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WO2003068279A1 - Procede de rafraichissement de l'air ambiant par atomisation permanente horizontale d'eau, assistee d'une ventilation d'air pulse centrifuge pour couvrir une zone sectorielle programmable assure par l'entrainement d'un moteur pas a pas - Google Patents

Procede de rafraichissement de l'air ambiant par atomisation permanente horizontale d'eau, assistee d'une ventilation d'air pulse centrifuge pour couvrir une zone sectorielle programmable assure par l'entrainement d'un moteur pas a pas Download PDF

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WO2003068279A1
WO2003068279A1 PCT/FR2003/000410 FR0300410W WO03068279A1 WO 2003068279 A1 WO2003068279 A1 WO 2003068279A1 FR 0300410 W FR0300410 W FR 0300410W WO 03068279 A1 WO03068279 A1 WO 03068279A1
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WO
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water
nozzle
air cooling
cooling device
air
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PCT/FR2003/000410
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English (en)
Inventor
Hervé Duplessy
Original Assignee
Duplessy Herve
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Filing date
Publication date
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    • Y02B30/54—Free-cooling systems

Definitions

  • the invention relates to a method of cooling the ambient air by permanent and horizontal atomization of water, assisted by a forced air ventilation to cover a programmable sectoral area provided by the drive of a stepping motor.
  • the object of the invention is to reconcile, in a fixed or mobile device, the advantages of existing techniques: permanently atomizing the water under pressure with a hydraulic nozzle, assisted by a forced air ventilation to increase the carried horizontally, with an adjustable sector sweep to significantly increase the extent of coverage of the area to be refreshed.
  • Fig: 1 shows a purified view of the block diagram, according to a simplified and preferred version of the invention, without taking account of the electrical programming table.
  • Fig: 2 shows a partial and top view of Fig: 1 of the sectoral scanning platform with the centrifugal fan and the atomization nozzle inside the chute having a reduction in its outlet section to increase the speed of pulsed air and modify it in the form of a flat jet.
  • Fig: 3 shows a view of the Fig: 1 diagram with options for improving the function of the invention.
  • Fig: 4 shows a diagram showing the positioning of a water atomization nozzle in the mouth of a chute.
  • Fig: 5 shows in configuration the possibility of 3 water atomizing nozzles in position under a chute.
  • Fig: 6 shows 12 angular sectors of 30 ° possible in the configuration with a 360 ° scan.
  • the invention consists in permanently atomizing water (1) by the action of at least one hydraulic atomizing nozzle with flat jet (2), preferably in this demonstration, for example, located, for example, inside a chute (3) whose reduced section (4) accelerates its speed and modifies the circular section of the air jet (5) into a flat jet, produced by a centrifugal fan (6), for example, and intended to prolong the action of atomized water (17) at the outlet of the nozzle (2).
  • Water (1) is injected into a nozzle (2), or into nozzles (2; 2bis; 2ter), for example, which can or can be either inside or outside the chute (3 ), below for example according to FIG. 5.
  • the water is put under sufficient pressure to ensure good atomization, for example 70 bar, or more, with an electric hydraulic pump (7) in this example, equipped with preferably an electronic or mechanical speed controller (7bis) which makes it possible to atomize exactly the quantity of water required while maintaining the desired water pressure and thus reduce the well-known noise of the hydraulic pump ( 7) until making it practically silent.
  • an electric hydraulic pump (7) in this example, equipped with preferably an electronic or mechanical speed controller (7bis) which makes it possible to atomize exactly the quantity of water required while maintaining the desired water pressure and thus reduce the well-known noise of the hydraulic pump ( 7) until making it practically silent.
  • the water (1) from the urban network (8) passes through a safety shut-off valve (9) and a filter (10) which removes particles of impurity in the water and purifies it from these bacteria by adding a well-known treatment, for example ionization, then a check valve (11).
  • the water (1) circulates through a second non-return valve (12), the non-return valve (11) ensuring its closing function, then a solenoid valve (13) which opens so that the water (1) arrives in the atomization nozzle (2) when the hydraulic pump (7) delivers the water under pressure.
  • a flexible pipe (14) ensures the supply of water (1) while a sweeping plate (15) is set in motion by a stepping motor (16) which allows a sweeping of atomized water (17) over an angular sector (18) for example, adjustable from 0 ° to 360 ° (in Figs: 2 and 6).
  • the atomization nozzle (2) is judiciously positioned (in Fig: 4) so that the atomized water jet (17), in its upper part (19) is carried away (20) by a propelled air (5) accelerated out of a narrowed mouth (4) of a chute (3).
  • the positioning of the atomizing nozzle (2) can change depending on the desired effect in the configuration of the area to be cooled.
  • the device can be equipped with additional functions, for better performance and more flexibility of use (Fig 3): a refillable tank or an interchangeable water cartridge (21 ), from a source for example, in which a pumping probe (22) supplying the hydraulic pump (7) is immersed in order to pump water (23) there.
  • a stopcock (24) like the stopcock (9), allows to select the water supply source (1) or (23).
  • Thermochemical stack allows to cool or heat the water to a temperature that can be selected, in these extremes, between minus 50 ° Centigrade and plus 80 ° Centigrade, which can open up other outlets for use with the apparatus as in greenhouses of culture or saunas which require hot humidity, examples nonlimiting. Cooling the selected water to around 1 ° to 2 ° Centigrade increases the efficiency of the device by causing a greater temperature difference between the atomized water (17) and the outside ambient air. The atomized water (17) begins to cool the air before heating to evaporate and give the desired feeling of freshness while reducing the water consumption required due to this double action.
  • Fig 6 demonstrates the efficiency of sector scanning.
  • the nozzle (2) on a scanning plate (15) in the rest position, covers a sectoral area (27) of 30 ° with a range of 4 meters, ie 4.19 M2 without additional natural outside wind.
  • the covered area of 4.19 M2 is already greater than the 3.14 M2 covered by an atomization nozzle used alone and vertically with a maximum action diameter of 2 meters.
  • the surface covered by a sectoral angle of 30 ° is multiplied by 12, that is to say a total covered surface of 50.24 M2.
  • the method according to the invention is particularly intended for cooling the ambient air by permanent horizontal atomization of water, assisted by a ventilation of forced air to cover a larger sectoral area programmable provided by the drive of a motor. step by step.

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Abstract

Le procédé de rafraîchissement de l’air ambiant consiste à atomiser en permanence de l’eau (1) sous pression avec une buse hydraulique d’atomisation (2), assisté d’un jet d’air pulsé (5), à l’intérieur d’une goulotte (3), et dont son ouverture (4) est réduite pour obtenir un jet d’air plat, pour en accélérer la vitesse et pour augmenter la portée à l’horizontale de cette atomisation (17) plus loin (20) sur une zone sectorielle programmable de 0° à 360° d’angle, le tout installée sur un plateau à balayage sectoriel (15) assuré par l’entraînement d’un moteur pas à pas (16).

Description

Procédé de rafraîchissement de l'air ambiant par atomisation permanente horizontale d' eau, assistée d' une ventillation d' air, puisé centrifugé pour couvrir une zone sectorielle programable assuré I' •Çntraînemçvt d' un moteur pas à pas.
L'invention concerne un procédé de rafraîchissement de l'air ambiant par atomisation permanente et horizontale d'eau, assistée d'une ventilation d'air puisé pour couvrir une zone sectorielle programmable assuré par l'entraînement d'un moteur pas à pas.
Les procédés de rafraîchissement d'air ambiant traditionnels utilisent l'atomisation d'eau dans la plupart des cas. Ces atomisations, bien connues, se font avec des buses hydrauliques utilisant de l'eau sous pression; ou des buses hydrau-pneumatiques utilisant un mélange d'eau sous pression et d'air comprimé. Une buse atomise l'eau sur une surface circulaire de 1 à 2 mètres de diamètre, en moyenne. Généralement un quadrillage de la zone à rafraîchir est fait au dessus de celle-ci, à 3 ou 4 mètres de hauteur environ, et un nombre de buse est défini en fonction de la zone couverte par chacune d'elle, puisqu'elles atomisent l'eau de haut en bas. Quand le système est utilisé au dessus d'une terrasse de café, par exemple, des gouttes, très gênantes pour la clientèle tombent de chaque buse hydraulique aux interruptions de cycle nécessairement intermittent par leur concept. D'autres procédés d'atomisation d'eau avec des buses hydrau-pneumatiques, accompagnées ou non d'une ventilation assistée sont utilisés de façon horizontale fixe et unidirectionnelle.
L'objet de l'invention est de concilier, dans un appareil fixe ou mobile, les avantages des techniques existantes: atomiser en permanence l'eau sous pression avec une buse hydraulique, assisté d'une ventilation d'air puisé pour en augmenter la portée à l'horizontale, avec un balayage sectoriel réglable pour augmenter l'étendue de couverture de la zone à rafraîchir de façon significative.
La portée de la buse, assistée d'air puisé, devient un rayon d'action pour couvrir une zone secteurisée circulaire réglable, assurée par l'entraînement d'un moteur pas à pas programmable.
L'utilisation d'une buse traditionnelle, à action verticale de haut en bas, dans la plus part des cas, couvre 3,14 m2 pour un diamètre d'action de 2 mètres. Cette même buse, utilisée à l'horizontal, assistée d'air puisé, pour la démonstration porte l'eau atomisée à 4 mètres de distance, par exemple, pour la démonstration. Selon l'invention, sans I' assistance du vent naturel extérieur, ces 4 mètres deviennent le rayon d'action avec une atomisation d'eau sur un secteur angulaire de 30° naturel d'atomisation de l'eau, et, avec un balayage motorisé on peut obtenir une couverture sur 360°, soit 50,24 m2 minimum. On constate donc un coefficient multiplicateur de 12.
La Fig : 1 représente une vue épurée du schéma de principe, selon une version simplifiée et préférée de l'invention, sans tenir compte du tableau de programmation électrique.
La Fig : 2 représente une vue de dessus et partielle de la Fig : 1 du plateau de balayage sectoriel avec le ventilateur centrifuge et la buse d'atomisation à l'intérieur de la goulotte présentant une réduction de sa section de sortie pour augmenter la vitesse de l'air puisé et modifier ce dernier en forme de jet plat.
La Fig : 3 représente une vue du schéma Fig : 1 avec des options d'amélioration de fonction de l'invention.
La Fig : 4 représente un schéma montrant le positionnement d'une buse d'atomisation d'eau dans l'embouchure d'une goulotte.
La Fig: 5 représente en configuration la possibilité de 3 buses d'atomisation d'eau en position sous une goulotte.
La Fig : 6 représente 12 secteurs angulaires de 30° possible dans la configuration avec un balayage à 360°.
De manière générale l'invention consiste a atomiser en permanence de l'eau (1) par l'action d'au moins une buse hydraulique d'atomisation à jet plat (2) , de préférence dans cette démonstration, par exemple, située, par exemple, à l'intérieur d'une goulotte (3) dont la section réduite (4) accélère sa vitesse et modifie la section circulaire du jet d'air (5) en jet plat, produit par un ventilateur centrifuge (6), par exemple, et destiné à prolonger l'action de l'eau atomisée (17) en sortie de la buse (2). L'eau (1) est injectée dans une buse (2), ou dans des buses (2; 2bis;2ter), par exemple, qui peut ou peuvent être soit à I' intérieur soit à l'extérieur de la goulotte (3), en dessous par exemple selon la figure 5. L'eau est mise sous une pression suffisante pour assurer une bonne atomisation, par exemple 70 bar, ou plus, avec une pompe hydraulique électrique (7) dans cet l'exemple, équipé de préférence d'un variateur de vitesse électronique, ou mécanique (7bis) qui permet d'atomiser exactement la quantité d'eau nécessaire tout en conservant la pression d'eau désirée et de réduire ainsi le bruit, bien connu, de la pompe hydraulique (7) jusqu'à la rendre pratiquement silencieuse. A chaque aspiration de la pompe hydraulique (7), l'eau (1) en provenance du réseau urbain (8) passe à travers un robinet d'arrêt de sécurité (9) et un filtre (10) qui enlève les particules d'impureté dans l'eau et la purifie de ces bactéries par l'adjonction d' un traitement, bien connu, d' ionisation par exemple, puis un clapet anti-retour (11). Par refoulement de la pompe hydraulique (7), l'eau (1) circule au travers un second clapet anti-retour (12), le clapet antiretour (11) assurant sa fonction de fermeture, puis une électrovanne (13) qui s'ouvre pour que l'eau (1) arrive dans la buse d'atomisation (2) quand la pompe hydraulique (7) refoule l'eau sous pression. Une tuyauterie souple (14), par exemple, suffisamment long, assure I' alimentation de l'eau (1) pendant qu' un plateau de balayage (15) est mis en mouvement par un moteur pas à pas (16) qui permet un balayage de l'eau atomisée (17) sur un secteur angulaire (18) par exemple, réglable de 0° à 360° (en Fig : 2 et 6). Dans la démonstration la buse d'atomisation (2) est judicieusement positionnée (en Fig : 4) pour que le jet d'eau atomisée (17), dans sa partie supérieur (19) soit emmenée au loin (20) par un air propulsé (5) accéléré en sortant d'une embouchure rétrécie (4) d'une goulotte (3). Le positionnement de la buse d'atomisation (2) peut changer en fonction de l'effet souhaité dans la configuration de la zone à rafraîchir.
Dans une forme d'évolution, l'appareil peut être équipé de fonctions complémentaires, pour une meilleure prestation et pour plus de souplesse d'utilisation (Fig 3) : d'une cuve rechargeable ou d'une cartouche interchangeable d'eau (21), de source par exemple, dans laquelle une sonde de pompage (22) alimentant la pompe hydraulique (7), est plongée pour y pomper de l'eau (23). Un robinet d'arrêt (24), comme le robinet d'arrêt (9), permet de sélectionner la source d' alimentation de l'eau (1) ou (23). Un groupe froid, ou une pile Thermochimique (25), bien connus et disponibles sur le marché, permet de refroidir l'eau sélectionnée (1) ou (23). La pile Thermochimique permet, quant à elle de refroidir ou la réchauffer l'eau à une température que l'on peut sélectionner, dans ces extrêmes, entre moins 50° Centigrade et plus 80° Centigrade, ce qui peut ouvrir d'autres débouchés d'utilisation à l'appareil comme dans des serres de culture ou des saunas qui demandent de l'humidité chaude, exemples non limitatif. Refroidir I' eau sélectionnée aux alentours de 1° à 2° Centigrade augmente l'efficacité de l'appareil en provoquant un plus grand écart de température entre l'eau atomisée (17) et l'air ambiant extérieur. L'eau atomisée (17) commence à refroidir l'air avant de se réchauffer pour s'évaporer et donner la sensation de fraîcheur recherchée tout en diminuant la consommation d'eau nécessaire dû à cette double action. Un distributeur (26) : de parfum; d'insecticide; de désinfectant ou d'engrais, exemples non limitatifs, modifie l'eau avant qu' elle soit atomisée.
La Fig 6 démontre I' efficacité du balayage sectoriel. La buse (2), sur un plateau de balayage (15) en position de repos, couvre une zone sectorielle (27) de 30° avec une portée de 4 mètres soit 4,19 M2 sans vent naturel additionnel extérieur. La surface couverte de 4,19 M2 est déjà supérieur aux 3,14 M2 couvert par une buse d'atomisation utilisée seule et à la vertical avec un diamètre maximal d'action de 2 mètres. Quand l'atomisation de l'eau est faite pendant un balayage sectoriel (18) à 360°, la surface couverte par un angle sectoriel de 30° se trouve multipliée par 12, soit une surface totale couverte de 50,24 M2.
Le procédé selon l'invention est particulièrement destiné au rafraîchissement de l'air ambiant par atomisation permanente horizontale d'eau, assistée d'une ventilation d'air puisé pour couvrir une zone sectorielle plus étendue programmable assuré par l'entraînement d'un moteur pas à pas.

Claims

REVENDICATIONS
1- Procédé de rafraîchissement de l'air ambiant extérieur, avec un appareil fixe ou mobile, par atomisation d'une eau (1), à travers une buse (2), assistée d'une ventilation d'air puisé (5), projeté sur une zone sectorielle variable (18) assuré par au moins une buse d'atomisation permanente d'eau (2) montée sur un plateau de balayage (15) mis en mouvement par un moteur pas à pas (16) asservi.
2- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'eau atomisée (17) à travers au moins une buse (2) est amenée sous pression par l'action d'une pompe hydraulique électrique (7) équipé ou non d'un variateur de vitesse (7bis) agissant en pompe aspirante et refoulante, positionnée entre deux clapets anti-retour (11) et (12) pour qu'il puisse assurer sa fonction.
3- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant la revendication 2 caractérisé en ce que l'eau (1) ou (23) refoulée par une pompe hydraulique électrique (7) est maîtrisée par un électrovanne (13), positionné avant la buse d'atomisation d'eau (2) qui libère l'eau seulement lorsque cette dernière est mise sous pression, et se ferme en fin de course pour éviter les gouttes à la sortie de la buse (2).
4- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant la revendication précédente caractérisé en ce que l'air puisé produit par un ventilateur centrifuge (6), par exemple, passe dans une goulotte (3) dont la section de l'embouchure rétrécie (4) qui en accélère la vitesse et modifie le jet d'air (5) à une forme rectangulaire, par exemple, pour obtenir un jet plat horizontal afin que l'eau atomisée (17) en sortie de la goulotte (3) soit projetée sur une distance plus lointaine. 5- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant la revendication précédente caractérisé en ce que la buse (2) ou plusieurs buses peuvent être installée(s) soit à l'intérieur soit à l'extérieur de la goulotte (3).
6- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'eau utilisée (1) ou (23) provient soit du réseau urbain (8) soit d'un réservoir ou cartouche d'eau (21) interchangeable, et peut être sélectionnée par les ouvertures et fermetures des robinets d'arrêt (9) et (24).
7- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que l'eau sélectionnée peut être refroidie ou réchauffée en installant sur le circuit d'alimentation d'eau (14) de préférence à coté de la buse d'atomisation (2), un groupe froid ou une pile Thermochimique (25), par exemple.
8- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant les revendications 3 et 5 caractérisé en ce que l'eau sélectionnée (1) ou (23) peut être additionnée de produits divers en installant un distributeur doseur (26) sur le circuit avant la buse (2).
9- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant les revendications précédentes caractérisé en ce qu'un tuyau (14) suffisamment souple ou articulé suit le mouvement du plateau de balayage sectoriel de 0° à 360° d'angle. 10- Dispositif de rafraîchissement d'air suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'eau à 1° ou 2° Centigrade atomisée commence à refroidir l'air ambiant avant que de se réchauffer à son contact pour s'évaporer et donner une sensation de fraîcheur tout en diminuant la consommation d'eau dû à cette double action, par rapport à un appareil d'atomisation traditionnel.
PCT/FR2003/000410 2002-02-11 2003-02-10 Procede de rafraichissement de l'air ambiant par atomisation permanente horizontale d'eau, assistee d'une ventilation d'air pulse centrifuge pour couvrir une zone sectorielle programmable assure par l'entrainement d'un moteur pas a pas WO2003068279A1 (fr)

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