Brevet FR2385020A1 — publié le 19781020

La présente invention conccrnc une vanne de mélange à quatre voies en vue d'ajouter l'eau chaude d'aller d'une chaudière à l'eau de retour du circuit de chauffage relativement froide et subissant la pression différentielle d'une pompe de ce circuit, cette vanne étant constituée d'un logement comportant des raccords de conduites disposés en croix pour la chaudière de chauffage, ainsi que pour l'aller et le retour du circuit de chauffage, un tiroir rotatif étant disposé au centre de ce logement. Jusqu'à présent, par la forme de réalisation d'une telle vanne et par la structure particulière de son orifice de trop-plein, le but particulier poursuivi a été d'assurer une caractéristique aussi linéaire que possible pour 11 aller du chauffage et ce, en fonction de la position du tiroir rotatif.En l'occurrence, on n'a absolument pas tenu compte de la caractéristique de retour de la chaudière, c'est-à-dire qu'il s'est çénéra- lement produit une baisse de température-en dessous de la température critique de la chaudière, baisse de température que llon nla pu éviter avec les mélangeurs connus, si bien que llon a maintenu la chaudière au-delà des températures critiques par d'autres moyens ou que l'on a pris les mesures qui s'imposaient par des moyens de construction dans les zones délicates de la chaudière (utilisation de matériaux résistant à la corrosion). En fait, suivant le Brevet Suisse 569.904, on connaît une vanne de mélange à quatre voies avec laquelle on obtint un effet d'injection influençant l'eau chaude d'aller de la chaudière tout comme dans importe quel mélangeur à quatre voies ; toutefois, cet effet d'injection doit être obtenu au moyen dlune patte adaptée au tiroir rotatif. Cette forme de réalisation ne permet cependant pas d'obtenir des jets libres, mais le courant sortant du retour du ehauffage vient forcément s'appliquer sur la paroi voisine du conduit de raccordement allant au retour de la chaudière, perdant ainsi une grande partie de son efficacité. La présente invention a pour objet de fournir une vanne de mélange à quatre voies destinée au but précité et permettant, grâce à un mélange plus intensif de l'eau chaude d'aller de la chaudière avec l'eau de retour du chauffage, d'éviter la baisse de emptrasute s produisant, en particulier, lots de la phase d'ouverture de la vanne. Cet objet est réalisé au moyen d'une vanne de mélange à quatre voies du type indiqué ci-dessus suivant l'in- vention du fait que, dans la section transversale du raccord de retour de la chaudière, on prévoit, dans un écran, au moins une ouverture d'une section transversale conçue de telle sorte que, lors de la phase daouverture du tiroir rotatif, le courant partiel de l'eau de retour du chauffage pénétrant par cette ouverture se décompose en un ou plusieurs jets libres agissant à la manière d'une injection et entourés par l'eau d'aller de la chaudière. En fait, cette solution peut éventuellement exercer une certaine influence négative sur la linéarité de la caractéristique d'aller du chauffage mais, actuellement, cette influence devient de moins en moins importante car, pour de tels réglages, on dispose d'autres éléments de réglage pour lesquels la linéarité ntest plus aussi essentielle. T. t expression jets libres agissant à la manière d'une injection et entourés par lleau d'aller de la chaudière signifie qu'en tant que milieu de chauffage, l'eau relativement froide subissant la pression de la pompe du circuit de chauffage est réduite au moins en un jet exergant, dès brs, un effet dlin- jection sur la partie de l'eau d'aller de la chaudière qui ne pénètre pas dans le circuit de chauffage, mais qui doit etre recyclée dans la chaudière.Dans ce cas, le "jet libre" n'entre en contact avec aucune paroi et ne vient pas non plus slappliquer our la parci volsir,9 mais, tant dorne qu'il s'agit ctlun jet libre il agit pratiquement sur toute sa surface que l'on doit s1imaginer à peu près tubulaire. De préférence, la réduction ou plutot la transformation du courant de retour du circuit de chauffage s'effectue en plusieurs jets partiels car, en ce qui concerne l'effet dtin- jection, ces-derniers forment une surface active plus grande encore. A cet égard, il importe également que le ou les jets ne se gênent pas mutuellement dans leur effet d'aspiration par suite de la forme de ltouverture, ce qui serait, par exemple, le cas si ces différents jets se protégeaient mutuellement vis-à-vis du milieu chaud devant être aspiré de l'aller de la chaudière, si bien que seul le jet le plus proche du courant dérivé de l'aller de la chaudière agirait d'un seul côté. Dans le cas le plus simple, la courbe choisie pour l'ouverture destinée à former les jets libres a nettement la forme d'une poire, c'est-à-dire que sa partie importante pour la phase d'ouverture doit être essentiellement effilée et disposée de telle sorte que le plan de symétrie passant par la courbe intersecte perpendiculairement l'axe du tiroir rotatif, la partie étroite de la courbe de ltouverture, qui est importante pour la- formation des jets, étant orientée vers le retour du chauffage. En fait, on connaît des courbes à peu près analoguets, mais ces courbes sont précisément dirigées-dans un sens opposé à celui défini ci-dessus. On peut former très aisement et très simplement plusieurs jets libres lorsqu'on découpe chaque fois une. ou plusieurs ouvertures au-dessus et en dessous de la partie effilée de la courbe et, pour autant qu'il n'y en ait pas chaque fois une seule, ces ouvertures sont disposées de telle sorte que les jets qui en. sortentne se protègent pas mutuellement et partiellement. En consequence, il importe que les jets formes puissent toujours s'écouler librement et du moins à peu près parallèlement au plan de symétrie- défini ci-dessus. -Dès lors, à cet égard/ la courbe formée dans l'écran devant être monté dans le logement du mélangeur et dans lequel est formée cette ouverture ou plutôt cette courbe, peut être représentée par des fentes découpées s 'étendant parallèlement au plan de symétrie défini ou éventuellement a-vec zze légère inclinaison par rappor4 à ce plan. Si ces fentes étaient disposées perpendiculairement, il en résulterait un effet de protection et, par conséquent,.-une réduction de 1' effet d'aspiration. Etant donné que, dans la construction de mélan gaurs, il est souhaitable de réaliser ces derniers de telle sorte qu'ils soient.appropriés pour un raccordement droite et à gauche, le même écran pour-vu drouvertures correspondantes peut être disposé face à l'ouverture ou l'écran décrit ci-dessus. Toutefois, en lloccurrence, pour des raisons techniques de réglage, il est nécessaire et, dans le cas présent, il est également avantageux de prévoir une ouverture de dérivation à llexté- rieur de la.zone d'influence du tiroir rotatif à la transition entre le raccordement d'aller et le raccordement de retour de la vanne ou de prévoir, dans la section transversale d'aller du chauffage, face à ouverture pratiquée dans la section transversale de retour de la chaudière, une ouverture correspondante et, de part et d'autre, des ouvertures correspondantes de dérivation fermées chacune par un élément amovible suivant que la vanne est raccordée à droite ou à gauche. Une ouverture de dérivation de ce type offre également un avantage du fait que, lorsque le tiroir rotatif stouvre davantage, on peut toujours aspirer suffisamment d'eau d'aller de la chaudière par.suite de l'effet d'injection des jets libres. -La vanne de mélange à quatre voies suivant l'invention sera décrite ci-après plus en détail par des exemples de réalisation donnés en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels la figure 1 représente le circuit de la chaudière et le circuit de chauffage reliés par une vanne de mélange à quatre voies la figure 2 est une vue en perspective d'un écran devant être installé dans le mélangeur et comportant une ouverture de 'passage ;; la figure 3 est une vue en 'perspective montrant, sans la plaque de base et la plaque de recouvrement, les éléments principaux du mélangeur avec des ouvertures disposées différemment la figure 4-représentess par une vue en perspective, une autre òrne de réaiisation de ltouverture la figure 5 est une vue en coupe de la forme de réalisation illustrée en figure 4 ; la figure 6 illustre une autre forme de réalisation de l'ouverture, et la figure 7 est une coupe horizontale d'un mélangeur prévu pour un raccordement à droite et à 'gauche. Dans les dessins annexés, le chiffre de référence 1 désigne la section transversale du retour de la chaudière dans la vanne de mélange-à quatre voies désignée dans son ensemble parle chiffre de référence 12 et reliant la chaudière 13 au système de chauffage 14 représenté schématiquement. Dans la zone centrale intérieure 15, est disposé le tiroir rotatif pouvant être déplacé manuellement ou par un servomoteur, éventuellement au moyen d'une commande électronique. Dans le raccord de retour 2 de la chau dière, dont une paroi seulement est représentée en figure 3 pour des raisons de clarté, on dispose un écran 16 ayant par exemple, la forme représentée en figure 2 et comportant une ouverture 3 ayant une forme et une direction caractéristiques. Dans cette ouverture ou courbe 3, la petite section transversale de del'ouverture 3, qui est déterminante pour la phase d'ouverture du tiroir rotatif 4, est dirigée vers le retour du chauffage si bien que, lorsque le tiroir rotatif 4 occupe une position correspondante, l'eau relativement froide 8 de ce retour, subissant la pression d'une pompe 17 du circuit de chauffage, est réduite en un mince jet qui exerce un effet d'injection sur l'eau chaude 6 de l'aller de la chaudière pénétrant dans la grande ouverture restante à gauche du tiroir rotatif 4 (en figure 2), ce jet pouvant également aspirer, par son effet d'injection, une quantité relativement importante de l'eau chaude 6 de l'aller de la chaudière. On peut encore renforcer cet effet si, par exemple, comme représenté en figure 2, on pratique chaque fois une autre ouverture 3' au-dessus et en dessous de la partie étroite de l'ou- verture 3. De meme, suivant la figure 3, dans la zone de la phase d'ouverture, on peut également pratiquer plusieurs ouvertures sous-forme de découpes circulaires, tandis que la section transversale d'alimentation de l'eau 6 de l'aller de la chaudière est maintenue libre simplement par 1 écran l61. - On peut également obtenir le même effet d'injec- cion Üu rnoye;l de fentes 311, comme représenté en figure 4. En vue de former des jets libres, on pourrait également pratiquer des fentes disposées en oblique comme représenté en figure 6. Si les fentes étaient pratiquées parallèlement à l'axe du tiroir rotatif ou au bord actif de ce dernier, seul le jet- le plus proche du courant d'alimentation de liteau d'aller de la chaudière agirait et, qui plus.est, essentiellement dtun seul côté, car il protégerait les autres jets situés derrière,- altérant ainsi l'effet de ces derniers.Dès lors, il importe que les ouvertures 3, 3' ou les fentes 3" donnant lieu à la formation des jetas libres soient disposées et réalisées de telle sorte que ces jets libres puissent, autant que possible, agir de tous côtes. Suivant la figure 7, dans la zone de transition 9 entre l'aller et le retour de la chaudière, on peut également prévoir une ouverture de-dérivation 10 située en dehors- de la zone active du tiroir rotatif 4 et par laquelle une partie de l'eau d'aller de la chaudière peut parvenir continuellement dans le raccord de retour 2. Cette possibilité est particulièrement importante lorsque, comme le montre la figure 7, la vanne de mélange à quatre voies 12 est réalisée pour un montage à droite et à gauche. Suivant la position de montage, une des ouvertures de dérivation est alors fermée au moyen d'un élément simple et approprié ll (par exemple, un couvercle pourvu d'éléments de serrage). REVENDICATIONS 1. Vanne de mélange à quatre voies destinée à ajouter l'eau chaude d'aller dune chaudière à l'eau de retour relativement froide d'un circuit de chauffage subissant la pression différentielle d'une pompe de ce circuit, cette vanne étant constituée d'un logement comportant des raccords de conduites disposés en croix pour la chaudière de chauffage, ainsi que pour l'aller et le retour du circuit de chauffage, un tiroir rotatif étant disposé au centre de ce logement, caractérisée en ce que, dans la section transversale du raccord de retour de la chaudière et dans un écran, on pratique au moins une ouverture ayant une section transversale conçue de telle sorte que, lors de la phase d'ouverture du tiroir rotatif, le courant partiel de l'eau venant du retour du chauffage et pénétrant par cette ouverture se décompose en un ou plusieurs jets libres exerçant un effet d'injection et entourés par l1eau d'aller de la chaudière. 2. Mélangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'extérieur de la zone dans laquelle agit le tiroir rotatif et dans la zone de transition entre le raccord d'aller et le raccord de retour de la vanne, on pratique une ouverture de dérivation. 3. Mélangeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, face à l'ouverture pratiquée dans la section transversale'de retour de la chaudière, on prévoit, dans la section transversale de 11 aller du chauffage, une ouverture corres Fondant > at, > de part e d'a-atre, des ouvertures correspondantes de dérivation fermées chacune par un élément amovible suivant que la vanne est raccordée à droite ou à gauche. 4. Mélangeur suivant ltuneWquelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, au-dessus et en dessous de la partie de l'ouverture qui agit pour la phase d'ouverture, on pratique chaque fois une ou plusieurs autres ouvertures. 5. Mélangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ltouverture est formé par des fentes agissant dans le sens de la section transversale.