Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02291587 1999-11-24
WO-98/55808 PCT/FR98/01103
1
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
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
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
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
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
CA 02291587 1999-11-24
WO-98/55808 PCT/FR98/01103
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
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98101103
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.
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
6
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 ;
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
7
- 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.
CA 02291587 1999-11-24
W U 98/55808 PCT/FR98/01103
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.
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
9
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
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
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
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 PCT/FR98/01103
I1
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
CA 02291587 1999-11-24
WO-98/55808 PCT/FR98/01103
12
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
CA 02291587 1999-11-24
WO-98/55808 PCT/FR98/01103
13
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.
CA 02291587 1999-11-24
WO 98/55808 14 PCT/FR98/01103
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
