Brevet FR2472683A1 — publié le 19810703

I BASCULE FLUIDIQUE DU TYPE BISTABLE, ET SON APPLICATION AUX APPAREILS ELECTROMENAGERS La présente invention concerne une bascule fuidique du type bistable, et son application aux appareils électroménagers. L'utilisation de la déviation d'un jet de fluide par un écoule- ment dans une direction transversale pour orienter l'écoulement du jet entre deux voies de sortie est connu, et est en particulier décrit dans le brevet français 1 037 906. Pour obtenir, après déviation du jet, une stabilisation de ce dernier dans la direction imposée par un écoulement transversal pouvant être temporaire, on utilise suivant l'art antérieur la propriété d'attachement de ce jet sur une paroi divergente. Une bascule fluidique qui met à profit cette propriété d'atta- chement du jet sur une paroi divergente peut présenter une disymé- trie dans sa géométrie qui a pour but de privilégier, en l'absence d'écoulement transversal, une voie de sortie lors de la mrise sous pression, en modifiant la position, ou la valeur de l'angle d'inclinaison de l'une des parois divergentes par rapport à l'autre; le jet s'attache en effet plus difficilement à une paroi si elle est plus en retrait ou présente une plus grande divergence. La figure 1 illustre un tel type de bascule bistable. Elle comporte une alimentation principale en fluide 1, une tuyère 2 de largeur e, deux alimentations séparées en fluide dites de commande 3, 4 agissant au niveau du diffuseur 7 par deux conduits 5 et 6. La sortie du diffuseur 7 est reliée aux deux voies de sortie 8 et 9, délimitées par une lame 14 présentant un angle inférieur à 24 ; la distance d est l'arête de la lame 14 et l'entrée de la tuyère 2 est dans ce type de bascule de l'ordre de 6 à 8e. Le fonctionnement de cette bascule fluidique est le suivant: le fluide en provenance de l'alimentation principale 1 est comprimé dans la tuyère 2 et injecté sous forme de jet dans le diffuseur 7. La sortie de la tuyère 2 étant décentrée par rapport à l'axe de symétrie des deux voies de sortie 8 et 9, le jet s'attache à la paroi divergente la plus proche, en l'absence de commande. Dans l'exemple de la figure 1 le jet s'attache ainsi à la paroi correspondant à la voie de sortie 8 qui est appelée voie privilégiée. Si maintenant une pression fluidique suffisante est appliquée à la voie de commande 4, le jet, dans le diffuseur 7, bascule et s'attache à la paroi correspondant à la voie de sortie 9 appelée voie non préviligiée. Ce type de bascule présente cependant des défauts, notam- ment lorsque l'on désire en monter plusieurs en cascade. Un premier défaut est alors la faible récupération de la pression dynamique à la sortie d'une telle bascule qui est voisine de %, empêchant ou du moins limitant considérablement le montage en cascade de plusieurs bascules de ce type. Cette perte de pression résulte de la dégradation de l'écoulement due au mélange turbulent dans la zone d'interaction (attachement du jet à la paroi de la voie de sortie à la suite d'une double courbure du jet de fluide), et des pertes. dans le diffuseur 7. Un second défaut provient de l'angleo"de la lame de sépa- ration 14 entre les deux voies de sortie 8 et 9 qui est faible. (inférieur à 240) ce qui augmente la difficulté de réalisation technologique du fait de la petite taille souvent requise pour ces bascules. Un second exemple de réalisation d'une bascule fluidique bistable de l'art antérieur extrait du brevet français 1 278 782 de MM. BOWLES et WARREN est montré sur la figure 2. Celle-ci reprend les mêmes éléments que la bascule fluidique de la figure 1 en y ajoutant deux zones 10 et 11 de recirculation découpées dans les voies de sortie 8 et 9. Les parois des voies de sortie 8 et 9, à la différence de l'exemple montré sur la figure 1, ne forment pas de surfaces continues. Au contraire, elles présentent un brusque changement d'inclinaison au bord 15. Sur la figure 2 celui-ci est représenté comme ayant sensiblement la forme d'un crochet. En fait celui-ci est quelconque, à condition d'être suffisant pour créer un système de tourbillon de fluide dans les zones 10 et 11 de recirculation. Un tel agencement permet un écoulement du courant de fluide vers deux voies de sortie 8 ou 9 parallèles et sans qu'il soit nécessaire de maintenir continuement l'admission du fluide dans l'une des voies de commande 3 ou 4. Ceci reste vrai même lorsque l'une des voies de sortie 8 ou 9 est bloquée par intermittence. Plusieurs modes de fonctionnement sont décrits dans le brevet pour cette bascule fluidique selon la valeur de la distance d de la lame 14 par rapport à l'orifice de la tuyère de largeur e déterminant la largeur du jet de puissance. Il résulte cependant de ces différentes structures corres- pondant à la variation de la distance d, qu'un défaut supplémentaire apparaît lorsque cette distance d entre l'arête de la lame 14 et la sortie de la tuyère 2 est d'un ordre de grandeur équivalent à un petit nombre de fois la largeur e du jet de fluide. Ce défaut consiste en une alimentation faible mais non négligeable de la voie de sortie non sélectionnée par les moyens de commande 3, 4. La présente invention vise à définir une nouvelle bascule fluidique remédiant aux inconvénients de ces deux types de bascule de l'art antérieur. Selon une caractéristique de l'invention, la bascule bistable comporte une tuyère alimentant un diffuseur à parois divergentes, deux voies de sortie reliées à ce diffuseur, au moins une voie de commande reliée par un conduit au diffuseur et deux zones de recirculation découpées dans les parois latérales du diffuseur. Selon une autre caractéristique de l'invention la distance entre l'arête de la lame de séparation des deux voies de sortie et la sortie de la tuyère est voisine ou inférieure à quatre fois la largeur du jet. Selon une autre caractéristique de l'invention la lame de séparation présente un angle d'ouverture dont la valeur est voisine ou supérieure à 300. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor- tiront de la description qui suit d'un exemple de réalisation, illustrée à l'aide des figures, qui outre les figures 1 et 2 représentent: - la figure 3, un exemple de réalisation d'une bascule fluidi- que bistable selon l'invention. La figure 3 montre un exemple de réalisation d'une bascule fluidique bistable selon l'invention, permettant d'obtenir un rende- ment élevé de pression dynamique et une séparation quasi parfaite de la voie de sortie non utilisée. Pour obtenir ces résultats, suivant l'invention, les zones de recirculation sont crées dans le diffuseur et non dans la voie de *sortie. Sur l'exemple non limitatif de réalisation montré sur la figure 3, une seule voie de commande 3 est représentée, et fonctionne alors par application d'une pression fluidique ou d'une dépression; une bascule munie de deux voies de commande ne sort cependant pas du cadre de l'invention. Sur cette figure 3, le diffuseur 7 est élargi de part et d'autre de- l'axe correspondant à la direction du jet issu de la tuyère 2, par deux zones de recirculation 12 et 13. La commande 3 est reliée directement à l'une de ces zones de recirculation par l'intermédiaire d'un conduit 5 de taille appropriée. Ce conduit 5 débouche dans le diffuseur 7, au niveau de la sortie du jet de la tuyère 2. Cette configuration permet d'une part, par la création de tourbillons dans ces zones de recirculation, une déflexion plus grande du jet, conduisant à des valeurs de l'angleo(de la lame 14 voisine de ' ou du moins supérieure à 300, et d'autre part une récupération de la pression dynamique à la sortie de la bascule, de l'ordre de 50 %. Cette importante déflexion du jet permet de réduire la distance d à une dimension voisine de trois à quatre fois la largeur e du jet. Cette forte déflexion du jet a pour conséquence également l'apparition d'un gradient transversal de pression et de vitesse néces- sitant au début des voies de sortie 8 et 9 une zone de guidage de quelques largeurs de jet à parois pratiquement parallèles, pour rééquilibrer les profils de pression et de vitesse. Les voies 8 et 9 peuvent alors servir de tuyères d'alimentation pour deux bascules placées en série car leur largeur est à peine supérieure à la tuyère 2 (10 à 20 % environ) et la pression dynamique très peu dégradée. Comme pour la bascule de la figure 1, l'orifice de la tuyère 2 peut être décentré par rapport à l'axe de symétrie du diffuseur 7, favorisant ainsi une voie de sortie (voie de sortie 8 sur la figure 3), en l'absence de pression de commande. La forme classique des zones de recirculation 12 et 13, sur la figure 3, ne constitue qu'un exemple particulier non limitatif de réalisation, en particulier l'angle de la discontinuité 15 peut correspondre à une valeur quelconque qui doit toutefois rester inférieure ou égale à 90 . La présence d'une arête vive au niveau de la discontinuité 15 impose un point de rattachement précis au jet et évite toute fluctuation de position du jet pouvant conduire aux émissions aléa- toires de débit dans la voie non alimentée que l'on observe sur les bascules classiques lorsque l'on réduit la distance d. Cette bascule présente en outre l'avantage que l'entraî- nement de fluide dans une voie de sortie non alimentée est très faible voir nul. De plus la réduction de la distance réduit au minimum l'entraînement turbulent dans le diffuseur 7, ce qui contribue à l'amélioration de la récupération de la pression dynamique. Ainsi la combinaison de la réduction de la distance d (qui modifiée seule provoquerait un régime instable de la bascule flui- dique) conjointement avec l'aménagement de deux zones de recir- culation 12 et 13 sur les parois latérales du diffuseur 7, permet une meilleure récupération en pression dynamique et un angleDode dé- flexion plus important que pour les bascules fluidiques de l'art antérieur. Ce type de bascule trouve une application préférentielle dans les appareils électroménagers, et spécialement du type lave linge. En effet, elle permet d'assurer l'alimentation en eau, dans de bonnes conditions, des bacs contenant par exemple la lessive, les produits adoucissants, ou l'eau de javel. Cette bascule peut être réalisée en une matière quelconque comme par exemple le verre, permettant un découpage précis des différentes parties de cette bascule ou par moulage de matières plastiques ou de résines présentant une grande stabilité de formes. On a ainsi décrit une bascule fluidique bistable, et son application à un distributeur pour les appareils électroménagers. REVENDICATIONS 1. Bascule fluidique du type bistable comportant une tuyère (2) alimentant un diffuseur (7) à parois divergentes, deux voies de sorties (8, 9) reliées à ce diffuseur (7) et au moins une voie de commande (3) reliée par un conduit (5) au diffuseur (7), caractérisée en ce que deux zones de recirculation (12, 13) sont découpées dans les parois latérales du diffuseur (7). 2. Bascule fluidique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance d entre l'arête de la lame (14) de séparation entre les deux voies de sortie (8, 9) et la sortie de la tuyère (2) est inférieure ou voisine de quatre fois la largeur e du jet. 3. Bascule fluidique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la lame (14) présente un angle d'ouverture de valeur supé- rieure ou voisine à 30 . - 4. Bascule fluidique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux zones de recirculation (12, 13) présentent chacune une arête de discontinuité (15) entre les parois du diffuseur (7) et l'une des voies de sortie (8, 9). 5. Bascule fluidique selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'angle défini au point de discontinuité (15) de l'une des zones de recirculation (12, 13) est inférieur à 90 . 6. Bascule fluidique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe de symétrie du jet de fluide est décentré par rapport à l'axe de symétrie du diffuseur (7) de façon à privilégier une voie de sortie (8) en Pabsence de commande, lors de l'établissement du jet. 7. Bascule fluidique selon la revendication 2, caractérisée en ce que les voies de sortie (8, 9) présentent, à leurs débuts, une région à parois parallèles sur une distance voisine de quelques largeurs e du jet. 8. Appareil électroménager, notamment du type lave linge, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bascule fluidique selon l'une quelconque des revendications précédentes.