EP1060347B1 - Systeme de securite incorpore pour extracteur de fumees - Google Patents

Systeme de securite incorpore pour extracteur de fumees Download PDF

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EP1060347B1
EP1060347B1 EP99906305A EP99906305A EP1060347B1 EP 1060347 B1 EP1060347 B1 EP 1060347B1 EP 99906305 A EP99906305 A EP 99906305A EP 99906305 A EP99906305 A EP 99906305A EP 1060347 B1 EP1060347 B1 EP 1060347B1
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EP
European Patent Office
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air
pressure
suction
fact
pressostat
Prior art date
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EP99906305A
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German (de)
English (en)
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EP1060347A1 (fr
Inventor
Michel Zaniewski
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP1060347A1 publication Critical patent/EP1060347A1/fr
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Publication of EP1060347B1 publication Critical patent/EP1060347B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L17/00—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues
    • F23L17/005—Inducing draught; Tops for chimneys or ventilating shafts; Terminals for flues using fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M11/00—Safety arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2211/00—Flue gas duct systems
    • F23J2211/30—Chimney or flue associated with building ventilation system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2213/00—Chimneys or flues
    • F23J2213/70—Safety arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a security system incorporated in an extractor smoke that is placed at the outlet of the chimney flue of any room, by example of a dwelling, individual or collective, this extractor being equipped with a mechanical suction device, such as a turbine driven in rotation by a motor, especially electrical, so as to generate a vacuum in the duct which sucks the burnt gases and / or stale air in the space of the room to which the duct is connected.
  • a mechanical suction device such as a turbine driven in rotation by a motor, especially electrical, so as to generate a vacuum in the duct which sucks the burnt gases and / or stale air in the space of the room to which the duct is connected.
  • a malfunction of the mechanical suction device in particular due to a failure of the electric motor which ensures its training, can have effects harmful to the health of people in the home.
  • the same house has two separate exhaust ducts, each equipped with a type extractor mentionned.
  • One of the conduits - called sanitary - connects to the W.C. and the rooms baths ; the other - called main - is connected to the other rooms, including the kitchen.
  • the sanitary extractor ensures evacuation, more or less efficient, air present in all rooms; this assumes a passage of stale air inside the house, to the sanitary rooms in which takes place the evacuation.
  • This transit can also cause health problems, especially if the stale air is harmful, as it is if it comes directly from a boiler.
  • a pressure switch has two opposite pressure chambers connected by nozzles, one at low pressure (vacuum) and the other at high pressure (pressure atmospheric); they are separated by a membrane whose deformation in one direction ensures electrical contact while, in the other direction, it cuts the circuit. If the vacuum in the duct is sufficient, the state of the pressure switch can therefore allow the electrical supply to the boiler. Otherwise, which is a sign of extractor malfunction, it interrupts it
  • the security device described in document FR-A-2 631 687 includes a mechanical exhaust fan capable of stopping the operation of boilers when the fan stops.
  • the fan is equipped with a pressure switch capable of detecting the fan malfunction in order to open a shutter located in the lower part of the extraction duct and cause the boiler to shut down.
  • the present invention aims to solve the problems mentioned above, by proposing to safely control the proper functioning of the device mechanical suction, while making use of a usual differential pressure sensor whose reliability is proven and recognized, whose air intakes are positioned at the interior of a clean, or practically clean, air stream, the cost of which is relatively weak, namely a pressure switch.
  • the security system has two separate air intakes incorporated into the extractor and arranged in locations where, the suction device being in operation, the pressure is respectively lower and higher than atmospheric pressure ambient, these air intakes being respectively connected respectively to the nozzles of depression and pressure of a pressure switch forming a switch, the latter being adapted to trigger a safety event when the difference between the relative values of the overpressure and depression detected by the air intakes drops below a threshold value determined.
  • the air intake which is connected to the nozzle of pressure switch pressure is placed inside a vacuum chamber whose air inlet section is reduced by a throttle and / or a filter, so as to create a pressure drop at this level, and thus increase the value of the vacuum in said bedroom.
  • the suction device is a turbine double, comprising a set of upper blades and a set of lower blades
  • the socket of air which is connected to the pressure end of the pressure switch is placed above the set of upper blades.
  • the turbine when the turbine is mounted at the base of a shaft vertical outlet of an electric motor housed inside a vacuum chamber in which the air flow circulates from the top to the bottom, the air intake which is connected to the pressure switch vacuum nozzle is placed in this chamber.
  • the security system is associated with a duct which evacuates burnt gases coming from at least one boiler, the pressure switch being suitable for controlling the shutdown of the boiler.
  • the sanitary conduit a dwelling in which other rooms have at least one other duct with a similar extractor having a mechanical extraction device actuated by a motor, the pressure switch being adapted to control the stopping of this motor.
  • the extractor represented in FIGS. 1 and 2 is of the same general type as that described in FR-A-2 711 770 already mentioned.
  • This extractor 2 is installed at the upper open end of a chimney flue 1.
  • the upper part of the duct 1 is surrounded by a base 20.
  • the device comprises an electric motor 3, of axis ZZ ' , protected by a dome 21.
  • the motor output shaft 3, referenced 30, carries an effect turbine 6 centrifugal.
  • the turbine is a "double turbine". It includes a horizontal disc 60 which carries, on its upper face, a set of blades 61, of relatively low height, and on its underside, another set of blades 62, of greater height.
  • the motor 3 is housed inside a cup 5, of profiled shape, open upwards under the dome 21and downwards, towards the central zone of the disc 60.
  • the upper entry section of the cup 5 is reduced by a rim 51; in addition, the opening of the cup is fitted at this level with a filter 500.
  • the presence of the narrowing 51 and of the filter 500 creates a pressure drop which has the effect of increasing the vacuum inside the cup, when the extractor is in service.
  • the cup 5 has a discoid base 52 open in its part central, to allow the passage of the air flow downwards.
  • the centrifugal turbine 6 is surrounded by a ferrule, or sleeve 4 approximately cylindrical, open both upwards and downwards.
  • a set of suitable flanges and spacers are naturally provided to ensure the mutual fixing of these different elements, in the position shown.
  • This extractor is of the mixed type, which means that it can be used both static, engine 3 stopped, and dynamic, engine 3 running.
  • the rotation of the turbine 6 is symbolized by the arrow R.
  • the upper blades 61 generate a suction of air from the top to the bottom inside the cup 5.
  • the moving blades 61 and 62 generate a relatively large air flow towards the outside, by centrifugal effect, against the wall internal of the cuff 4. This air flow is deflected downwards by said wall and goes come to lick the profiled surface, for example frustoconical with rounded edges, and divergent down from the base 20.
  • the air intake 7, which senses a negative pressure p-, is connected, via a suitable pneumatic conduit, to the vacuum nozzle 90 of a pressure switch 9.
  • the air intake 8 which senses a positive pressure p + , is connected to the pressure end piece 91 of this pressure switch.
  • the pressure switch 9 comprises a membrane 900 which is exposed to the opposing pressures of the fluid supplied to each of its end pieces 90, 91.
  • This membrane controls a switch I which is closed when the differential pressure on the two sides of the membrane is greater at a predetermined threshold value, generally adjustable.
  • This switch is mounted on an electrical circuit supplied by a generator G - which can be the mains supply - and carrying an actuator A of electrically controlled safety event.
  • this actuator is, for example, a relay controlling the solenoid valve for stopping the boiler located in the room equipped with conduit 1.
  • the switch I When the differential pressure sensed by the two air intakes 7 and 8 is sufficient, the switch I is closed, and the relay A is in a state which authorizes the operation of the boiler. On the other hand, if the differential pressure falls below the threshold value, in particular if it becomes zero, the switch I opens, and the relay A switches to a state which causes the boiler to stop.
  • the relative values of pressures p + and p- are respectively +60 and - 60 Pascal.
  • a differential pressure of 120 Pa is therefore obtained, which is clearly greater than the usual sensitivity of a pressure switch, which is normally understood between 10 and 50 Pascal, depending on the model. The risks of inadvertent triggering of the security system are thus limited.
  • the pressure switch 9 is set for example so that the switch I opens when this differential pressure is less than 50 Pascal.
  • the operation of the system is very simple. In the event of the turbine 6 stopping for any reason whatsoever (failure of the engine 3, or blockage of the blades in particular), the air pressure at the air intake 7 is close to the air pressure at level of the air intake 8, so that the differential pressure is insufficient in the pressure switch 9 to keep the switch I closed.
  • centrifugal turbine 6 does not necessarily have to be completely stopped so that the security system is triggered.
  • the differential pressure supplied to the pressure switch 9 may be insufficient to keep the switch I closed ; of course, the adjustment of the threshold value of the pressure switch will be carried out according to the operating conditions of the extractor concerned, to avoid inadvertent tripping.
  • actuator A can be varied, depending on the safety event to be triggered.
  • the location of the air intakes 7 and 8 will preferably be chosen from the optimally, depending on the model and configuration of the extractor concerned, the socket 8 being advantageously placed where the overpressure is strongest and the socket 7 being ideally placed where the depression is maximum.
  • the air intake 8 could be placed under the horizontal base 52 of the cup 5, above the upper blades 61 of the double turbine.
  • the overpressure is high in this area.
  • the invention obviously applies to extractors having mechanical suction means different from the centrifugal turbine with which the embodiment described above. It applies in particular to propeller extractors or a cage-shaped turbine.

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Description

La présente invention concerne un système de sécurité incorporé dans un extracteur de fumées qui est placé à la sortie du conduit de cheminée d'un local quelconque, par exemple d'une habitation, individuelle ou collective, cet extracteur étant équipé d'un dispositif d'aspiration mécanique, tel qu'une turbine entraínée en rotation par un moteur, notamment électrique, de manière à générer dans le conduit une dépression qui aspire les gaz brûlés et/ou l'air vicié se trouvant dans l'espace du local auquel le conduit est raccordé.
Des extracteurs de ce type, auxquels s'applique en particulier la présente invention, sont décrits notamment dans les documents FR-A-2 459 424, FR-A-2 709 534 et FR-A-2 711 770, qui se rapportent à des dispositifs mixtes, susceptibles d'assurer la ventilation du local aussi bien en statique (moteur arrêté), sous l'action du vent (par effet Venturi), qu'en dynamique, par aspiration mécanique dans le conduit. Dans les solutions décrites dans les documents de brevets précités, l'aspiration des gaz dans le conduit, du bas vers le haut est obtenue - de manière assez surprenante - par soufflage d'un flux d'air, par la turbine, du haut vers le bas, en direction de l'embouchure du conduit, une embase profilée entourant cette dernière assurant la déviation de l'air vers l'extérieur et vers le bas pour obtenir ce résultat.
Un dysfonctionnement du dispositif d'aspiration mécanique, notamment dû à une panne du moteur électrique qui assure son entraínement, peut avoir des effets néfastes sur la santé des personnes se trouvant dans l'habitation.
C'est le cas, en particulier, lorsque l'habitation est équipée d'une chaudière dont les gaz brûlés, nocifs, sont susceptibles - à défaut d'être convenablement évacués - de s'accumuler dans les pièces habitées.
Il est assez courant, par ailleurs, qu'une même habitation soit dotée de deux conduits d'évacuation distincts, chacun équipé d'un extracteur du genre sus mentionné. L'un des conduits - dit sanitaire - se raccorde aux W.C. et aux salles de bains ; l'autre - dit principal - se raccorde aux autres pièces, dont la cuisine. En cas de panne de l'extracteur équipant le conduit principal; l'extracteur sanitaire assure l'évacuation, plus ou moins efficace, de l'air présent dans l'ensemble des pièces ; ceci suppose un transit de l'air vicié à l'intérieur de l'habitation, vers les pièces sanitaires dans lesquelles s'opère l'évacuation. Ce transit peut également poser des problèmes de santé, surtout si l'air vicié est nocif, comme c'est le cas s'il provient directement d'une chaudière.
On a déjà tenté de pallier ces difficultés en montant sur le circuit électrique de commande du moteur qui entraíne la turbine de l'extracteur un détecteur de non-alimentation. Ainsi, en cas d'interruption de l'alimentation (notamment panne de courant), la détection ainsi réalisée provoque le déclenchement d'un événement sécuritaire, par exemple l'arrêt de la chaudière.
Cette solution ne convient pas toujours.
En effet, il peut arriver que l'arrêt de la rotation de la turbine survienne à cause d'un corps étranger, par exemple d'un oiseau, qui s'est introduit et s'est trouvé bloqué à l'intérieur de l'extracteur, immobilisant les pales de la turbine. Dans cette hypothèse, le moteur électrique - quoique bloqué - est toujours alimenté et, par conséquent, la détection évoquée plus haut ne s'opère point.
Il a été proposé également, d'installer à l'intérieur du conduit un capteur de pression. En cas d'arrêt de l'aspiration - ou en cas d'aspiration insuffisante -, la dépression normalement mesurée dans le conduit cesse ; la pression qui y règne égale (ou se rapproche de) la pression atmosphérique. Cette mesure anormale déclenche l'événement sécuritaire.
Cette solution est envisageable dans l'hypothèse où les dépressions se développant dans les conduits sont relativement fortes, de l'ordre d'une centaine de Pascal, ou plus. En effet, on peut dans ce cas faire usages de pressostats. Il s'agit de capteurs de pression robustes, fiables, et peu coûteux, qui jouent le rôle d'interrupteurs. Un pressostat comporte deux chambres de pression opposées raccordées par des embouts, l'une à la basse pression (dépression) et l'autre à la haute pression (pression atmosphérique) ; elles sont séparées par une membrane dont la déformation dans un sens assure un contact électrique tandis que, dans l'autre sens, elle coupe le circuit. Si la dépression dans le conduit est suffisante, l'état du pressostat peut donc autoriser l'alimentation électrique de la chaudière. A défaut, ce qui est un signe de dysfonctionnement de l'extracteur, il l'interrompt
Malheureusement, cette solution n'est pas satisfaisante lorsqu'on travaille dans des conditions de dépression relativement faible, de l'ordre de 5 à 10 Pascal, comme c'est souvent le cas avec des systèmes d'extraction mixtes (statique/dynamique). En effet, dans de telles conditions, la sensibilité du pressostat a une valeur dont la grandeur est du même ordre voire supérieure à celle de la dépression dans le conduit. Les phénomènes de siphonage, pouvant découler simplement de l'ouverture d'une fenêtre de l'habitation, peuvent alors perturber l'écoulement de l'air - et corrélativement sa pression - dans le conduit, provoquant des déclenchements intempestifs de l'événement sécuritaire.
Un autre inconvénient, lié à l'emplacement de la prise d'air dans le conduit de fumées, est celui de l'encrassement rapide du pressostat.
Ce problème se rencontre également dans le dispositif décrit dans le FR-A-2 550 317 qui fait usage d'un pressostat apte à comparer la valeur de la dépression au niveau d'un organe déprimogène, tel qu'un col de Venturi, soit avec la pression atmosphérique, soit avec une pression de référence constituée par la pression de refoulement du ventilateur du brûleur de la chaudière, afin de commander éventuellement l'arrêt du fonctionnement dudit brûleur, via un contacteur.
En effet, dans cette solution connue les prises d'air du pressostat sont positionnées juste en sortie de chaudière, dans le flux des fumées, et se trouvent par conséquent directement exposés à l'encrassement.
De plus, la fluctuation permanente des dépressions, liées notamment aux perturbations du vent cause des difficultés pratiques de fonctionnement de la chaudière, car le débit engendré par le ventilateur du brûleur et, corrélativement, la valeur de la surpression et de la dépression sont relativement faibles dans le conduit de sortie de chaudière ; on observe donc des arrêts et remises en marche fréquentes et intempestives de la chaudière dues à ces fluctuations.
Le dispositif de sécurité décrit dans le document FR-A-2 631 687 comprend un ventilateur d'extraction mécanique apte à arrêter le fonctionnement des chaudières lorsque le ventilateur s'arrête.
A cet effet, le ventilateur est équipé d'un pressostat susceptible de détecter le défaut de fonctionnement du ventilateur afin d'ouvrir un volet situé en partie basse du conduit d'extraction et de provoquer l'arrêt de la chaudière.
Aucune information n'est donnée dans ce document quant au mode de fonctionnement du pressostat ni à l'emplacement de ses prises d'air.
La présente invention vise à résoudre les problèmes ci-dessus mentionnés, en proposant de contrôler de manière sûre le bon fonctionnement du dispositif d'aspiration mécanique, tout en faisant usage d'un capteur usuel de pression différentielle dont la fiabilité est éprouvée et reconnue, dont les prises d'air sont positionnées à l'intérieur d'un flux d'air propre, ou pratiquement propre, et dont le prix de revient est relativement faible, à savoir un pressostat.
Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que le système de sécurité comporte deux prises d'air séparées incorporées à l'extracteur et disposées en des emplacements où, le dispositif d'aspiration étant en fonctionnement, la pression est respectivement inférieure et supérieure à la pression atmosphérique ambiante, ces prises d'air étant respectivement connectées respectivement aux embouts de dépression et de pression d'un pressostat formant interrupteur, ce dernier étant adapté pour déclencher un événement sécuritaire lorsque l'écart entre les valeurs relatives de la surpression et de la dépression détectées par les prises d'air descend en deçà d'une valeur-seuil déterminée.
Ainsi, la différence (soustraction) entre les deux nombres relatifs que sont les valeurs de la surpression (positive) et celle de la dépression (négative), revient à ajouter leurs valeurs absolues, de sorte que le pressostat est soumis à une pression différentielle suffisante par rapport à son seuil de sensibilité. L'air capté est propre.
Avantageusement, la prise d'air qui est connectée à l'embout de dépression du pressostat est placée à l'intérieur d'une chambre de dépression dont la section d'entrée d'air est réduite par un étranglement et/ou un filtre, de manière à créer une perte de charge à ce niveau, et augmenter ainsi la valeur de la dépression dans ladite chambre.
Dans un mode de réalisation préférentiel, applicable à un extracteur possédant un dispositif d'aspiration constitué par une turbine à effet centrifuge, montée rotative à l'intérieur d'une manchette, contre laquelle est projeté l'air généré par la turbine, la prise d'air connectée à l'embout de pression du pressostat est placée sur la paroi intérieure de cette manchette.
Dans une variante, dans laquelle le dispositif d'aspiration est une turbine double, comprenant un jeu de pales supérieures et un jeu de pales inférieures, la prise d'air qui est connectée à l'embout de pression du pressostat est placée au dessus du jeu de pales supérieures.
Avantageusement, lorsque la turbine est montée à la base d'un arbre vertical de sortie d'un moteur électrique logé à l'intérieur d'une chambre de dépression dans laquelle le flux d'air circule du haut vers le bas, la prise d'air qui est connectée à l'embout de dépression de pressostat est placée dans cette chambre.
Dans une application possible le système de sécurité est associé à un conduit qui évacue des gaz brûlés provenant d'au moins une chaudière, le pressostat étant adapté pour commander l'arrêt de la chaudière.
Dans une autre application possible, il est associé au conduit sanitaire d'un logement dont d'autres pièces possèdent au moins un autre conduit doté d'un extracteur similaire possédant un dispositif d'extraction mécanique actionné par un moteur, le pressostat étant adapté pour commander l'arrêt de ce moteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un mode de réalisation possible.
Sur ces dessins :
  • la figure 1 est une vue de face schématique, coupée par un plan de symétrie vertical, d'un extracteur de type usuel pourvu d'un système de sécurité conforme à l'invention ;
  • la figure 2 est une vue de dessus de l'extracteur de la figure 1, coupée par le plan horizontal référencé II-II sur cette dernière ;
  • la figure 3 est un schéma des circuits pneumatique et électrique du système.
L'extracteur représenté sur les figures 1 et 2 est du même type général que celui décrit dans le FR-A-2 711 770 déjà mentionné.
Cet extracteur 2 est installé à l'extrémité supérieure débouchante d'un conduit de cheminée 1.
Il présente une symétrie de révolution autour de l'axe vertical ZZ' du conduit.
La partie supérieure du conduit 1 est entourée par une embase 20.
Le dispositif comporte un moteur électrique 3, d'axe ZZ', protégé par une coupole 21.
L'arbre de sortie du moteur 3, référencé 30, porte une turbine 6 à effet centrifuge.
Dans le mode de réalisation illustré, la turbine est une "double turbine". Elle comprend un disque horizontal 60 qui porte, sur sa face supérieure un jeu de pales 61, de hauteur relativement faible, et sur sa face inférieure, un autre jeu de pales 62, de plus grande hauteur.
Cette disposition est illustrée sur la figure 4 du brevet précité, auquel on pourra se reporter au besoin.
Le moteur 3 est logé à l'intérieur d'une coupelle 5, de forme profilée, ouverte vers le haut sous la coupole 21et vers le bas, vers la zone centrale du disque 60.
La section d'entrée supérieure de la coupelle 5 est réduite par un rebord 51; de plus, l'ouverture de la coupelle est garnie à ce niveau d'un filtre 500. La présence du rétrécissement 51 et du filtre 500 crée une perte de charge ayant pour effet d'accroítre la dépression à l'intérieur de la coupelle, lorsque l'extracteur est en service.
La coupelle 5 possède une embase discoïde 52 ouverte dans sa partie centrale, pour autoriser le passage du flux d'air vers le bas.
La turbine centrifuge 6 est entourée d'une virole, ou manchette 4 approximativement cylindrique, ouverte aussi bien vers le haut que vers le bas.
Un ensemble de brides et d'entretoises appropriées, non représentées sur la figure 1, sont naturellement prévues pour assurer la fixation mutuelle de ces différents éléments, dans la position illustrée.
Cette extracteur est du type mixte, ce qui signifie qu'il peut être utilisé aussi bien en statique, moteur 3 arrêté, qu'en dynamique, moteur 3 en marche.
Le fonctionnement statique est possible lorsqu'il y a des conditions de vent extérieur satisfaisantes ; le passage du vent dans l'espace libre séparant l'embase 20 de la manchette 8 a pour effet, par un phénomène de Venturi , de provoquer une aspiration de l'air vicié, du haut vers le bas dans le conduit 1, ce qui assure l'évacuation recherchée.
Lorsque les conditions de vent ne sont pas satisfaisantes - ou pour d'autres raisons -, le moteur 3 est mis en marche.
On observe alors une circulation d'air qui est symbolisée sur la figure 1 par les flèches i.
La rotation de la turbine 6 est symbolisée par la flèche R. Les pales supérieures 61 engendrent une aspiration de l'air du haut vers le bas à l'intérieur de la coupelle 5.
L'air pénètre à l'intérieur de l'extracteur par l'ouverture de la coupole 21, se dirige vers le haut, puis redescend à travers le filtre 500 dans l'espace intérieur 50 de la coupelle, espace qu'on désignera "chambre de dépression".
On notera que le passage de l'air autour du moteur 3 participe à son refroidissement en cours de fonctionnement.
L'air ressort de haut en bas de la chambre de dépression 50 à travers l'ouverture centrale de l'embase de coupelle 52.
En partie basse de la coupelle 5, les pales en mouvement 61 et 62 génèrent un flux d'air relativement important vers l'extérieur, par effet centrifuge, contre la paroi interne de la manchette 4. Ce flux d'air se trouve dévié vers le bas par ladite paroi et va venir lécher la surface profilée, par exemple tronconique à bords arrondis, et divergente vers le bas, de l'embase 20.
Il en résulte un phénomène d'aspiration dans le conduit 1.
Au cours de ce processus, il s'établit dans l'extracteur une répartition relativement stable de la pression d'air.
Si on prend pour référence la pression atmosphérique ambiante, on observe à l'intérieur de la chambre 50, et en particulier à sa base, une dépression (pression négative) relativement forte. Celle-ci est liée à la perte de charge à l'entrée de la chambre, qui induit un phénomène de succion importante ; au contraire, on observe à proximité de la paroi de la manchette 4, et notamment en vis à vis des pales 62, une surpression assez élevée (pression positive).
Conformément à l'invention, sont installées dans ces deux endroits des prises d'air référencées respectivement 7 et 8.
Comme cela est illustré sur la figure 3, la prise d'air 7, qui capte une pression négative p- est connectée, via un conduit pneumatique approprié, à l'embout de dépression 90 d'un pressostat 9.
De manière similaire, la prise d'air 8, qui capte une pression positive p+, est connectée à l'embout de pression 91 de ce pressostat.
De manière connue, le pressostat 9 comporte une membrane 900 qui est exposée aux pressions antagonistes du fluide amené à chacun de ses embouts 90, 91. Cette membrane commande un interrupteur I qui est fermé lorsque la pression différentielle des deux côtés de la membrane est supérieure à une valeur-seuil prédéterminée, en général réglable. Cet interrupteur est monté sur un circuit électrique alimenté par un générateur G - qui peut être l'alimentation du secteur - et portant un actionneur A d'événement sécuritaire à commande électrique. Dans un mode de réalisation possible, cet actionneur est par exemple un relais commandant l'électrovanne d'arrêt de la chaudière se trouvant dans le local équipé du conduit 1.
Lorsque la pression différentielle captée par les deux prises d'air 7 et 8 est suffisante, l'interrupteur I est fermé, et le relais A est dans un état qui autorise le fonctionnement de la chaudière. En revanche, si la pression différentielle tombe en dessous de la valeur-seuil, en particulier si elle devient nulle, l'interrupteur I s'ouvre, et le relais A bascule dans un état qui provoque l'arrêt de la chaudière.
A titre indicatif, les valeurs relatives des pressions p+ et p- sont respectivement de +60 et de - 60 Pascal.
La différence entre ces deux pressions est donc 60- (- 60) = 120 Pa.
On obtient donc une pression différentielle de 120 Pa, qui est nettement plus grande que la sensibilité usuelle d'un pressostat, laquelle est normalement comprise entre 10 et 50 Pascal, selon les modèles. Les risques de déclenchement intempestif du système de sécurité se trouvent ainsi limités.
Le pressostat 9 est réglé par exemple pour que l'interrupteur I s'ouvre lorsque que cette pression différentielle est inférieure à 50 Pascal.
Le fonctionnement du système est très simple. En cas d'arrêt de la turbine 6 pour quelque raison que ce soit (panne du moteur 3, ou blocage des pales notamment) la pression d'air au niveau de la prise d'air 7 est voisine de la pression d'air au niveau de la prise d'air 8, de sorte que la pression différentielle est insuffisante dans le pressostat 9 pour maintenir l'interrupteur I fermé.
Ceci provoque par conséquent le basculement du relais A et l'arrêt de la chaudière.
La production de gaz brûlés dans le local dont la ventilation n'est pas correctement assurée cesse donc.
Il convient de noter que la turbine centrifuge 6 ne doit pas forcément être totalement arrêtée pour que soit déclenché le système de sécurité.
En effet, si la vitesse de rotation de la turbine est anormalement faible, par exemple à la suite de frottements indésirables d'une pale déformée contre la manchette 4, la pression différentielle amenée au pressostat 9 peut être insuffisante pour maintenir l'interrupteur I fermé ; bien entendu, le réglage de la valeur-seuil du pressostat sera effectué en fonction des conditions de mise en oeuvre de l'extracteur concerné, pour éviter les déclenchement intempestifs.
La nature et la fonction de l'actionneur A peuvent être variées, selon l'événement sécuritaire qui doit être déclenché.
Ce peut être simplement une alarme par exemple.
Comme déjà mentionné plus haut, ce peut être également la commande d'arrêt d'un autre extracteur, celui-ci équipant un autre conduit branché sur la même habitation que l'extracteur concerné par l'invention.
L'emplacement des prises d'air 7 et 8 sera choisi de préférence de la manière optimale, en fonction du modèle et de la configuration de l'extracteur concerné, la prise 8 étant avantageusement placée là où la surpression est la plus forte et la prise 7 étant idéalement placée là où la dépression est maximale.
Dans une variante du dispositif, la prise d'air 8 pourrait être placée sous l'embase horizontale 52 de la coupelle 5, au dessus des pales supérieures 61 de la double turbine. La surpression est élevée dans cette zone.
On remarquera que les prises d'air étant installées, non pas dans le conduit de cheminée, mais à l'intérieur même de l'extracteur, dans des espaces parcourus par de l'air propre - ou pratiquement propre - le risque d'encrassement du pressostat par les fumées est éliminé ou, à tout le moins, notablement réduit.
L'invention s'applique bien évidemment à des extracteurs ayant des moyens d'aspiration mécanique différents de la turbine centrifuge dont est pourvu le mode de réalisation décrit plus haut. Elle s'applique notamment à des extracteurs à hélice ou à turbine en forme de cage.

Claims (7)

  1. Système de sécurité incorporé dans un extracteur de fumées (2) placé à la sortie d'un conduit (1) et équipé d'un dispositif d'aspiration (6) mécanique, tel qu'une turbine, apte à générer une dépression dans le conduit (1), caractérisé par le fait qu'il comporte deux prises d'air séparées (7, 8) incorporées à l'extracteur (2) et disposées en des emplacements où, le dispositif d'aspiration (6) étant en fonctionnement, la pression est respectivement inférieure et supérieure à la pression atmosphérique ambiante, ces prises d'air (7, 8) étant connectées respectivement aux embouts de dépression (90) et de pression (91) d'un pressostat (9) formant interrupteur, ce dernier étant adapté pour déclencher un événement sécuritaire lorsque l'écart entre les valeurs relatives de la surpression (p+) et de la dépression (p-) détectées par les prises d'air (8, 7) descend en deçà d'une valeur-seuil déterminée.
  2. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la prise d'air (7) qui est connectée à l'embout de dépression (90) du pressostat (9) est placée à l'intérieur d'une chambre de dépression (50) dont la section d'entrée d'air est réduite par un étranglement (51) et/ou un filtre (500) de manière à créer une perte de charge à ce niveau et augmenter la valeur de la dépression dans ladite chambre (50).
  3. Système de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit dispositif d'aspiration (6) est une turbine à effet centrifuge, montée rotative à l'intérieur d'une manchette (4), contre laquelle est projeté l'air généré par la turbine, et que la prise d'air (8) connectée à l'embout de pression (91) du pressostat (9) est placée sur la paroi intérieure de cette manchette (4).
  4. Système de sécurité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ledit dispositif d'aspiration (6) est une turbine double, comprenant un jeu de pales supérieures (61) et un jeu de pales inférieures (62), et que la prise d'air qui est connectée à l'embout de pression (91) du pressostat est placée au dessus du jeu de pales supérieures (61).
  5. Système de sécurité selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite turbine est montée à la base d'un arbre vertical (30) de sortie d'un moteur électrique (3) logé à l'intérieur d'une chambre de dépression (50) dans laquelle le flux d'air circule du haut vers le bas, caractérisé par le fait que la prise d'air (7) qui est connectée à l'embout de dépression (90) de pressostat (9) est placée dans cette chambre (50).
  6. Système de sécurité selon l'une des revendications 1 à 5, associé à un conduit (1) qui évacue des gaz brûlés provenant d'au moins une chaudière, caractérisé par le fait que le pressostat (9) est adapté pour commander l'arrêt de la chaudière.
  7. Système de sécurité selon l'une des revendications 1 à 5, associé au conduit sanitaire (1) d'un logement dont d'autres pièces possèdent au moins un autre conduit doté d'un extracteur similaire possédant un dispositif d'extraction mécanique actionné par un moteur, caractérisé par le fait que le pressostat (9) est adapté pour commander l'arrêt de ce moteur.
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