du courant
d'air qui la sollicite. En outre un disposif de butée réglable
permet de limiter de façon variable son angle de flexion de
façon à contrôler la surface de l'ouverture obturée par la
membrane ainsi fléchie.
La présente invention vise un dispositif de
régulation de ventilation, comportant une membrane ayant des
faces interne et externe et des côtés horizontaux, la membrane
étant contenue dans un coffre muni de deux ouvertures situées
respectivement en amont et en aval, opposées et entre
lesquelles ladite membrane est retenue par l'un de ses côtés
horizontaux et est apte à osciller librement sous l'effet d'un
courant d'air qui traverse ledit coffre selon un sens et une
intensité donnée pour venir obturer plus ou moins l'une ou
l'autre des ouvertures suivant le sens du courant d'air et son
intensité, la membrane étant plane, flexible, située à
l'intérieur du cof~re, et retenu à l'intérieur dudit coffre au
niveau d'un de ses côtés horizontaux dans un dispositf assurant
un encastrement de ladite membrane sur une profondeur
différente sur chacune de ses faces de telle manière que ladite
membrane ait une résistance à une flexion qui soit différente
selon le sens dans lequel ladite membrane est sollicitée par le
courant d'air, à tel point que ladite membrane s'oppose
immédiatement à tout refoulement en venant obturer l'ouverture
située en amont dès qu'une dépression se manifeste au niveau de
la face externe de celle-ci, une flexion de ladite membrane
dans une direction de l'ouverture située en aval étant d'autant
plus importante que ladite membrane supporte une presion qui
est elle-même plus importante lors d'une variation de débit
d'air qui traverse le coffre de l'ouverture située en amont
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Ib
vers l'ouverture située en aval.
La figure 1 est un diagramme explicatif de l'effet de
régularisation de l'aération des locaux produite par le
dispositif objet de l'invention.
La figure 2 est une vue schématique en perspective du
di-pDsltif de re~u l ~ t iDn ~ut D
/
/
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La figure 2a est une vue schématique en plan (vue de dessous) du
système d'accrochage de la membrane flexible.
La figure 2b est une vue schématique en coupe transversale du
taquet d'ancrage de ladite membrane.
La figure 3 est une vue schématique en coupe verticale transversale
du coffre contenant le dispositif conforme à la figure 2.
La figure 4 est une vue schématique en coupe verticale transversale
dudit coffre montrant la butée réglable modifiant la surface d'aération.
La figure 5 est une vue schématique en coupe transversale d'un
coffre contenant le dispositif de réglage de l'aération conforme à la figure 2
et organisé pour être placé à l'ouïe d'un conduit de ventilation.
Les figures 6Aet 6~ sont des ~rues schématiques en coupe
transversale d'un coffre contenant le dispositif de réglage selon la figure 2
placé à l'intérieur des profilés d'une menuiserie métallique.
La figure 7 est une vue schématique en coupe verticale transversale
d'un coffre contenant le dispositif de contrôle d'aération selon la figure 5
inversé.
La figure 8 est une vue schématique en coupe verticale transversale
d'une variante comportant l'arête d'articulation de la membrane de régulation
en partie basse dudit coffre.
La figure 9 est une vue en coupe transversale d'une application du
dispositif de la figure 8 de part et d'autre d'une même paroi.
La figure 10 est une vue en coupe transversale montrant un cas
particulier d'utilisation du dispositif de la figure 8.
La figure 11 est une vue éclatée du dispositif selon l'application des
figures 9 et 10.
La figure 1 représente à titre d'exemple un immeuble de plusieurs
étages équipé de systèmes d'aération. Le renouvellement de l'air est assuré
par un courant d'air contrôlé au moyen de différents dispositifs mécaniques
ou statiques principalement constitués par:
- des dispositifs perfectionnés d'entrée d'air propre 1
- des dispositifs perfectionnés de sortie d'air usé 2
- des conduits d'évacuation de l'air provenant des cuisines 3 et des
WC et salles de bains 4
- des extracteurs d'air de type mécano-statique 5 et 6.
Les dispositifs perfectionnés d'entrée d'air propre 1 sont disposé6
sur des orifices réalisés sur les parois extérieures des pièces dites sèches,
telles que chambres, salle de séjour, salon, notamment sur les menuiseries
hautes 7.
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Les dispositifs perfectionnés de sortie d'air usé 2 sont disposés aux
orifices d'aération des pièces dites humides, notamment sur les orifices 8
raccordés au conduit collectif 3 des cuisines, et au conduit collectif 4 des WC
et des salles de bains.
5Les extracteurs d'air, disposés au sommet des conduits 3 et 4, de
type mécano-statique pouvant fonctionner en mécanique ou en statique,
conformes aux normes aspirent dans ces conduits pour procurer, suivant
leur allure de fonctionnement lente ou rapide, un débit d'air global réduit ou
intensif réparti dans chaque local au moyen de chaque dispositif de contrôle
10individuel placé au niveau de chaque orifice d'aération d'entrée ou de ~ortie. La présente invention porte sur le perfectionnement des dispositifs
d'entrée d'air 1 et de sorties d'air 2 en vue de mieux répartir dans chaque
logement le débit global fourni par les extracteurs 5 ou 6.
Ces perfectionnements permettent un premier réglage en usine du
15débit de chaque dispositif avec une possibilité d'ajustage complémentaire,
lors de sa mise en place sur le chantier, compte tenu des besoins ponctuels
qui peuvent varier suivant la porosité éventuelle des conduits due à leurs
défauts d'étanchéité ou suivant les contraintes réglementaires par exemple.
Parallèlement à ce rôle de régulation, ces dispositifs assurent une
2 0meilleure sécurité et protègent mieux la santé des habitants en s'opposant
spontanément aux perturbations provoquées par le vent, grâce notamment
aux facultés anti-retour et antisoufflage améliorées de ces dispositifs.
Les graphiques 1A~ 1B~ 1C de la figure 1 restituent schématiquement
l'évolution chronologique des débits en fonction de la nature des dispositifs
2 5d'aération installés. Ils justifient la complémentarité de l'ensemble des
composants suivant trois configurations.
Le graphique 1~ montre l'intensité de la ventilation au niveau des
différents étages non encore équipés de dispositifs de contrôle.
Le graphique 1B montre l'intensité de la ventilation aux niveau des
30différents étages après installation des extracteurs d'air 5 ou 6 au sommet
des conduits collectifs 3 et 4.
Le graphique 1c montre l'intensité de la ventilation au niveau des
différents étages après installation complète des différents organes de
production de ventilation 5 ou 6 et des différents dispositifs précités 1,2,3,4
3 5de contrôle spécifique de chaque local.
Selon le graphique Aa~ qui montre le cas où l'extraction dans les
conduits 3 et 4 est due au seul effet thermique, on observe un débit
nettement insuffisant, qui de bas vers le haut va en s'amenuisant, jusqu'à
risquer d'être nul aux niveaux supérieurs.
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Selon le graphique Ab, qui montre le cas (A~) par temps de vent
bénéficiant d'un faible effet venturi au niveau de la sortie des conduits 3 et
4, le résultat est inversé. On observe au niveau des logements supérieurs un
débit encore insuffisant, bien que légèrement meilleur, qui de haut vers le
bas, va en s'amenuisant jusqu'à risquer d'être presque nul au niveau
inférieur.
Sur ce genre de conduit non ou mal équipé de dispositif en sortie, on
observe souvent des refoulements d'air usé au niveau des logements des
étages supérieurs tel qu'il est schématisé en 9 dans le cas Aa et en 10 dans
le cas Ab.
Ces perturbations proviennent généralement de la perte de charge
excessive résultant, entre autres causes, d'extracteurs non performants, non
conformes à la norme en sortie des conduits.
Selon le graphique Ba, qui montre le cas où l'extraction dans les
conduits 3 et 4 est assistée par un extracteur à venturi performant, (moteur
arrêté), on observe au niveau des logements inférieurs, notamment par temps
froid, un débit thermique nettement amélioré qui du bas vers le haut, bien
que s'amenuisant dans les niveaux supérieurs, reste toutefois suffisant.
Selon le graphique Bb, qui montre le cas où l'extraction dans les
2 0 conduits 3 et 4 est assisté par le même extracteur statique balayé par le
vent, on constate en sortie de conduit (moteur arrêté) que le résultat est
inversé et on observe au niveau des logements supérieurs un débit
franchement amélioré, qui de haut vers le bas, bien que s'amenuisant dans
les niveaux inférieurs, reste largement suffisant.
2 5 Selon le graphique Bc~ qui montre le cas où les extracteurs mécano-
statiques 5 et 6 placés au sommet des conduits 3 et 4 sont animés par leur
moteur, on observe le même résultat proportionnel de haut vers le bas, que
par temps de vent (cas Bb)~ mais avec des débits franchement excessifs,
notamment dans les logements des niveaux supérieurs. On constate suivant
les graphiques Ba, Bb, Bc sur ces conduits partiellement équipés, des débits
suffisants ou excessifs et qui demandent par consequent, à être répartis et
doses.
Dans chacun des graphiques Ca et Cb, qui montrent tous deux une
installation totalement équipée des extracteurs 5 et 6 au sommet des conduits
3 et 4 ainsi que des dispositifs de contrôle 1,2,3 et 4 au niveau de chaque
local, on constate que le débit est identique à tous les étages, que se soit en
régime de marche réduit (Ca) ou en régime intensif (Cb).
Cette répartition et ce dosage, est le résultat du perfectionnement des
dispositifs complémentaires d'entrée et de sortie d'air, objet du présent
brevet.
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_
Les dessins annexés ne sont que des exemples non limitatifs de tels
dispositifs et montrent quelques applications de l'objet de l'invention dans la
réAli~Ation de modules d'entrée et de sortie d'air, pouvant être utilisé
également pour le perfectionnement de modules existants.
Le perfectionnement, objet de l'invention, représenté par la figure 2
comporte essentiellement un dispositif permettant à la membrane flexible 11
de présenter une résistance à la flexion différente selon le sens (avant ou
arrière) dans lequel elle est sollicitée par le courant d'air qui traverse le
coffre 12 dans lequel elle est placée et qui est ici partiellement représenté.
Pour cela, selon ladite figure 2~ la membrane flexible 11, est retenue à
l'une de ses extrémités horizontales, au moyen des tenons 14, par la butée 13
contre laquelle elle se trouve enserrée par la butée amovible 15 (fig 2 et 2a)
qui s'agrafe par sa forme de griffe à l'arrière de ladite butée 13 (fig. 2b).
Cet ensemble est introduit dans le coffre 12~ la butée 13 étant
solidaire de la platine 16 introduite dans la paroi supérieure du coffre 12
par translation, guidée par les queues d'aronde la bordant
La membrane 11, présente au niveau de cet ensemble ainsi retenu
dans le coffre 12, se trouvera pouvoir fléchir selon deux niveau de flexion
distincts éloignés de façon différente de sa zone d'encastrement.
Selon les figures 2 et 2b on constate en effet que la membrane 11
sollicitée vers l'avant du coffre 12 fléchira en prenant appui sur la butée
amovible 15, alors que sollicitée vers l'arrière elle fléchira en prenant appui
sur la butée fixe 13 qui dépasse dans la proportion nécessaire la butée
amovible 15, offrant ainsi dans ce cas une surface libre moindre et par le
2 5 fait même un couple de flexion plus élevée que lorsque ladite membrane est
sollicitée vers l'avant.
On obtient ainsi deux coefficients de flexibilité selon que ladite
membrane sera sollicitée selon le sens du courant d'air qui la traverse.
Afin d'accroître cette différence de résistance à la flexion suivant le
sens de sollicitation de la membrane 11, celle-ci est munie des lumières 17
(fig 2) situées au niveau de l'arête inférieure de la butée amovible 15, la
plus proche de l'encastrement, diminuant encore à ce niveau la résistance à
la flexion de ladite membrane en réduisant sensiblement la matière la
constituant. L'arête inférieure de la butée fixe 13, la plus éloignée de
3 5 l'encastrement se situe au contraire au delà de cette zone des lumières 17
imposant à ce niveau une résistance à la flexion supérieure à la précédente.
Un tel dispositif étant situé à l'intérieur du coffre 12 (figures 2,3, et
4) on voit que la membrane 11 peut venir obturer l'ouverture avant 18 sous
l'effet d'un faible retour de courant d'air venant de l'intérieur du conduit et
peut venir s'infléchir vers l'arrière sous l'effet d'une dépression provenant
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~ .
des conduits d'aération, obturant plus ou moins l'ouverture arrière 19
jusqu'au point de la traverser (fig 4) laissant alors libre passage de l'air
vers lesdits conduits.
Ce mouvement de flexion vers l'arrière peut être limité par la barrette
mobile horizontale 20 placée en travers de l'ouverture arrière 19 et contre
laquelle peut venir buter, dans son mouvement de flexion, la base de la
membrane 11 (fig 3). Ladite barrette 20 peut être déplacée verticalement
parallèle à elle-même à l'intérieur de l'ouverture arrière 19 de manière à
modifier l'angle de flexion de la membrane 11 nécessaire pour l'amener au
contact de ladite barrette.
La position de celle-ci peut même être suffisamment haute pour
permettre le libre passage de la base de la membrane 11 à travers
l'ouverture 19 (fig 4).
Ce réglage peut être fait de fa~on définitive en usine suivant la
destination de l'ensemble considéré. Il peut aussi être effectué par
l'utilisateur selon l'intensité de la ventilation qu'il désire en fonction de
l'état d'humidité du local. Dans ce dernier cas (fig 2) la barrette 20 peut
être manoeuvrée manuellement au moyen du cordon 21, la barrette 20 étant
munie du ou des ressorts antagonistes 22.
2 0 On comprend qu'ainsi constitué le dispositif permet des coefficients
d'obturation différents selon le sens de circulation de l'air par suite d'une
modification automatique de la flexibilité de la membrane selon le sens où elle
est sollicitée, son angle de flexion étant lui-même variable, selon les besoins
immédiats d'aération, en fonction de la position de la butée mobile 20.
Un tel dispositif qui assure deux valeurs de résistance à la flexion à
une même membrane en fonction de la situation différente de sa zone de
flexion par rapport à son extrémité encastrée, peut fonctionner
indifféremment que ladite membrane soit suspendue (fig 2,3,4,5 et 7
intéressant les ouvertures vers les conduits d'évacuation de l'air usé) ou
3 0 soit posée de chant à la base du coffre 12 de telle manière que sa flexion
s'opère aussi au niveau de deux zones distinctes selon son sens de
sollicitation (vues 6A et 6B de la f ig . 6 et fig.7,8,9 et 10).
Ces différentes figures constituent en effet des variantes du
dispositif, le coffre 12 pouvant présenter sensiblement une forme de
parallélépipède tronqué (fig. 2,3,4,5 et 7) selon 2 (fig. 1), ou de prisme
allongé (vues 6A, et 6B de la fig.6 et fig. 8,9,10 et 11) selon 1 (fig. 1).
Dans ce dernier cas le coffre 12 est composé de l'élément principal 23
représenté rompu sur la figure 11, où l'on voit la platine verticale 24 qui
porte à sa base le berceau 25, sur lequel repose la membrane 11 par son
40 arête inférieure, et la butée 13 située par rapport audit berceau de manière
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._
à augmenter la résistance à la flexion de la membrane 11 quand celle-ci est
sollicitée vers ladite platine 24 qui comporte l'ouverture arrière 26. Le coffre23 ainsi constitué comporte par ailleurs à sa partie supérieure une ouverture
27 qui peut recevoir un ffltre rigide, ajouré, de forme hémicylindrique 28 qui
5 est tapissé intérieurement par une grille fine et qui est retenu sur ledit
coffre 23 au niveau de ladite ouverture 27 au moyen des queues d'aronde 30
qui bordent chacune des génératrices extrèmes dudit filtre 28.
Le meme filtre 28 peut etre placé au niveau de l'ouverture 18 du
coffre 23.
1 0 On remarque que le filtre 28, qui joue son role de filtration de l'air
admis selon la figure 9, peut être automatiquement nettoyé de ses impuretés
(fig 10) lorsque le vent, pénétrant par l'ouverture 18 et refoulant la
membrane 11 contre l'ouverture 26, traverse ledit filtre 28 depuis l'intérieur
du coffre 23.
1 5 On remarque aussi que le filtre 28, placé à l'ouverture 27 du coffre
23 (fig 9) sur la face intérieure de l'huisserie 35, crée une certaine perte de
charge nécessaire pour que, en cas de refoulement de l'air du local vers
l'extérieur, la membrane 11 soit sollicitée pour venir obturer l'ouverture 26.
Cette meme perte de charge créée par le filtre 28 joue un rôle semblable au
niveau du même dispositif 23 placé à l'extérieur de la même huisserie.
Ainsi constitué le dispositif peut être placé, selon la figure 1~ à la
partie haute des huisseries; un tel dispositif pouvant être placé aussi bien à
l'extérieur qu'à l'intérieur de ladite huisserie 35 (fig 9). Réalisé selon la
figure 8 il peut aussi être introduit à l'intérieur des éléments métalliques
e~trudés des menuiseries métalliques 34 (vues 6A et 68 de la fig. 6) à
l'intérieur desquelles, quelle que soit leur profil (6A et 68 à titre d'exemple),
ledit coffre 12 s'intègre parfaitement, le courant d'air qui circule à travers
les interstices laissés sans joint des éléments métalliques étant contrôlé par
la membrane 11 ainsi introduite dans son circuit.
3 0 Dans ce cas l'organe de filtration 28 peut être placé au niveau des
ouvertures 33 aménagées dans lesdites menuiseries métalliques 34, sur leur
fa~ade extérieure, au droit de l'ouverture 18 du coffre 23 incorporé (fig 6),
ledit organe de filtration 28 comportant sur chacun de ses flancs d'extrémité
la fente radiale 31 ouverte dans l'axe du cylindre, qui permet sa compression
élastique, et à sa périphérie extérieure, de- part et d'autre desdits flancs,
des ergots 32 proches des queues d'aronde 30, qui coopèrent avec ces
dernières pour retenir ledit organe dans lesdites ouvertures 33 dans
lesquelles il est introduit par encliquetage.
On voit donc que le dispositif, objet de la demande, introduit dans
4 0 chacune des variantes décrites à titre d'exemple permet, grâce à la liberté
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de flexion de la membrane 11 vers l'orifice 18 du coffre qui la contient, de
s'opposer presque instantanément à tout refoulement du courant d'air de
l'arrière vers l'avant dans le cas de figure, qu'il s'agisse d'un retour d'air
venant du conduit vers le local ou du local vers l'extérieur. Et, inversement,
5 grâce à l'accroissement de la résistance à la flexion de la membrane 11 par laprésence de la butée 13, le dispositif permet dans chaque cas de figure, de
contrôler et de doser l'accès dans les locaux de l'air frais venant de
l'extérieur vers le local ou du local vers le conduit. La facilité du réglage
temporaire ou définitif du débit est obtenu par le déplacement de la barrette
10 20 qui limite la flexion de la membrane 11.
Le meme résultat est obtenu dans le cas de la figure 5 et 7, la
membrane 11 permettant dans ce cas de contrôler l'aspiration à travers le
conduit 3.
Il est donc ainsi possible d'organiser de façon rationnelle et
15 hygiénique la ventilation d'un appartement en dosant par la position
préalable de la barrette 20 les échanges d'air frais de chacun des locaux de
cet appartement en fonction de la nature de l'occupation de chacun de ces
locaux (buanderie, cuisine, salle de bains), et en donnant la possibilité de
modifier ces échanges pour chaque local en fonction de l'activité exercée
2 0 dans chacun suivant l'heure d'occupation (heures de repas, heur~s de
toilette, etc... ) grâce au déplacement de la barrette 20, effectué soit
manuellement au moyen du cordon 21, soit par tout moyen automatique de
commande thermostatique ou hygrométrique ou tout autre, de façon à régler
l'entrée de l'air frais en fonction de la température ou de l'hygrométrie.
2 5 Cette régulation de la ventilation de chaque local d'un même
appartement permet évidemment d'organiser avec la même facilité la
régulation de la ventilation des différents étages d'un même immeuble de
manière à obtenir la régularité de débit montrée par le diagramme 1c de la
figure 1.
