[0001] La présente invention concerne un dispositif de diffusion destiné à être monté au
plafond d'une pièce d'un bâtiment et à être raccordé à une installation de ventilation
du bâtiment pour insuffler de l'air dans ladite pièce.
[0002] Le dispositif de diffusion constitue l'organe terminal d'une installation de soufflage
mécanisé d'une installation de ventilation, permettant notamment le chauffage et/ou
la climatisation du bâtiment.
[0003] De façon connue, un tel dispositif comprend un plénum qui présente, en position montée,
un axe sensiblement vertical, le plénum comportant une paroi supérieure, une paroi
latérale dans laquelle est ménagé un orifice d'entrée d'air destiné à être raccordé
à ladite installation et une paroi inférieure dans laquelle est ménagée une ouverture
d'insufflation d'air dans ladite pièce.
[0004] Il existe deux grandes familles de dispositifs de diffusion.
[0005] Les diffuseurs à jet « plat », d'une part, comprennent généralement, en regard de
l'ouverture d'insufflation, une série d'ailettes fixées au plénum et disposées en
carrés ou cercles concentriques, provoquant ainsi l'insufflation d'air dans la pièce
selon une pluralités de jets plats. Les dispositifs de diffusion de cette première
famille permettent d'obtenir un débit d'air important, mais le confort qu'ils procurent
peut s'avérer insuffisant du fait d'un faible brassage entre l'air de la pièce et
l'air insufflé.
[0006] Les dispositifs de diffusion à jet « hélicoïdal », d'autre part, comprennent généralement
des ailettes rotatives disposées en regard de l'ouverture d'insufflation, ce qui permet
d'assurer un brassage important entre l'air insufflé et l'air de la pièce, même à
des vitesses résiduelles faibles. Ainsi, les dispositifs de diffusion de cette deuxième
famille constituent une solution très intéressante pour apporter un confort satisfaisant
dans une pièce. Toutefois, ces dispositifs de diffusion ne permettent pas d'insuffler
de l'air à des débits importants, du fait de leur structure (présence de petites buses,
de petits déflecteurs, etc.).
[0007] Le document
EP 1 118 820 décrit un dispositif d'aspiration d'air dans lequel sont prévus des moyens de création
d'une spirale d'air insufflé, entourant la colonne d'air aspiré. L'air insufflé passe
par un certain nombre de stators disposés en couronne en partie inférieure du plénum,
et forme un cône entourant l'air aspiré. Du fait de la présence des stators, l'air
ne peut pas être insufflé avec un débit important. D'autre part, le dispositif décrit
dans ce document ne conviendrait pas à une application dans le domaine du chauffage
ou de la climatisation de bâtiments.
[0008] La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, en
fournissant un dispositif de diffusion qui permette à la fois d'obtenir un confort
satisfaisant et des débits d'insufflation importants.
[0009] A cet effet, l'invention concerne un dispositif de diffusion destiné à être monté
au plafond d'une pièce d'un bâtiment et à être raccordé à une installation de ventilation
du bâtiment pour insuffler de l'air dans ladite pièce, le dispositif comprenant un
plénum qui présente, en position montée, un axe sensiblement vertical, le plénum comportant
:
- une partie principale qui possède une extrémité inférieure ouverte et une paroi latérale
dans laquelle est ménagé un orifice d'entrée d'air destiné à être raccordé à ladite
installation ;
- une paroi inférieure dans laquelle est ménagée une ouverture d'insufflation d'air
dans ladite pièce ;
la géométrie du plénum étant agencée pour provoquer un mouvement tourbillonnant de
l'air dans le plénum depuis l'orifice d'entrée vers l'ouverture d'insufflation, sensiblement
autour de l'axe du plénum,
le dispositif de diffusion comprenant en outre une plaque globalement plane, fixée
sensiblement horizontalement en partie inférieure du plénum, en regard de l'ouverture
d'insufflation, ladite plaque possédant des dimensions horizontales supérieures à
celles de l'extrémité inférieure ouverte de la partie principale du plénum et étant
agencée pour que l'air sorte du dispositif autour de ladite plaque, selon un mouvement
rotatif sensiblement centré sur l'axe du plénum, et sensiblement contenu dans un plan
horizontal.
[0010] Grâce à l'invention, on obtient une très bonne giration de l'air en sortie du dispositif
de diffusion, provoquant un important brassage et en conséquence une efficacité et
un confort accrus. L'invention prévoit de mettre l'air en rotation à l'intérieur même
du plénum, par la géométrie particulière de celui-ci, en amont de l'ouverture de diffusion,
et d'assurer que l'air soit toujours en rotation suffisante lorsqu'il est diffusé
dans la pièce, grâce à la plaque. Cette mise en rotation n'étant pas obtenue par des
petites buses ou des ailettes, comme dans les dispositifs de diffusion à jet hélicoïdal
de l'art antérieur, il est possible d'obtenir des débits d'air insufflé importants,
comparables à ceux obtenus avec des dispositifs de diffusion à jet plat.
[0011] II est à noter que, avantageusement, le passage du flux d'air, à la périphérie de
la plaque, est libre, c'est-à-dire dépourvu de tout organe agissant sur ce flux d'air
(comme des buses, des déflecteurs, des ailettes, etc.)
[0012] Ce débit important ne s'accompagne pas d'un inconfort pour les occupants de la pièce,
puisque la géométrie du dispositif selon l'invention est prévue pour que l'air soit
insufflé globalement dans un plan horizontal. Par « sensiblement contenu dans un plan
horizontal » il faut comprendre que le flux d'air est incliné par rapport à l'horizontale,
vers le bas, d'un angle inférieur à 20°, voire inférieur à 10°. Le flux d'air, périphérique
à la plaque, présente une vitesse horizontale élevée et une vitesse verticale faible.
Ainsi, en sortie du dispositif, qui est placé immédiatement sous le plafond, l'air
est diffusé avec une forte vitesse en suivant le plafond. Lorsque l'air retombe dans
la pièce, sa vitesse a nettement diminué, ce qui fait que les occupants n'ont pas
la sensation de recevoir un courant d'air froid.
[0013] On notera que dans certains modes de réalisations, l'extrémité inférieure ouverte
de la partie principale du plénum est confondue avec l'ouverture d'insufflation.
[0014] La plaque est globalement plane, mais peut présenter une forme légèrement bombée
vers le haut.
[0015] Selon un premier mode de réalisation, la partie principale du plénum possède une
forme sensiblement parallélépipédique et l'orifice d'entrée est ménagé dans l'une
des quatre faces de la paroi latérale de façon décalée par rapport à la médiane verticale
de ladite face. C'est donc la position décentrée du piquage qui permet ici la mise
en rotation de l'air dans le plénum.
[0016] Selon un deuxième mode de réalisation, la partie principale du plénum possède sensiblement
une forme de volute. Dans ce cas, la mise en rotation de l'air est obtenue par la
forme de la paroi latérale du plénum, similaire à la volute d'une turbine. La partie
principale du plénum peut être sensiblement cylindrique et l'orifice d'entrée ménagé
dans la paroi latérale de façon décalée par rapport à l'axe de cette partie cylindrique.
[0017] Avantageusement, le dispositif de diffusion peut comprendre des moyens disposés à
l'intérieur du plénum pour favoriser le mouvement tourbillonnant de l'air dans le
plénum.
[0018] Ces moyens peuvent être disposés contre la paroi latérale du plénum. Dans le cas
d'un plénum parallélépipédique, on peut ainsi modifier la géométrie de l'espace intérieur
pour que celle-ci se rapproche d'une forme arrondie, limitant ainsi les tourbillons
d'air localisés dans les angles du plénum. Il peut s'agir par exemple d'éléments en
forme de dièdres placés dans les angles entre les faces de la paroi latérale du plénum
parallélépipédique, à l'exception de l'angle voisin de l'orifice d'entrée. En variante,
ces moyens peuvent présenter la forme de la paroi latérale d'une volute débouchant
dans l'orifice d'entrée.
[0019] De façon alternative ou additionnelle, ces moyens favorisant le mouvement tourbillonnant
de l'air dans le plénum peuvent être disposés sensiblement selon l'axe du plénum,
au centre de ce dernier. Ces moyens, placés dans une zone inactive au plan aéraulique
(où l'air possède une très faible vitesse) facilitent alors une mise en vitesse périphérique
de l'air dans le plénum.
[0020] Quelle que soit leur disposition, lesdits moyens peuvent comprendre un matériau acoustiquement
absorbant, qui leur permet en outre de limiter le bruit généré, notamment le bruit
causé par la centrale de traitement d'air et se propageant dans les conduits.
[0021] Selonn une réalisation possible, le plénum comprend un prolongement de la partie
principale qui est évasé vers le bas, ledit prolongement possédant une extrémité inférieure
ouverte formant l'ouverture d'insufflation d'air dans la pièce, la plaque possédant
des dimensions horizontales inférieures à celles de l'extrémité inférieure ouverte
du prolongement du plénum. Ces dispositions favorisent la giration de l'air et l'obtention
d'un jet contenu sensiblement dans un plan horizontal.
[0022] La plaque peut être située sensiblement dans le même plan que le bord inférieur du
plénum. En d'autres termes, la plaque peut être située sensiblement dans le même plan
que le bord inférieur du prolongement, dans le même plan que l'ouverture d'insufflation
d'air. Cette disposition favorise l'obtention d'un jet d'air plat, et répond également
à des considérations esthétiques, puisqu'il est alors possible qu'aucun élément du
dispositif de diffusion ne dépasse sous le plafond.
[0023] En variante, la plaque est située à distance du bord inférieur du plénum-dessous
dudit bord, et présente des dimensions supérieures à celles de l'ouverture d'insufflation.
[0024] On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation
possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :
La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de diffusion selon un premier
mode de réalisation de l'invention ;
La figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne AA de la figure 2 ;
Les figures 4 et 5 représentent un premier mode de réalisation du plénum du dispositif
de la figure 1, respectivement en vue de dessous et en perspective ;
Les figures 6 et 7 représentent un deuxième mode de réalisation du plénum du dispositif
de la figure 1, respectivement en vue de dessous et en perspective ;
Les figures 8 et 9 représentent un troisième mode de réalisation du plénum du dispositif
de la figure 1, respectivement en vue de dessous et en perspective ;
Les figures 10 à 12 représentent un dispositif de diffusion selon un deuxième mode
de réalisation de l'invention, respectivement en perspective de dessous, en vue latérale
et en perspective de dessus ;
La figure 13 est une vue en perspective du dispositif de diffusion de la figure 10,
coupé verticalement selon un plan passant par l'axe du plénum ;
La figure 14 est une vue en coupe du dispositif selon la ligne BB de la figure 11;
La figure 15 est une vue de dessous du dispositif de la figure 11 ;
Les figures 16 et 17 représentent un dispositif de diffusion selon un troisième mode
de réalisation de l'invention, respectivement en perspective, et en vue de dessus
; et
Les figures 18 et 19 sont des vues en coupe du dispositif selon la ligne EE de la
figure 17, selon deux variantes de réalisation.
[0025] Comme illustré sur les figures, l'invention concerne un dispositif de diffusion 1
comprenant un plénum 2 présentant un axe 3 et comportant une paroi supérieure 4, une
paroi latérale 5 et une paroi inférieure 6.
[0026] Le dispositif de diffusion est décrit dans la position qu'il occupe lorsqu'il est
monté au plafond ou au faux-plafond d'une pièce d'un bâtiment, l'axe 3 étant alors
sensiblement vertical.
[0027] Un orifice 7 d'entrée d'air est ménagé dans la paroi latérale 5 du plénum 2. L'orifice
7, qui présente un axe 8 sensiblement horizontal, est destiné à être raccordé à un
conduit d'une installation de ventilation du bâtiment. En outre, une ouverture 9 d'insufflation
d'air est ménagée dans la paroi inférieure 6 du plénum 2. Cette ouverture 9 est sensiblement
centrée sur l'axe 3 du plénum 2. Ainsi, en fonctionnement, de l'air peut être introduit
dans le plénum 2 par l'orifice 7 puis être diffusé vers la pièce équipée du dispositif
de diffusion 1 par l'ouverture 9.
[0028] En outre, le dispositif de diffusion 1 comprend une plaque 10 fixée en partie inférieure
du plénum 2, en regard de l'ouverture 9 d'insufflation, en ménageant en sortie du
plénum 2 un passage périphérique pour l'air diffusé.
[0029] Différents modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits.
[0030] Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1 à 9, le plénum 2
comprend une partie principale sensiblement parallélépipédique, dont la paroi latérale
5 forme quatre faces rectangulaires verticales identiques. Le plénum 2 comprend également
un prolongement 11 en forme de section de pyramide à base carrée s'évasant vers le
bas. L'ouverture 9 est donc ici sensiblement carrée.
[0031] La plaque 10 est pleine. Elle présente un contour sensiblement carré dont les côtés
sont parallèles aux faces de la paroi latérale 5, et peut posséder une forme légèrement
bombée vers l'intérieur du plénum 2. La plaque 10 est fixée par tout moyen approprié
au plénum 2, de façon centrée sur l'axe 3, et est située globalement dans le même
plan que le bord inférieur du prolongement 11. Comme illustré sur la figure 3, la
longueur d'un côté de la plaque 10 est comprise entre la longueur d'une face de la
paroi latérale 5 et la longueur d'un côté du bord inférieur du prolongement 11.
[0032] L'orifice 7 d'entrée d'air est situé sur une face de la paroi latérale 5, en partie
haute du plénum 2, et de façon décentrée, c'est-à-dire que l'axe 8 de cet orifice
7 ne coupe pas l'axe 3 du plénum. Dans la réalisation représentée, l'orifice 7 est
circulaire et décalé le plus possible vers un côté vertical de la face de la paroi
latérale 5 dans laquelle il est ménagé. Ce plénum 2 est plus spécifiquement représenté
sur les figures 4 et 5.
[0033] Grâce à ce décalage de l'orifice 7, l'air entrant dans le plénum 2 subit un mouvement
tourbillonnant autour de l'axe 3 et descendant vers la plaque 10. L'air passe donc
en tournant dans le prolongement 11 puis est diffusé dans la pièce, toujours en tournant,
en passant autour de la plaque 10.
[0034] Ce mouvement de giration de l'air est obtenu par le décentrage de l'orifice 7 d'entrée
d'air, malgré la section rectangulaire (ici carrée) du plénum 2. Afin d'améliorer
cette giration, l'invention prévoit de disposer à l'intérieur du plénum 2 des moyens
permettant de rendre la section intérieure du plénum 2 plus proche d'un cercle.
[0035] Ainsi, comme illustré sur les figures 6 et 7, on peut disposer des dièdres 12 dans
chacun des angles de la face latérale 5 de la portion principale du plénum 2, à l'exception
de l'angle le plus proche de l'orifice 7. L'air entrant par l'orifice 7 peut de ce
fait plus facilement tourner autour de l'axe 3, et les pertes de rendement découlant
de l'apparition de tourbillons dans les angles du plénum 2 sont considérablement réduites.
[0036] En variante, on peut disposer à l'intérieur du plénum 2 une paroi courbe 13 créant
une forme de volute connectée à l'orifice 7.
[0037] Les dièdres 12 et la paroi courbe 13 peuvent être réalisés en tout matériau suffisamment
rigide pour permettre de canaliser l'air dans le plénum 2. Ils peuvent notamment être
réalisés en un matériau acoustiquement absorbant, comme une mousse, pour remplir de
plus une fonction d'isolation phonique.
[0038] Juste avant sa sortie du plénum 2, l'air passe entre le prolongement 11 et la plaque
10, selon une zone de passage en tronc de cône très aplati. Ainsi, comme illustré
par les flèches sur la figure 3, l'air est éjecté du plénum 2 avec un très faible
angle par rapport à l'horizontale, c'est-à-dire quasiment perpendiculairement à l'axe
3.
[0039] On se rapporte à présent aux figures 10 à 15 qui représentent un deuxième mode de
réalisation, dans lequel le plénum 2 présente une partie principale en forme de volute.
Le plénum 2 comprend une partie principale comportant une paroi supérieure 4 plane
et horizontale et une paroi latérale 5 sensiblement cylindrique et ouverte à son extrémité
inférieure 17. L'orifice 7 d'entrée d'air est ménagé dans la paroi latérale 5, l'axe
8 de l'orifice 7 étant décalé par rapport à l'axe 3 vertical du plénum 2, de façon
similaire à la volute d'une turbine. En outre, le plénum 2 comporte un prolongement
11 s'étendant depuis l'extrémité inférieure 17 de la partie principale et s'évasant
vers le bas. Le prolongement 11 est ici sensiblement en tronc de cône et comporte
un rebord cylindrique 18 inférieur. Il définit l'ouverture d'insufflation 9, qui est
ici circulaire.
[0040] La paroi inférieure 6 du plénum 2 peut être constituée d'une plaque carrée centrée
sur l'axe 3 et de dimensions supérieures à celles du rebord cylindrique 18, pourvue
d'un orifice central correspondant à l'ouverture d'insufflation 9. Par exemple, le
plénum 2 (partie principale et prolongement 11) ainsi que la paroi inférieure 6 forment
une seule pièce, comme illustré sur la figure 13.
[0041] La plaque 10 présente ici la forme d'un disque plein de diamètre inférieur au diamètre
de l'ouverture 9, mais supérieur au diamètre de la paroi latérale 5 cylindrique. Cette
plaque 10 est fixée au plénum 2 de façon centrée sur l'axe 3, sensiblement dans le
plan de la paroi inférieure 6.
[0042] La giration de l'air à l'intérieur du plénum 2 est obtenue par la forme en volute,
incluant le décalage de l'orifice 7 d'entrée d'air par rapport à l'axe 3. L'air entrant
dans le plénum 2 par l'orifice 7 subit un mouvement de giration descendant autour
de l'axe 3 et sort du plénum 2 par la zone non obturée de l'ouverture d'insufflation
9, formée ici d'une couronne à la périphérie de la plaque 10 (voir figures 13 à 15).
Là encore, l'air en sortie est diffusé dans un plan sensiblement horizontal.
[0043] Un troisième mode de réalisation de l'invention est illustré sur les figures 16 à
19.
[0044] Ce troisième mode de réalisation est similaire au deuxième, avec les deux différences
suivantes. D'une part, le plénum 2 est dépourvu de prolongement, et comporte uniquement
la partie principale en forme de volute (comportant ici une paroi latérale avec une
partie sensiblement plane 14 dans laquelle est ménagé l'orifice 7 d'entrée d'air et
une partie courbe 15).
[0045] D'autre part, la disposition de la plaque 10 est différente. Cette plaque 10, en
forme de disque, est ici disposée à distance de la paroi inférieure 6 du plénum 2,
au-dessous de celle-ci, et possède un diamètre supérieur à celui de l'ouverture 9
d'insufflation (voir notamment la figure 18).
[0046] Le dispositif de diffusion 1 peut être pourvu, à l'intérieur du plénum, d'un élément
conique 16, fixé sur la plaque 10 de façon centrée par rapport à l'axe 3, convergeant
vers le haut. Cet élément favorise le mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum
2, autour de l'axe 3 et permet également de limiter les bruits générés par le dispositif
de diffusion s'il est réalisé en un matériau acoustiquement absorbant comme une mousse.
[0047] Ainsi, l'invention apporte une amélioration déterminante à la technique antérieure,
en fournissant un dispositif de diffusion qui présente une grande qualité de diffusion
d'air, accompagnée d'un taux d'induction important, tout en permettant la diffusion
d'air à des débits importants. Parmi les autres avantages de l'invention, on peut
citer le confort acoustique, l'esthétique et la simplicité de mise en oeuvre.
[0048] Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus
à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.
1. Dispositif de diffusion destiné à être monté au plafond d'une pièce d'un bâtiment
et à être raccordé à une installation de ventilation du bâtiment pour insuffler de
l'air dans ladite pièce, le dispositif comprenant un plénum (2) qui présente, en position
montée, un axe (3) sensiblement vertical, le plénum (2) comportant :
- une partie principale qui possède une extrémité inférieure ouverte et une paroi
latérale (5) dans laquelle est ménagé un orifice (7) d'entrée d'air destiné à être
raccordé à ladite installation ;
- une paroi inférieure (6) dans laquelle est ménagée une ouverture (9) d'insufflation
d'air dans ladite pièce ;
la géométrie du plénum (2) étant agencée pour provoquer un mouvement tourbillonnant
de l'air dans le plénum (2) depuis l'orifice d'entrée (7) vers l'ouverture (9) d'insufflation,
sensiblement autour de l'axe (3) du plénum (2),
caractérisé en ce que le dispositif de diffusion (1) comprend en outre une plaque (10) globalement plane,
fixée sensiblement horizontalement en partie inférieure du plénum (2), en regard de
l'ouverture (9) d'insufflation, ladite plaque (10) possédant des dimensions horizontales
supérieures à celles de l'extrémité inférieure ouverte de la partie principale du
plénum et étant agencée pour que l'air sorte du dispositif (1) autour de ladite plaque
(10), selon un mouvement rotatif sensiblement centré sur l'axe (3) du plénum (2),
et sensiblement contenu dans un plan horizontal.
2. Dispositif de diffusion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie principale du plénum (2) possède une forme sensiblement parallélépipédique
et en ce que l'orifice (7) d'entrée est ménagé dans l'une des quatre faces de la paroi latérale
(5) de façon décalée par rapport à la médiane verticale de ladite face.
3. Dispositif de diffusion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie principale du plénum (2) possède sensiblement une forme de volute.
4. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12, 13, 16) disposés à l'intérieur du plénum (2) pour favoriser
le mouvement tourbillonnant de l'air dans le plénum (2).
5. Dispositif de diffusion selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (12, 13) sont disposés contre la paroi latérale (5) du plénum (2).
6. Dispositif de diffusion selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent des éléments en forme de dièdres (12) placés dans les
angles entre les faces de la paroi latérale (5) à l'exception de l'angle voisin de
l'orifice (7) d'entrée.
7. Dispositif de diffusion selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (13) présentent la forme de la paroi latérale d'une volute débouchant
dans l'orifice (7) d'entrée.
8. Dispositif de diffusion selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (16) sont disposés sensiblement selon l'axe (3) du plénum (2), au
centre de ce dernier.
9. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens (12, 13, 16) comprennent un matériau acoustiquement absorbant.
10. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le plénum (2) comprend un prolongement (11) de la partie principale qui est évasé
vers le bas, ledit prolongement (11) possédant une extrémité inférieure ouverte formant
l'ouverture (9) d'insufflation d'air dans la pièce, la plaque (10) possédant des dimensions
horizontales inférieures à celles de l'extrémité inférieure ouverte du prolongement
(11) du plénum (2).
11. Dispositif de diffusion selon la revendication 10, caractérisé en ce que la plaque (10) est située sensiblement dans le même plan que le bord inférieur du
plénum (2).
12. Dispositif de diffusion selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la plaque (10) est située à distance du bord inférieur du plénum (2) au-dessous dudit
bord, et en ce que la plaque (10) présente des dimensions supérieures à celles de l'ouverture (9) d'insufflation.