Brevet FR2234430A1 — publié le 19750117

La présente invention se rapporte aux dispositifs de chute hydraulique d'immeuble à écoulement giro-laminaire ventilé utilisés en vue de remplacer le réseau de tuyauteries de ventilauions secondaires extérieures à la chute par une ventilation secondaire interne et sans tuyauterie réalisée dans la chute. lies dispositifs actuellement connus comprennent des pièces de branchement ayant-plusieurs embranchements d'injection tangentielle des fluides évacués dans la chute pour y créer le mouvement giratoire ventile. Pour ces pièces de branchement on a déjà proposé différents dispositifs a) des tympans concentriques à l'axe vertical de la chute placés à la sortie des orifices d'embranchement et atta chés à la paroi du conté amont de giration pour favoriser le mouvement giratoire; b) des ailettes incisant le film fluide pour y pratiquer des ouvertures créant une intercommunication entre le noyau d'air central de la chute et les branchements; c) des ailettes verticales incurvées vers le sens de giration général pour engendrer ou régénérer le mouvement giratoire; d) des surfaces de freinage en forme d'entonnoir concentrique à la chute; e) des branchements secondaires d'arrivée d'eaux usées. liS présente invention a pour but de permettre d'améliorer les performances de ces pièces afin qu'elles puissent recevoir des débits surabondants et d'éviter les risques de désamorçage dans le cas d'un auto-désamorçage du siphon assurant la vidange d'un appareil donné et dans le cas d'un désamorçage dit "induit" si llon considère une série d'appareils reliés ensemble sur un même collecteur avant d'entre injectés dans la pièce de branchement DilférenteS formes de réalisation seront décrites ci-après lesquelles se rapportent à des pièces de branchement comprenant plusieurs embranchements d'injection tanertielle des fluides évacués.. Dans chacune de ces réalisations des moyens sont prévus par lesquels on maintient en cas d'écoulements surabondants une liaison constante entre le noyau air central de la chute verticale et l'air contenu dans les écoulements des branchements. Les dessins ci-joints se rapportent à ces diffé- rentes réalisations qui sont données à titre d'exemples non limitatifs. Sur la figure 1, on a représenté en 1 le corps d'une pièce de branchement avec en 2 le branchement drun WC ou d'un autre appareil, suivant une construction actuellement connue. On voit que dans les branchements de chute d'eaux usées actuellement réalisés pour créer un écoulement -girolaminaire ventilé l'eau amenée dans un orifice à axe vertical 3 provient d'un collecteur en général horizontal (représente par le branchement 2) relié au corps 1 par un coude 4 pour faire passer le courant de la direction horizontale à la direction verticale. Lorsque les débits qui sont évacués deviennent surabondants, il arrive que les filets, d'eau supérieurs 5 du liquide évacué vie-nnent heurter la paroi opposée 6 du coude 4 (figure 1.); ceci a pour résultat d'obstruer le collecteur d'é- vacuation 2 débouchant dans le branchement et d'empêcher alors l'intercommunication entre l'air 7 du noyau de la chute verticale 9 et l'air 8 contenu dans le branchement 2 au-dessus du liquide s'écoulant dans celui-ci. Conformément à l'invention, afin de supprimer cet inconvénient, le branchement 2 '(f (figure 2.) est raccordé au corps 1 de manière que l'injection du liquide se fasse. suivant un axe norizontal directement dans ce corps. be cette manière, le fluide injecté par ie branche- ruent 2 n'est pas susceptible de rencontrer de paroi pouvant perturber l'écoulement de ses filets supérieurs 5 et l'air 8 se trouvant au-dessus du fluide injecté reste d'une manière constante en communication avec l'air 7 du noyau de la chute verticale 9. Les figures 3 et 4 se ra@portent au cas @'une pièce de brancnement dans laquelle le corps 1 comporte une surface de freinage inclinée Ç e Lue e d'entonnoir. Lorsque le fluide est injecté dans la pièce de branchement 1 par un orifice 11 à partir a'un branchement 2 qui débouche a une hauteur relativement importante au-aessus de la surface freinage 10 (figure 3), ce fluide arrive horizontalement au-dessus de la surface 1G puis tombe sur celle Gi, Si la hauteur de chute entre le filet fluide et la surface de freinage" est importante, le filet fluide tombe suivant la trajectoire 12 et ricoche dans la chute suivant la trajectoire 13 (figure 3). lie. noyau d'air 14 à la pressian atmosphérique peut alors se trouver obstrué par de telles projections si cellesci deviennent abondantes. La figure 4 montre une pièce de branchement dans laquelle7 conformément à ltinvention, l'injection tangentielle se fait par un orifice 111 débouchant dans le corps le plu près possible de l'origine de la surface de freinage 10. Dans ces conditions, un filet fluide ne pourra pas tomber d'une trop grande hauteur sur la surface de freinage 10. Il ricochera en 15 et 16 sur la surface de freinage pour ruisseler ensuite en 17 le long de la paroi intérieure de la conduite de descente principale 18. Il y aura ainsi moins de risques de perturber la pression atmosphérique à l'intérieur du noyau d'air de la chute lorsque les écoulements deviendront surabondants. Lorsque figures 5 et 6) plusieurs orifices 19, 191, 192 et 193 débouchent tangentiellement dans la pièce de branchement et à proximité immédiate de la surface de freinage 10, et sensiblement dans un même plan horizontal, il peut se faire, lorsoue les débits deviennent surabondants, que des filets fluides 20 injectés par un orifice 191 aient tendance à remonter partiellement dans l'orifice suivant 19 vers lequel le dirige plus ou moins la force centrifuge due à son mouvement giratoire tandis que les autres filets fluides 21-22 suivent normalement leur trajectoire pour effectuer l'cou- lement giro-laminaire ventilé désiré. Le trajet des filets fluides, s'il est important, devient néfaste car il emplit l'orifice 19 et risque de l'obstruer, ce qui entraîne une obstruction entre l'air compris dans: le branche-ment 19 et l'air compris dans le noyau central de la chute 29. Conformément à l'invention, cet inconvénient peut être combattu par deux moyens. (figures 6 et 7) on on établit un frein grâce à ce que la génératrice de l'en- tonnoir 10 (figure 6) est suffisamment inclinée vers le bas pour que le filet fluide le plus élevé 20 sortant de l'orifice 191 se trouve au-dessous de la génératrice inlé rieure de l'orifice suivant 19 lorsqu'il passe en face de cet orifice. Le frein doit être réalisé de telle manière que l'angle A qu'il réalise avec l'axe de la chute soit inférieur à 65 . B/ A l'extrémité des tympans 24 - 241 - 242 et 243 (figure 7) facilitant l'injection giratoire, on place des épis 25 251 - 252 et 253 sensiblement verticaux dirigés vers l'axe de la chute et destinés à rejeter aussi loin que possible les filets fluides qui, éjectés d'un orifice 191, risque raient d'entrer dans l'orifice suivant 19 si l'épi 25 a l'extrémité du tympan 24 ne faisait pas écran à cette introduction. x x Lorsque les débits de fluide deviennent surabondants dans la chute verticale, les moyens utilisés pour créer l'écoulement giro-laminaire ventilé arrivent les uns après les autres à saturation et l'on constate alors que les couronnes d'ailettes. placées. à l'entrée de la pièce de Dran- chement arrivent encore à maintenir le mouvement giratoire du liquide s'écoulant verticalement dans la chute mais n'arrivent plus à provoquer dans le film laminaire la formation des fenêtres utiles pour assurer l'interco:a-iiunication entre l'air du noyau central et l'air des branchements débouchant dans la chute verticale. Sur les figures 8 et 8k, on a représente un film giro-laminaîre 27 d'épaisseur normale passant à travers une portion de couronne d'ailettes 26. Ge film arrive suivant une direction sensiblement verticale 29 et s'appuie et s'accumule sur les ailettes 26 pour sortir à leur échappement suivant la direction 30 en lames plates laissant entre elles des fenetres 28. Sur les figures 9 et 9f, on a représente un film giro-laminaire surabondant dont l'épaisseur 271 est anormalement forte; On constate alors que les filets de fluide arrivant suivant la direction verticale 29 ne s'écrasent plus suffisamment sur l'ailette 26 et sortent en étant tout simplement déviés avec une épaisseur 271 plus forte à proximité de l'ailette qui les a déviés suivant la direction 31. Les fenêtres d'intercommunication 28 de la figure 8 ont alors totalement disparu tandis que le mouvement giratoire est maintenu. Or, les feneAtres d'intercommunication doivent être maintenues et pour assurer ce maintien, suivant l'invention, on crée entre deux ailettes successives,qui normalement sont régulièrement espacées, un espacement d'amplitude supérieure rompant la normale de manière à laisser passer les filets de fluide s'écoulant laminairement sans les dévoyer. En d'autres termes, on modifie la répartition régu lière et normale et cette modification est avantageusement obtenue par la suppression d'une ailette. Dans la figure 1Q on a représenté en pointillés, en 261, l'ailette ayant été supprimée. bans ces conditions, le fluide qui arrive normale ment suivant la direction 29 sur une ailette 26 est dévoyé suivant la direction 32 par les ailettes 26 mais là où, commeen 261, une ailette manque, le fluide arrivant à cet emplacement ne sera pas dévoyé. Ce fluide heurtera le fluide dévoyé par l'ailette 26 et pénètrera suivant une direction résultante. L'angle 74 compris entre les filets de fluide suivant la direction 33 et ceux suivant la direction 52 correspondra à une zone 28 n'ayant pas de fluide et de cette manière l'intercommunication sera maintenue; l'espacement 35 entre la projection verticale du bord d'attaque d'une ailette et la projection verticale du bord d'échappement de l'ailette précédente est égal à au moins 2% du périmètre extérieur de la couronne 26. Aux figures 7 et 11, on a représenté une piece de branchement comprenant ensemble différentes caractéristiques représentées séparément aux figures 1 à 5 et 8 - 10 et cela respectivement A la figure 7, en vue en coupe suivant l'axe vertical; K la figure 11, en vue en coupe suivant le plan horizontal. Bla figure 7, on aperçoit la couronne d'ailette 26 dont il est question aux figures 8, 9 et 10 avec l'inter- vaille 35 entre deux ailettes successives, les tympans 24 avec épis 25 ainsi que les injections 19 à axes sensiblement horizontaux disposés tangentiellement à la chute verticale. A la figure 11, on aperçoit la couronne d'ailettes 26 avec interruption 35, l'introduction en j6 à faible hauteur E au-dessus de la surface de freinage et l'angle A in ferieur à 650 entre la surface de freinage et l'axe de la chute. R E V E N D I C A T I O N 1. Pièce de branchement pour dispositifs de chute hydraulique d'immeuble à, écoulement giro-laminaire ventilé comprenant plusieurs. embranchements d'injection tangentielle des fluides évacues caractérisée en ce .que l'on prévoit des moyens pour maintenir, en cas d'écoulements surabondants, une liaison constante entre le noyau d'air central de lachute verticale et l'air contenu dans les écoulements des branchements. 2. Pièce de branchement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le branchement (2) est raccordé au corps (1) de la pièce de branchement de mainère que l'insection du liquide se fasse suivant uniaxe horizontal directement dans ce corps de telle sorte que le fluide injecté par le branchement (2) ne soit pas susceptible de rencontrer une paroi pouvant perturber l'écoulement de ses filets supérieurs (5) et que l'air (8) se trouvant dans le branchement. au-dessus dufluide injecté reste- d'une manière constante en communication aven l'air du noyau de la chute verticale (9) (figure 2). 3. Pièce de branchement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que dans ie cas d'une pièce de- branche- ment dans lequelle le corps. (1) de la pièce comporte une surface de freinage inclinée (10) en forme d'entonnoir, l'inåec- tion tangentielle est réalisée par un orifice (111) débouchant dans le corps du branchement le plus pres possible audessus de l'origine de la surface de freinage (10) de telle manière que tout filet fluide ne puisse tomber sur la surface de freinage avec une trop grande hauteur de chute et que, après avoir ricoché sur la surface de freinage (NC), il pourra ensuite ruisseler le long de la paroi interne de a conduite de descente principale (18) figure 4). 4. Pièce de branchement suivant la revendiOStion 1 caractérisée en ce o,ue lorsque plusieurs orifices débouchent tangentiellement dans la pièce de branchement, à roximité iia-meaiate de la surface de freinage (1 (10) et sensiblement dans un même plan horizontal, la génératrice de l'entonnoir ae la surface ûe freinage reçoit une inclinaison v-rs le bas qui est suffisante pour que le filet fluide occupant le niveau le plus éleve en sortant d'un orifice donné (191) se trouve au-dessous de la génératrice inférieure de l'orifice suivant (19) lorsqu'il passe en -ace de cet orifice, l'angle de la surface de freinage formé avec l'åxe de la chute étant d'environ 65 ou inferieur (figure 6). 5. Pièce de branchement suivant la revendication 1 dont les orifices d'injection sont munis de tympans (24) facilitant l'injection giratoire caractérisée en ce que l'on prévoit à l'extrémité de ces tympans des épis (25-251-252- 253) sensiblement verticaux dirigés-vers l'axe de la chute et destinés à rejeter aussi loin que possible les filets fluides éjectés d'un orifice (figure 7). 6. Pièce de branchement suivant la revendication 1 comprenant une couronne d'ailettes (26) placee sur la co- lonne de chute principale à l'ouverture d'entrée dans la pièce, due branchement, caractérisée en ce que pour maintenir les fenêtres d'intercommunication entre l'air du noyau central et l'air des branchements débouchant dans la chute verticale, on crée entre-deux ailettes suceessives (26),qui normalement sont régulièrement espacées, un espacement (35) d'amplitude supérieure rompant la normale de manière a laisser passer des filets de fluide s'écoulant laminairement sans les dévoyer. 7. Pièce de branchement suivant la revendication6, caractérisée en ce que l'espacement entre la projection verticale du bord d'attaque d'une ailette et la projection verticale du bord d'échappement de l'ailette' précédente s'élève à au moins 2, du périmètre extérieur de la couronne (26). 8. Piece de branchement suivant la revendication 6, caractérisée en ce que à l'emplacement (35) où manque une ailette (26), le fluide arrivant en cet emplacement n'est pas dévoyé et heurte le fluide dévoyé par une ailette voisine et pénètre dans le corps de, branchement suivant une résultante (33) telle que l'angle (34) compris entre les fluides se déplaçant suivant cette résultante et ceux ayant été dévoyés par rencontre avec une ailette correspond à une zone n'ayant pas de fluide et intervenant pour maintenir l'intercommuni- cation.