WO1999006274A1 - Installation de vol libre pour la production artificielle d'un vent de sustentation - Google Patents

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WO1999006274A1
WO1999006274A1 PCT/FR1998/001217 FR9801217W WO9906274A1 WO 1999006274 A1 WO1999006274 A1 WO 1999006274A1 FR 9801217 W FR9801217 W FR 9801217W WO 9906274 A1 WO9906274 A1 WO 9906274A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
installation
installation according
chimney
air
fans
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/001217
Other languages
English (en)
Inventor
Dominique Gillot
Alain Godichon
Paul Ponsonnet
Jean-Louis Soleilhac
Original Assignee
Abb Solyvent-Ventec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Solyvent-Ventec filed Critical Abb Solyvent-Ventec
Priority to US09/463,791 priority Critical patent/US6315672B1/en
Priority to AU81131/98A priority patent/AU8113198A/en
Publication of WO1999006274A1 publication Critical patent/WO1999006274A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D23/00—Training of parachutists
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • A63G2031/005—Skydiving

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of installations for the artificial production of a drive and lift wind intended to float people in the air such as free flight simulators capable of reproducing a free fall in the air.
  • the present invention relates to an installation for the artificial production of a drive and lift wind intended to make people float in the air comprising, a free flight chamber defining a lift area with an air inlet at its base and an air outlet at its top, a ventilation unit arranged under the flight chamber and comprising at least one fan mounted outside the lift area with its suction and discharge axis perpendicular to the flow of vertical air lift, and an air connection unit interposed between the fan and the air inlet and forming a bend substantially 90 degrees under the flight chamber to connect the fan to the air inlet.
  • Free flight simulation installations whether intended for sporting use, such as skydiving training for example, or for artistic use, are already known and provide the lift of people or objects using a air jet of substantially vertical direction produced over a limited section using a ventilation system or unit.
  • the air speed is preferably approximately constant over the entire section of the air jet, the section of the jet may or may not be variable during the duration of the flight.
  • PCT application WO 96/27866 which describes an installation for the artificial production of a lift wind
  • Such an installation is fixed and not removable and includes a series of fans arranged around the flight chamber.
  • the installation also has no vocation to be used as a demonstration area, since it is closed and equipped on the contrary with a computerized video system making it possible to create within the room a virtual world around the user.
  • Also known from patent application GB-2288772 is a free flight simulation installation of reduced size and capacity capable of being moved and dismantled.
  • This patent application describes a free flight simulator installed and mounted on a movable chassis equipped with wheels and including an open circuit free flight chamber connected by a conduit forming an elbow substantially at 90 degrees, to a single non-removable fan, placed under the chamber outside the lift area.
  • the suction and ventilation axis of the fan is substantially horizontal and consequently arranged perpendicular to the vertical lift flow.
  • This mobile installation is also, due to the low air flow generated by the fan, limited to the individual training of a paratrooper and cannot be integrated and used in large-scale shows or performances requiring the simultaneous presence of several paratroopers in the air of lift.
  • the object of the present invention therefore aims to remedy the installations of the prior art mentioned above, and to propose a new high-power installation for the artificial production of a drive and lift wind of capacity and Air flow high enough to allow the simultaneous lift of several paratroopers, while being compact, in particular in height, limited so that it can be installed and transported easily in existing performance halls.
  • Another object of the invention is to propose a new free flight installation which is entirely and easily removable, which, while being capable of providing a high air flow, remains of a limited bulk and is adaptable to the volume and the place available. various performance halls.
  • An additional object of the invention aims to propose a new free flight simulation installation with large capacity and high air flow ensuring during a show, good visual and phonic comfort to the spectators.
  • Another object of the invention aims to provide a new high-power flight simulation installation whose control of the lift flow is optimal.
  • a free flight chamber defining a lift area with an air inlet at its base and an air outlet at its upper part
  • a ventilation unit arranged under the flight chamber and comprising at least one fan mounted outside the lift area with its suction and discharge axis substantially perpendicular to the vertical lift air flow,
  • an air connection unit interposed between the fan and the air inlet and forming a substantially 90 ° bend under the flight chamber to connect the fan and the air inlet characterized in that: installation is high power and the ventilation unit comprises a plurality of fans mounted in parallel and each forming a removable module whose discharge outlet is connected directly to the connection unit.
  • the objects assigned to the invention are also achieved using a chimney for free flight installation, characterized in that the chimney is of non-circular section, preferably substantially elliptical, and has an oblong section.
  • FIG. 1 shows, in a perspective view, a first alternative embodiment of a free flight simulation installation according to the invention.
  • - Figure 2 shows in a cross-sectional view taken along line 11-11 of Figure 1, this same first embodiment.
  • FIG. 3 shows in a perspective view, a second alternative embodiment of a free flight simulation installation according to the invention.
  • - Figure 4 shows, in a cross-sectional view made along the line IV-IV of Figure 3, this same second alternative embodiment.
  • FIG. 5 shows, in a perspective view, an additional variant of the invention implementing a specific configuration of the flight chamber.
  • - Figure 6 shows, in a partial view in longitudinal cross section, a detail of the suction section of the fans.
  • the installation for the artificial production of a drive and lift wind according to the invention and as shown in FIGS. 1 and 2 comprises a free flight chamber 1, the external walls of which define a lift area in which is (are) intended to float one or more people.
  • the flight chamber 1 defines a lift area with an air inlet 3 at its base and an air outlet 4 at its upper part.
  • the flight chamber 1 comprises a chimney 2 of variable shape, and for example substantially cylindrical, surmounting and delimiting the air inlet 3 and delimiting the air outlet 4 at its upper part.
  • the simulation installation for free flight according to the invention also comprises a ventilation unit 5 arranged under the flight chamber 1 and comprising a plurality of fans 6 mounted in parallel and each forming a removable module.
  • the expression "mounted in parallel” should be understood to mean an assembly of the fans 6 allowing them to add the individual delivery flow they produce to constitute a resulting flow. then corresponding to the sum of their individual flows to form the vertical air flow resulting from the installation and escaping through the air outlet 4.
  • the installation according to the invention also includes a connection unit for air 7 interposed between each fan 6 and the air inlet 3, each fan 6 being connected directly to the connection unit 7.
  • each fan 6 is mounted with its suction and discharge axis perpendicular to the vertical lift air flow.
  • connection unit 7 formed by a conventional metal sheath or conduit of variable or constant section, ensures the connection of the fans 6 to the air inlet 3 by passing and extending under the flight chamber 1 according to a first substantially horizontal section 10, then forming a 90 ° bend under and to the right of said chamber to end with a substantially vertical section 9.
  • Such an arrangement allows to benefit from a significant ventilation power without increasing the overall dimensions and height of the installation.
  • the fans 6 are mounted in parallel and in a star arrangement around the lift area whose axis of symmetry is represented by the longitudinal axis of symmetry S of the chimney 2.
  • the fans 6, formed of fans of the conventional axial type, of overall average diameter not exceeding about 2 meters, are arranged with their axis of rotation, and consequently of suction and discharge, horizontal, all of said fans being preferably arranged on a single stage.
  • each fan 6 is associated with a noise reduction device 13, or soundproofing device, mounted downstream and / or upstream of said fan.
  • the noise reduction devices consist of absorption beds formed by a covering of the fan with a layer of rock wool mattress or of glass, the device being completed by a perforated metal cover.
  • Other noise reducing devices 13 are obviously possible as an alternative.
  • each fan 6 is connected by its delivery outlet 6A to the first section 10, the whole of the connection unit possibly being advantageously formed of a series of dismountable sections the end section of which is itself capable of being connected to the terminal elbow portion 9 connected to the base of the chimney 2.
  • the terminal elbow 9 can itself advantageously be produced in one or more connection modules, advantageously fitted with air guides 14 (figure 2) which are themselves bent. The presence of these air guides 14 ensures a distribution of the air speed as constant as possible over the area of the connection section. As shown in FIG.
  • the section of the connection unit 7 is of increasing variable section in the direction of the chimney 2, but it is also conceivable to produce an essentially constant or even convergent section in the direction of and up to the base of the chimney 2.
  • all of this equipment including the ventilation unit 5 as well as the connection unit 7 is located under a floor 15 raised relative to on the floor 16 of a height H and extending substantially parallel to the floor 16, at the base of the chimney 2 or slightly above.
  • the installation in accordance with the invention is intended primarily to be transported and assembled, then dismantled in performance halls whose volume and total height are limited, it is particularly important to limit the height H which in practice cannot exceed 3 to 4 meters.
  • the volume remaining free above the upper end of the chimney 2 is too limited or even insufficient, the visibility for the spectators being moreover reduced. Consequently to maintain the height of the floor 15 below the limit value close to 4 meters and while maintaining a sufficiently large lift area, for example of the order of 7 to 20 m 2 , and on average of the order of 12 m 2 , so that several people can simultaneously float in the air, the diameter of the fans 6 must be limited while ensuring a sufficient lift rate of the order of at least 380 to 400 m 3 per second.
  • the floor 15 surrounding the chimney 2 and covering at least part of the connection unit 7, and possibly also the ventilation unit 6, have a height H which is greater than or equal to that of the ventilation unit 6 and between 0.5 x D and 1.5 x D, and preferably close to the value D, the value D being equal to the diameter of the chimney 2.
  • the area of the section of the air jet corresponding substantially to the lift area delimited by the walls of the chimney 2 must be at least equivalent to a diameter of 3 meters to allow the free evolution of a or more paratroopers. It can obviously be much greater, the diameter D can be of the order of 4 to 5 meters. In the case of large diameters, the limitation then essentially relates to the completion of the installation and to the power required by the ventilation system. In embodiments of the size of the installation in accordance with the invention, the use of a simple high-power fan as well as its transport would be incompatible with the aim sought, namely that of being able to transport and install an installation in a non-permanent manner high capacity free flight.
  • the chimney will advantageously be surrounded by an annular structure 20, resting on the floor 15 and formed of a membrane or of a flexible or inflatable mattress in order to ensure the safety of the paratrooper. in the event of a fall outside the air jet. Also in a conventional manner, the safety of the paratroopers is also ensured by the mounting of a protective net 21 stretched in the chimney 2 above the air inlet 3. The presence of the net 21 makes it possible to absorb any accidental fall of the parachutist inside the chimney 2. To improve the control of the lift air jet it is it is possible to provide the chimney 2 with a diffuser 4A in the terminal part of the chimney in order to reduce the speed of ejection of air in free field and consequently limit the associated energy loss.
  • the diffuser 4A will be shaped in such a way that its outside diameter gradually increases according to a divergent curvature.
  • the convergence of the air flow in the chimney 2 could also be advantageously improved by producing the external envelope of the air inlet 3 in a toroidal or conical shape or even in a crescent profile of generally cylindrical shape, the air inlet 3 being integrated or not directly into the connection unit 7, and in this case at the elbow 9.
  • the chimney 2 may also advantageously be made of a plurality of parts facilitating its transport.
  • the chimney 2 may be made up of elements joining together along generators of the chimney or advantageously in the form of sections 2A perpendicular to the axis of the air jet.
  • the chimney is consequently formed of assemblable modules produced in the form of superimposable section 2A.
  • the variant shown in FIGS. 3 and 4 differs from the variant shown in FIGS. 1 and 2 only by the particular arrangement of the fans 6 constituting the ventilation unit 5.
  • the ventilation unit 5 shown in Figures 3 and 4 comprises a plurality of fans 6 mounted side by side in a sector defined, limited and centered around the axis S of the chimney 2.
  • the fans 6 are mounted superimposed on two stages in the sector, mutually parallel, one above the other, and are for example ten in number.
  • the suction sections 6B of the fans 6 are connected to an inlet duct 25.
  • the fans 6 are also advantageously provided with noise reduction devices 13.
  • the first connection section 10 forms a duct common to all the fans 6, for example converging towards the inlet 3 of the chimney 2.
  • the section of the connection sheath 8 can also be constant.
  • the grouping of the plurality of fans 6 on a lateral sector of the chimney 2 can make it possible to adapt to the particular configurations of certain performance halls.
  • the fans 6 can be driven, as desired, by fixed or variable speed electric motors, or by hydraulic motors.
  • the energy input necessary for the operation of such an installation may reach and exceed 1000 kW.
  • the energy supply can be ensured by one or more groups of thermal power, such as diesel engines, also transportable on site.
  • each hydraulic motor will be supplied by an individual hydraulic pump which may advantageously be located outside the installation and controlled individually by an electric or diesel motor.
  • each hydraulic motor will also be advantageous to ensure synchronization of the speed of each fan 6.
  • the installation according to the invention must ensure an average speed of the air jet from the around 45 to 60 meters per second, the preferential value between 50 and 55 meters per second.
  • the air flow characteristics of the high capacity installation in accordance with the invention will be of the order of at least 380 m 3 per second, and for example preferably 660 m 3 per second for a lift area of 12 m 2 approximately, the installation according to the invention being able to ensure higher air flow rates of up to 1500 or even 2500 m 3 per second, while remaining a dismountable installation and of small overall height.
  • a high power installation will therefore have the minimum characteristics of flow rate and dimensions of the lift area defined above which can vary from 380 to 2500 m 3 per second for a lift area that can vary from 7 to 20 m 2.
  • FIG. 5 illustrates an alternative embodiment of the invention which differs from the previous variants only in the specific configuration of the chimney 2 '.
  • the latter may indeed be of non-cylindrical section, and for example of substantially elliptical section, to have an oblong cross section.
  • the chimney 2 ′ is formed from two half circles with centers sufficiently spaced so that their associated hypothetical circles are non-tangent and non-intersecting.
  • Such a configuration has the advantage of favoring the simultaneous evolution of two or more paratroopers in or above the chimney 2 'because of the oblong shape of the section which defines an axis of longitudinal symmetry AA' lengthened compared to the small axis BB '.
  • FIG. 6 illustrates a particularly advantageous embodiment detail of the air intake of the fans 6.
  • the filter module 20A advantageously comprises one or more bent tubing (s) 21 C connected (s) upstream of the ventilation unit 5 or, respectively, to the suction section 6B of each fan 6.
  • the bent tube (s) 21 C form a change of direction, with respect to the ground 16 substantially horizontal, oriented upwards relative to the ground 16 to return the suction through the intake orifice 22 of the tubing 21 C located at a level higher than the ground 16.
  • the filtering member 23 is incorporated and fixed in the tubing 21 C.
  • the tubing 21 C can be provided internally, at its bent part 21 A, with vanes 24 fixed to direct the air flow.
  • the installation allows several paratroopers to move side by side in the chimney 2,2 'optionally made of a transparent and synthetic material so that they can be observed.
  • Access to the chimney and the vertical lift air jet can be achieved by means of a series of ladders not shown in the figures.
  • the invention finds its industrial application in the manufacture of installations for the artificial production of a lifting wind for the purpose of training people practicing free flight.

Abstract

L'invention concerne une installation pour la production artificielle d'un vent de sustentation destiné à faire flotter des personnes dans l'air comportant: une chambre de vol libre (1) définissant une aire de sustentation avec une entrée d'air (3) à sa base et une sortie d'air (4) à sa partie supérieure, une unité de ventilation (5) disposée sous la chambre de vol (1) et comprenant au moins un ventilateur (6) monté hors de l'aire de sustentation avec son axe d'aspiration et de refoulement sensiblement perpendiculaire au flux d'air de sustentation, une unité de raccordement d'air (7) interposée entre le ventilateur (6) et l'entrée d'air (3) et formant un coude sensiblement à 90° caractérisée en ce que: l'installation est de forte puissance et l'unité de ventilation (5) comprend une pluralité de ventilateurs (6) montés en parallèle et formant chacun un module démontable dont la sortie de refoulement est connectée directement à l'unité de raccordement (7). Installation de vol libre de forte puissance pour représentation.

Description

INSTALLATION DE VOL LIBRE POUR LA PRODUCTION ARTIFICIELLE D'UN VENT DE SUSTENTATION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine technique des installations pour la production artificielle d'un vent d'entraînement et de sustentation destiné à faire flotter des personnes dans l'air telles que des simulateurs de vol libre susceptibles de reproduire une chute libre dans l'air. La présente invention concerne une installation pour la production artificielle d'un vent d'entraînement et de sustentation destinée à faire flotter des personnes dans l'air comportant, une chambre de vol libre définissant une aire de sustentation avec une entrée d'air à sa base et une sortie d'air à sa partie supérieure, une unité de ventilation disposée sous la chambre de vol et comprenant au moins un ventilateur monté hors de l'aire de sustentation avec son axe d'aspiration et de refoulement perpendiculaire au flux d'air vertical de sustentation, et une unité de raccordement d'air interposée entre le ventilateur et l'entrée d'air et formant un coude sensiblement à 90 degrés sous la chambre de vol pour raccorder le ventilateur à l'entrée d'air. Les installations de simulation de vol libre, quelles soient destinées à un usage sportif, tel que l'entraînement au parachutisme par exemple, ou à un usage artistique, sont déjà connues et assurent la sustentation des personnes ou objets à l'aide d'un jet d'air de direction sensiblement verticale produit sur une section limitée à l'aide d'un système ou d'une unité de ventilation. La vitesse de l'air est de préférence à peu près constante sur toute la section du jet d'air, la section du jet pouvant être variable ou non pendant la durée du vol. TECHNIQUE ANTERIEURE
Ainsi, il est déjà connu, par exemple de la demande de brevet GB-2094163, de réaliser des installations du genre mentionné précédemment sous la forme d'installations fixes à circuit d'air fermé. Une telle installation met en œuvre un bâtiment important dont l'infrastructure est fixe et à l'intérieur duquel l'installation de simulation proprement dite est réalisée à demeure. L'installation comporte une chambre de vol libre sous la forme d'une cheminée cylindrique de plusieurs mètres de hauteur et de plusieurs mètres de largeur ainsi qu'une série d'escaliers, de pièces d'accès et de salles d'observation agencées autour de la cheminée. La partie inférieure de la cheminée débouche dans une salle comprenant l'unité de ventilation composée d'une hélice de ventilation et des moyens nécessaires à son entraînement en vue de générer un flux vertical d'air dans la cheminée. L'installation est complétée par un circuit fermé d'air assurant l'aspiration et le refoulement de l'air dans l'installation même qui malgré ses dimensions importantes fonctionne donc en circuit fermé.
La taille de telles installations et des équipements nécessaires implique bien évidemment des investissements financiers élevés pour leur réalisation ainsi que des frais de fonctionnement également conséquents, de telle sorte que la construction, l'utilisation et l'exploitation de telles installations sont et demeureront limitées et restreintes à l'avenir.
Pour tenter de résoudre au moins en partie ce problème, il a déjà été proposé de réduire la taille et les coûts de construction et de fonctionnement d'installation pour la simulation du vol libre, en réalisant des installations de taille inférieure et à l'air libre. De telles installations réduisent de manière non négligeable les coûts de construction et d'exploitation puisqu'elles ne nécessitent plus la réalisation d'une enceinte fermée de plusieurs dizaines de mètres de hauteur, mais nécessitent toujours la réalisation d'une infrastructure et d'un bâtiment de base à poste fixe dont l'investissement financier initial est élevé. C'est ainsi que la tendance générale de l'évolution de la technique de réalisation des simulateurs de vol libre a été de réduire encore la taille de ces installations pour réaliser des installations démontables au moins partiellement, et de taille réduite, destinées à la sustentation d'un nombre limité de personnes, voire en pratique d'une seule et unique personne.
Des installations de taille réduite sont par exemple décrites dans la demande de brevet PCT WO 83/01380 qui y décrit un simulateur de vol libre, démontable comportant une cheminée faisant office de chambre de vol sous laquelle sont disposés trois ventilateurs reliés à la chambre par un conduit de raccordement de section progressivement réduite. L'installation met en œuvre une cheminée d'un diamètre inférieur à deux mètres et utilise, pour limiter les pertes de charge, une orientation angulaire précise et dirigée vers le haut des ventilateurs. Une telle installation s'avère effectivement d'un encombrement réduit, mais corrélativement, une telle installation est limitée à l'entraînement et à la sustentation d'un seul parachutiste en raison des capacités limitées de l'unité de ventilation adaptée à la taille de la cheminée. Une installation de ce genre ne peut donc être utilisée en tant qu'installation de démonstration faisant partie d'un spectacle d'attraction à grande échelle et reste confinée à une utilisation individuelle à but d'entraînement uniquement.
On connaît également la demande PCT WO 96/27866 qui décrit une installation pour la production artificielle d'un vent de sustentation. Une telle installation est fixe et non démontable et comporte une série de ventilateurs disposés autour de la chambre de vol. L'installation n'a par ailleurs aucune vocation à être utilisée en tant qu'aire de démonstration, puisqu'elle est fermée et équipée au contraire d'un système vidéo informatisé permettant de créer au sein même de la chambre un monde virtuel autour de l'utilisateur. On connaît également par la demande de brevet GB-2288772, une installation de simulation de vol libre de taille et de capacité réduites susceptible d'être déplacée et démontée. Cette demande de brevet décrit un simulateur de vol libre installé et monté sur un châssis déplaçable équipé de roues et incluant une chambre de vol libre à circuit ouvert reliée par un conduit formant un coude sensiblement à 90 degrés, à un unique ventilateur non démontable, disposé sous la chambre en dehors de l'aire de sustentation. L'axe d'aspiration et de ventilation du ventilateur est sensiblement horizontal et en conséquence disposé perpendiculairement au flux de sustentation vertical.
Cette installation mobile s'avère également, en raison du faible débit d'air généré par le ventilateur, limitée à l'entraînement individuel d'un parachutiste et ne peut être intégrée et utilisée dans des spectacles ou représentations à grande échelle nécessitant la présence simultanée de plusieurs parachutistes dans le vent de sustentation.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'objet de la présente invention vise en conséquence à porter remède aux installations de l'art antérieur mentionnées précédemment, et à proposer une nouvelle installation de forte puissance pour la production artificielle d'un vent d'entraînement et de sustentation de capacité et de débit d'air suffisamment élevés pour permettre la sustentation simultanée de plusieurs parachutistes, tout en étant d'un encombrement, en particulier en hauteur, limité afin de pouvoir être installée et transportée facilement dans les salles de spectacles existantes.
Un autre objet de l'invention est de proposer une nouvelle installation de vol libre entièrement et facilement démontable, qui tout en étant susceptible de fournir un fort débit d'air reste d'un encombrement limité et est adaptable au volume et à la place disponibles de diverses salles de spectacles. Un objet supplémentaire de l'invention vise à proposer une nouvelle installation de simulation de vol libre à grande capacité et à fort débit d'air assurant lors d'un spectacle, un bon confort visuel et phonique aux spectateurs. Un autre objet de l'invention vise à fournir une nouvelle installation de simulation de vol de forte puissance et dont la maîtrise du flux de sustentation est optimale.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'une installation pour la production artificielle d'un vent d'entraînement et de sustentation destiné à faire flotter des personnes dans l'air comportant :
- une chambre de vol libre définissant une aire de sustentation avec une entrée d'air à sa base et une sortie d'air à sa partie supérieure,
- une unité de ventilation disposée sous la chambre de vol et comprenant au moins un ventilateur monté hors de l'aire de sustentation avec son axe d'aspiration et de refoulement sensiblement perpendiculaire au flux d'air vertical de sustentation,
- une unité de raccordement d'air interposée entre le ventilateur et l'entrée d'air et formant un coude sensiblement à 90° sous la chambre de vol pour raccorder le ventilateur et l'entrée d'air caractérisée en ce que : l'installation est de forte puissance et l'unité de ventilation comprend une pluralité de ventilateurs montés en parallèle et formant chacun un module démontable dont la sortie de refoulement est connectée directement à l'unité de raccordement. Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'une cheminée pour installation de vol libre caractérisée en ce que la cheminée est de section non circulaire, de préférence sensiblement elliptique, et présente une section oblongue.
DESCRIPTIF SOMMAIRE DES DESSINS
D'autres détails et avantages de l'invention seront décrits de manière détaillée à la lumière de la description et des exemples illustratifs qui suivent ci-après, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels :
- La figure 1 représente, selon une vue en perspective, une première variante de réalisation d'une installation de simulation de vol libre conforme à l'invention. - La figure 2 montre selon une vue en coupe transversale réalisée selon la ligne 11-11 de la figure 1, cette même première variante de réalisation.
- La figure 3 montre selon une vue en perspective, une seconde variante de réalisation d'une installation de simulation de vol libre conforme à l'invention. - La figure 4 montre, selon une vue en coupe transversale réalisée selon la ligne IV-IV de la figure 3 , cette même seconde variante de réalisation.
- La figure 5 montre, selon une vue en perspective, une variante supplémentaire de l'invention mettant en oeuvre une configuration spécifique de la chambre de vol. - La figure 6 montre, selon une vue partielle en coupe transversale longitudinale, un détail de réalisation de la section d'aspiration des ventilateurs.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
L'installation pour la production artificielle d'un vent d'entraînement et de sustentation conforme à l'invention et telle que montrée aux figures 1 et 2 comporte une chambre de vol libre 1 dont les parois externes définissent une aire de sustentation dans laquelle est (sont) destinée(s) à flotter une ou plusieurs personnes. Dans l'exemple de réalisation montré aux figures 1 à 4, la chambre de vol 1 définit une aire de sustentation avec une entrée d'air 3 à sa base et un une sortie d'air 4 à sa partie supérieure. La chambre de vol 1 comporte une cheminée 2 de forme variable, et par exemple sensiblement cylindrique, surmontant et délimitant l'entrée d'air 3 et délimitant la sortie d'air 4 à sa partie supérieure. L'installation de simulation pour vol libre conforme à l'invention comporte également une unité de ventilation 5 disposée sous la chambre de vol 1 et comprenant une pluralité de ventilateurs 6 montés en parallèle et formant chacun un module démontable.
Au sens de l'invention il convient d'entendre par l'expression "montés en parallèle", un montage des ventilateurs 6 leur permettant d'additionner le flux individuel de refoulement qu'ils produisent pour constituer un flux résultant correspondant alors à la somme de leurs flux individuels pour former le flux d'air vertical résultant de l'installation et s'échappant par la sortie d'air 4. L'installation conforme à l'invention comporte également une unité de raccordement d'air 7 interposée entre chaque ventilateur 6 et l'entrée d'air 3, chaque ventilateur 6 étant connecté directement à l'unité de raccordement 7. Afin de conserver à l'ensemble de l'installation un encombrement et une hauteur limités, chaque ventilateur 6 est monté avec son axe d'aspiration et de refoulement perpendiculaire au flux d'air vertical de sustentation. L'unité de raccordement 7, formé par une gaine ou un conduit classique métallique de section variable ou constante, assure le raccordement des ventilateurs 6 à l'entrée d'air 3 en passant et s'étendant sous la chambre de vol 1 selon un premier tronçon sensiblement horizontal 10, puis en formant un coude à 90° sous et au droit de ladite chambre pour se terminer par un tronçon sensiblement vertical 9. Une telle disposition permet de bénéficier d'une puissance de ventilation importante sans pour autant augmenter l'encombrement et la hauteur totale de l'installation.
Dans la première variante de réalisation conforme à l'invention et montrée aux figures 1 et 2, les ventilateurs 6 sont montés en parallèle et selon une disposition en étoile autour de l'aire de sustentation dont l'axe de symétrie est représentée par l'axe de symétrie longitudinal S de la cheminée 2. Avantageusement, les ventilateurs 6, formés de ventilateurs de type axial classique, de diamètre moyen hors tout ne dépassant pas 2 mètres environ, sont disposés avec leur axe de rotation, et par conséquent d'aspiration et de refoulement, horizontal, l'ensemble desdits ventilateurs étant disposés, de préférence, sur un seul étage.
Avantageusement, chaque ventilateur 6 est associé à un dispositif réducteur de bruit 13, ou insonorisant, monté en aval et/ou en amont dudit ventilateur. De manière classique et bien connue dans la technique considérée, les dispositifs réducteurs de bruit sont constitués de lits à absorption formés par un enrobage du ventilateur par une couche de matelas de laine de roche ou de verre, le dispositif étant complété par une couverture métallique perforée. D'autres dispositifs réducteurs de bruit 13 sont bien évidemment envisageables à titre d'alternative.
Dans la variante de réalisation en étoile montrée aux figures 1 et 2, chaque ventilateur 6 est raccordé par sa sortie de refoulement 6A au premier tronçon 10, l'ensemble de l'unité de raccordement pouvant être avantageusement formée d'une série de tronçons démontables dont le tronçon terminal est lui-même susceptible d'être connecté à la portion en coude terminal 9 relié à l'embase de la cheminée 2. Le coude terminal 9 peut lui-même être avantageusement réalisé en un ou plusieurs modules de raccordement, avantageusement équipés de guides d'air 14 (figure 2) eux- mêmes coudés. La présence de ces guides d'air 14 permet d'assurer une répartition de la vitesse d'air aussi constante que possible sur l'aire de la section de raccordement. Tel que cela est montré à la figure 2 la section de l'unité de raccordement 7 est de section variable croissante en direction de la cheminée 2, mais il est également envisageable de réaliser une section essentiellement constante voire convergente en direction de et jusqu'à l'embase de la cheminée 2. Tel que cela est montré en particulier à la figure 2, l'ensemble de ces équipements incluant l'unité de ventilation 5 ainsi que l'unité de raccordement 7 est situé sous un plancher 15 surélevé par rapport au sol 16 d'une hauteur H et s'étendant sensiblement parallèlement au sol 16, au niveau de la base de la cheminée 2 ou légèrement au-dessus. L'installation conforme à l'invention étant destinée en priorité à être transportée et montée, puis démontée dans des salles de spectacles dont le volume et la hauteur totale sont limités, il est particulièrement important de limiter la hauteur H qui en pratique ne peut dépasser 3 à 4 mètres. En effet au-delà de telles valeurs le volume restant libre au-dessus de l'extrémité supérieure de la cheminée 2 est trop limité ou voire insuffisante, la visibilité pour les spectateurs étant par ailleurs réduite. En conséquence pour maintenir la hauteur du plancher 15 en-deça de la valeur limite voisine de 4 mètres et tout en conservant une aire de sustentation suffisamment importante, par exemple de l'ordre de 7 à 20 m2, et en moyenne de l'ordre de 12 m2, pour que plusieurs personnes puissent simultanément flotter dans l'air, le diamètre des ventilateurs 6 doit être limité tout en permettant d'assurer un débit suffisant de sustentation de l'ordre au minimum de 380 à 400 m3 par seconde. Pour que ces conditions optimales et nécessaires soient réunies dans l'installation, il importe que le plancher 15 entourant la cheminée 2 et recouvrant au moins une partie de l'unité de raccordement 7, et éventuellement également l'unité de ventilation 6, ait une hauteur H qui soit supérieure ou égale à celle de l'unité de ventilation 6 et comprise entre 0,5 x D et 1 ,5 x D, et de préférence voisine de la valeur D, la valeur D étant égale au diamètre de la cheminée 2.
En pratique, l'aire de la section du jet d'air correspondant sensiblement à l'aire de sustentation délimitée par les parois de la cheminée 2 doit être au minimum équivalente à un diamètre de 3 mètres pour permettre l'évolution libre d'un ou plusieurs parachutistes. Elle peut bien évidemment être largement supérieure, le diamètre D pouvant être de l'ordre de 4 à 5 mètres. Dans le cas de grands diamètres, la limitation porte alors essentiellement sur la réalisation de l'installation et sur la puissance requise par le système de ventilation. Dans des réalisations de la taille de l'installation conforme à l'invention l'emploi d'un simple ventilateur de forte puissance ainsi que son transport seraient incompatibles avec le but recherché à savoir celui de pouvoir transporter et installer de manière non permanente une installation de vol libre de forte capacité. Pour compléter l'installation conforme à l'invention, la cheminée sera avantageusement entourée d'une structure annulaire 20, reposant sur le plancher 15 et formée d'une membrane ou d'un matelas souple ou gonflable afin d'assurer la sécurité du parachutiste en cas de chute à l'extérieur du jet d'air. De manière également classique, la sécurité des parachutistes est en outre assurée par le montage d'un filet de protection 21 tendu dans la cheminée 2 au-dessus de l'entrée d'air 3. La présence du filet 21 permet d'amortir toute chute fortuite du parachutiste à l'intérieur de la cheminée 2. Pour améliorer la maîtrise du jet d'air de sustentation il est possible de prévoir d'équiper la cheminée 2 d'un diffuseur 4A dans la partie terminale de la cheminée afin de réduire la vitesse d'éjection de l'air en champ libre et de limiter en conséquence la perte d'énergie associée. Avantageusement le diffuseur 4A sera conformé d'une manière telle que son diamètre extérieur croît progressivement selon une courbure divergente. La convergence de l'écoulement d'air dans la cheminée 2 pourra être également avantageusement améliorée en réalisant l'enveloppe externe de l'entrée d'air 3 selon une forme toroïdale ou conique ou encore selon un profil en croissants de forme générale cylindrique, l'entrée d'air 3 étant intégrée ou non directement à l'unité de raccordement 7, et en l'occurrence au coude 9. Pour conserver à l'ensemble de l'installation un caractère modulaire et démontable, la cheminée 2 pourra également être avantageusement réalisée en une pluralité de parties facilitant son transport. A cette fin, la cheminée 2 pourra être constituée d'éléments s'assemblant entre eux suivant des génératrices de la cheminée ou avantageusement sous la forme de sections 2A perpendiculaires à l'axe du jet d'air.
Dans un tel cas la cheminée est en conséquence formée de modules assemblables réalisés sous la forme de section 2A superposables. La variante de réalisation montrée aux figures 3 et 4 ne diffère de la variante montrée aux figures 1 et 2 que par la disposition particulière des ventilateurs 6 constituant l'unité de ventilation 5.
Pour pouvoir conserver à l'installation son caractère démontable, modulable et adaptable à diverses situations géométriques dictées par le volume disponible et la configuration des salles de spectacles, il est en effet nécessaire de concevoir une installation qui puisse être installée selon plusieurs configurations. L'unité de ventilation 5 montrée aux figures 3 et 4 comprend une pluralité de ventilateurs 6 montés côte à côte dans un secteur défini, limité et centré autour de l'axe S de la cheminée 2. Dans l'exemple montré à la figure 3 les ventilateurs 6 sont montés superposés sur deux étages dans le secteur, parallèles entre eux, les uns au dessus des autres, et sont par exemple au nombre de dix. Avantageusement, les sections d'aspiration 6B des ventilateurs 6 sont raccordées à une gaine d'entrée 25. Les ventilateurs 6 sont également pourvus avantageusement de dispositifs réducteurs de bruit 13. Selon cette variante de réalisation, le premier tronçon de raccordement 10 forme une gaine commune à l'ensemble des ventilateurs 6, par exemple convergente en direction de l'entrée 3 de la cheminée 2. A titre de variante la section de la gaine de raccordement 8 peut être également constante. Le regroupement de la pluralité des ventilateurs 6 sur un secteur latéral de la cheminée 2 peut permettre de s'adapter à des configurations particulières de certaines salles de spectacles. Les ventilateurs 6 pourront être entraînés au choix par des moteurs électriques à vitesse fixe ou à vitesse variable, ou encore par des moteurs hydrauliques.
L'apport d'énergie nécessaire au fonctionnement d'une telle installation pourra atteindre et dépasser 1000 kW. La fourniture d'énergie pourra être assurée par un ou plusieurs groupes de puissance thermique, tels que des moteurs diesel, également transportables sur site.
Avantageusement, et compte tenu de la modularité totale du système de ventilation, l'emploi d'un moteur hydraulique associé individuellement à chaque ventilateur pourra être préféré. Dans un tel cas chaque moteur hydraulique sera alimenté par une pompe hydraulique individuelle qui pourra être avantageusement située en dehors de l'installation et pilotée individuellement par un moteur électrique ou diesel. Compte tenu du nombre de ventilateurs 6 il sera également avantageux d'assurer une synchronisation de la vitesse de chaque ventilateur 6. Dans tous les cas, l'installation conforme à l'invention devra assurer une vitesse moyenne du jet d'air de l'ordre de 45 à 60 mètres par seconde, la valeur préférentielle se situant entre 50 et 55 mètres par seconde. Les caractéristiques de débit d'air de l'installation à forte capacité conformes à l'invention seront de l'ordre au moins de 380 m3 par seconde, et par exemple de préférence de 660 m3 par seconde pour une aire de sustentation de 12 m2 environ, l'installation conforme à l'invention pouvant assurer des débits d'air supérieurs allant jusqu'à 1500 voire 2500 m3 par seconde, tout en restant une installation démontable et de faible encombrement en hauteur. Au sens de l'invention, une installation de forte puissance aura donc les caractéristiques minimales de débit et de dimensions de l'aire de sustentation définies ci-dessus qui peuvent varier de 380 à 2500 m3 par seconde pour une aire de sustentation pouvant varier de 7 à 20 m2.. La figure 5 illustre une variante de réalisation de l'invention qui ne diffère des variantes précédentes que par la configuration spécifique de la cheminée 2'. Cette dernière peut en effet être de section non cylindrique, et par exemple de section sensiblement elliptique, pour présenter une section transversale oblongue. Avantageusement tel que montré à la figure 5, la cheminée 2' est formée à partir de deux demi cercles de centres suffisamment espacés pour que leurs cercles hypothétiques associés soient non tangents et non sécants. Une telle configuration présente l'avantage de favoriser l'évolution simultanée de deux ou plusieurs parachutistes dans ou au dessus de la cheminée 2' en raison de la forme oblongue de la section qui définit un axe de symétrie longitudinal AA' rallongé comparativement au petit axe BB'. Cette réalisation n'a aucune incidence particulière sur la conception de l'installation, les relations dimensionnelles entre la hauteur du plancher H et donc les dimensions de l'unité de ventilation 5 d'une part, et le diamètre « équivalent » de la cheminée 2' d'autre part, demeurant inchangées. L'aire de sustentation de la cheminée 2' est comprise entre 7 et 20 m2 et son diamètre « équivalent » D, tel qu'accepté communément en aéraulique est le diamètre D d'un cercle qui aurait la même surface que la section non circulaire de la cheminée 2'. Bien évidemment, l'utilisation d'une cheminée non circulaire de forme générale oblongue, telle que celle illustrée à la figure 5, n'est pas limitée à une installation modulaire de forte puissance et surbaissée telle que décrite dans cette demande de brevet. En effet, une telle configuration de cheminée peut être utilisée indépendamment d'une installation conforme à l'invention et être montée sur toute installation de vol libre classique. A titre de variante, la figure 6 illustre un détail de réalisation particulièrement avantageux de l'admission d'air des ventilateurs 6. Pour éviter l'aspiration de poussières, terre ou objets se trouvant au niveau du sol 16 et renforcer la sécurité des parachutistes, il est avantageux de prévoir de monter sur l'installation un module filtrant 20A installé en amont de la section d'aspiration 6B de chaque ventilateur 6 ou de leur entrée commune. Le module filtrant 20A, par exemple à mailles, comporte avantageusement une ou plusieurs tubulure(s) coudée(s) 21 C raccordée(s) à l'amont de l'unité de ventilation 5 ou, respectivement, à la section d'aspiration 6B de chaque ventilateur 6. La ou les tubulure(s) 21 C coudées forment un changement de direction, par rapport au sol 16 sensiblement horizontal, orienté vers le haut relativement au sol 16 pour renvoyer l'aspiration par l'orifice d'admission 22 de la tubulure 21 C situé à un niveau supérieur au sol 16. L'organe filtrant 23 est incorporé et fixé dans la tubulure 21 C. La tubulure 21 C peut être pourvue intérieurement, au niveau de sa partie coudée 21 A, d'aubes 24 fixes pour diriger le flux d'air.
En fonctionnement, l'installation permet à plusieurs parachutistes d'évoluer côte à côte dans la cheminée 2,2' réalisée de manière optionnelle dans un matériau transparent et synthétique de manière à pouvoir être observés. L'accès à la cheminée et au jet d'air vertical de sustentation peut être réalisé par l'intermédiaire d'une série d'échelles non représentées sur les figures. POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve son application industrielle dans la fabrication d'installations pour la production artificielle d'un vent de sustentation à des fins d'entraînement de personnes pratiquant le vol libre.

Claims

REVENDICATIONS
- Installation pour la production artificielle d'un vent d'entraînement et de sustentation destiné à faire flotter des personnes dans l'air comportant :
- une chambre de vol libre (1 ) définissant une aire de sustentation avec une entrée d'air (3) à sa base et une sortie d'air (4) à sa partie supérieure,
- une unité de ventilation (5) disposée sous la chambre de vol (1) et comprenant au moins un ventilateur (6) monté hors de l'aire de sustentation avec son axe d'aspiration et de refoulement sensiblement perpendiculaire au flux d'air vertical de sustentation,
- une unité de raccordement d'air (7) interposée entre le ventilateur (6) et l'entrée d'air (3) et formant un coude sensiblement à 90° sous la chambre de vol (1) pour raccorder le ventilateur (6) et l'entrée d'air (3) caractérisée en ce que : l'installation est de forte puissance et l'unité de ventilation (5) comprend une pluralité de ventilateurs (6) montés en parallèle et formant chacun un module démontable dont la sortie de refoulement est connectée directement à l'unité de raccordement (7). - Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que la chambre de vol (1) comporte une cheminée (2, 2'), de diamètre ou de diamètre équivalent "D" surmontant l'entrée d'air (3) située au niveau d'un plancher (15) entourant ladite chambre et recouvrant au moins une partie de l'unité de raccordement (7), la hauteur H du plancher (15) étant supérieure ou égale à celle de l'unité de ventilation (5) et comprise entre 0,5 x D et 1 ,5 x D et de préférence voisine de D. - Installation selon la revendication 2 caractérisée en ce que la cheminée
(2') est de section non circulaire, de préférence sensiblement elliptique, et présente une section oblongue. - Installation selon la revendication 2 ou 3 caractérisée en ce que les ventilateurs (6) sont montés en étoile autour de l'aire de sustentation. - Installation selon la revendication 2 ou 3 caractérisée en ce que les ventilateurs (6) sont montés côte à côte dans un secteur défini et centré autour de l'axe (S) de la cheminée (2). - Installation selon la revendication 5 caractérisée en ce que les ventilateurs (6) sont montés sur deux étages dans le secteur. - Installation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que chaque ventilateur (6) est associé à un dispositif réducteur de bruit (13) monté en aval et/ou en amont dudit ventilateur. - Installation selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que la sortie de refoulement (6A) des ventilateurs montés dans le secteur est connectée à une gaine unique (10) débouchant dans l'embase de la cheminée (2) et formant l'unité de raccordement (7). - Installation selon l'une des revendications 2 à 8 caractérisée en ce que la cheminée (2,2') est pourvue dans sa partie terminale supérieure d'un diffuseur (4A,4'A) dont le diamètre croît progressivement selon une courbure divergente. -Installation selon l'une des revendications 2 à 9 caractérisée en ce que l'embase de la cheminée (2,2') assurant la jonction avec l'unité de raccordement (7) est de forme toroïdale, ou conique ou en croissants. -Installation selon l'une des revendications 2 à 10 caractérisée en ce que la cheminée (2,2') est formée de modules assemblables (2A), réalisés sous la forme de sections superposables. -Installation selon l'une des revendications 1 à 1 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un module filtrant (20) installé en amont de la section d'aspiration(6B) des ventilateurs (6) ou de l'unité de ventilation (5). -Installation selon la revendication 12 caractérisée en ce que le module filtrant (20) comporte une ou plusieurs tubulure(s) coudée(s) (21) orientée(s) vers le haut relativement au sol (16) pour renvoyer l'aspiration par l'orifice d'admission (22) de la ou des tubulure(s) située(s) à un niveau supérieur au sol (16), la ou lesdite(s) tubulure(s) incorporant l'organe filtrant (23). -Installation selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisée en ce que le débit moyen total de l'installation est compris entre 380 et 2500 m3 par seconde, la surface de l'aire de sustentation pouvant varier de 7 à 20 m3, le débit étant de préférence d'au moins 660 m3 par seconde pour une aire de sustentation de 12 m2 environ. -Cheminée pour installation de vol libre susceptible d'être montée sur une installation conforme à l'une des revendications 1 à 14 comportant une section non circulaire, de préférence sensiblement elliptique, et présentant une section oblongue.
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