Brevet FR2481774A1 — publié le 19811106

L'invention est relative à un joint de suspension destiné à assurer la liaison élastique entre un orifice délimité par un cadre rigide et entre deux surfaces d'obturation au moins. Plus précisément b le joint de suspension selon l'invention permet de remplir des fonctions multiples, à savoir maintien élastique d'au moins deux surfaces d'obturation, étanchéité éventuelle des différentes liaisons élastiques, introduction et récupération d'un fluide caloporteur. Le joint selon 1 'invention et ses surfaces d'obturation peuvent trouver les applications dans l'obturation d'ouverture par exemple dans des toitures, des murs, ou d'une manière générale des ouvertures ou regards aménagés dans une paroi, avec pour but de réaliser une isolation thermique, une isolation phonique, une étanchéité, de faciliter le démontage, ou de compenser les effets de la dilatation thermique.Le joint et les surfaces d'obturation peuvent également trouver une application avantageuse dans la réalisation de capteurs solaires et d'échangeur de calories. D'une manière générale, l'obturation d'un orifice délimité par un cadre, ou la réalisation d'un caisson dans le but d'en faire un capteur solaire, se heurte à des problèmes de dilatation auxquels se superposent des problèmes d'étanchéité du fait des variations de température importantes. Par ailleurs, le montage des surfaces d'obturation, qui en général sont des vitres impose des opérations de manu tention longues et délicates, qui de ce fait sont onéreuses. Un des buts de la présente invention est de proposer un joint de suspension qui compense les effets de la dilatation provoquée par des variations de température importantes. Un autre but de la présente invention est de proposer un joint de suspension qui facilite le montage des différentes surfaces d'obturation. Un autre but de la présente invention est de proposer un joint de suspension qui soit susceptible d'assurer l'étanchéité avec le cadre et les différentes surfaces qu'il est destiné à recevoir. D'autres buts de la présente invention apparaîtront dans la description qui va suivre, qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de limiter la présente invention. Le joint de suspension destiné à assurer la liaison élastique entre un orifice délimité par un cadre rigide et au moins deux surfaces d'obturation est caractérisé par le fait qu'il présente une jupe épou sant élastiquement le périmètre du cadre, et constituant les parois latérales des différents volumes compris entre les différentes surfaces d'obturation, et que le maintien élastique du joint dans l'orifice est assuré entre autre par les dites surfaces d'obturation. L'invention sera mieux comprise Si' l'on se réfère à la description ci-dessous ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. Les figures 1 à 4 sont des vues schématiques en coupe de modes de réalisation non limitatifs d'un joint de suspension selon la présente invention Les figures 5 et 6 représentent schématiquement le relief de surfaces d'obturation dans le cas non limitatif où le joint permet la réalisation d'un capteur solai-re. Les figures 7 et 10 sont des vues schématiques en coupe d'un joint de suspension et de surfaces d'obturation dans des applicationsnon limitativesà des capteurs solaires Les figures 8 et 9 sont des vues schematiques, en coupe, partielle de la paroi d'un joint de suspension dansdesmises en oeuvre non limitatives. Dans la figure 1, un joint 1 assure une liaison élastique entre un orifice 2, délimité par un cadre rigide 3 et deux surfaces d'obturation, respectivement 4 et 5. Ce nombre de surfaces d'obturation n'est pas limitatif, et n'est donné qu'à titre indicatif. Dans le cas de la figure 1, l'orifice 2 a été réalisé dans une paroi 6. Ce cas cependant n'est pas limitatif, en effet, l'orifice peut être réalisé a partir d'un support 7, comme dans la figure 2, ou par un caisson. ou toute ceinture fermée dont une ouverture est délimitée par un cadre 3. En se référant aux figures 1 à 4, le joint est tout d'abord constitué par une jupe 8 qui épouse la forme intérieure du cadre 3. Cette jupe 8 définit par ailleurs les parois latérales des volumes respectivement 9 à 15 situés entre les différentes plaques d'obturation. Le joint comporte par ailleurs des moyens pour le maintenir à la peripherie du cadre. Ces moyens peuvent être constitués par exemple par un rebord 16 s'appuyant sur cette péripherie, et être éventuel le- ment complétés par une lèvre d'étanchéité 17, ou plusieurs lèvres 18 et 19 comme dans le cas de la figure 3.Ces moyens peuvent être egalement une lèvre 20 orientée vers l'extérieur de la périphérie du joint, qui s'appuie sur la périphérie du -cadre. De préférence, cette lèpre assurera également une fonction d'éta'nchéTté au niveau de la liaison entre le cadre et le joint. Les moyens de maintien peuvent être de toute autre forme appropriée au cadre sur lequel le joint est destiné à être monte. Dans l'exemple de la figure 2, le support 7 présente un rebord 21, et le joint présente sur sa périphérie une encoche 22 adaptée a la forme du support 21. De préférence, cette encoche présente une face 23 faisant office de face d'appui, et une partie 24 faisant office de levre d' étanchéité. Dans tous les cas, selon la forme du cadre sur lequel le joint est destiné à être monté, et selon la fonction qu'il est destiné a remplir, ces moyens de maintien sur la périphérie'du cadre pourront être facilement déterminés par l'Homme de l'Art. De préférence cependant, étant donné que le-matériau qui compose le joint est un materiau souple, les moyens comprennent des moyens d'appui tels qu'un rebord ou une face d'appui, éventuellement complétés par dés moyens d'étanchélté, et des moyens de clipsage, qui peuvent être également des moyens d'étan cette composés par exemple par une lèvre. En fonction de la forme de la périphérie du joint, et des moyens de maintien qu'il présente, l'Homme de l'Art déterminera facilement comment monter le joint dans le cadre de manière à ce.qu'il en épouse le périmètre. Selon l'invention, le joint comporte sur la paroi interne 25 de sa jupe d'autres moyens qui permettent de suspèndre une surface d'obturation, ou de la maintenir. De preference, la ou les surfaces d'obturation qui sont situées dans l'orifice 2, ou du cOté intérieur 26 de celui-ci seront suspendues, alors que la ou les surfaces d'obturation situées du côté extérieur 27 de l'orifice seront appliquées et maintenues. Dans l'exemple de la figure 1, la surface d'obturation 4 est maintenue, et la surface d'obturation 5 est suspendue. Les moyens de suspension consistent par exemple en un rebord 28 orienté vers l'intérieur de la jupe du joint, qui présente une face d'appui 29 sur laquelle vient reposer la périphérie de la surface d'obturation suspendue 5. Naturellement, cette surface d'obturation suspendue et le rebord 28 présentent des dimensions appropriées pour que la surface puisse être introduite àl'intérieur de la jupe et venir se positionner sur le rebord. Les moyens de maintien consistent par exemple en une rainure 30 orientée sensiblement parallelement à la surface d'obturation maintenue, dont l'ouverture est quant à elle orientée vers l'intérieur de la zone définie par la jupe. La surface d'obturation maintenue 4, et la rainure 30 présentent des dimensions appropriées, et qui pourront être facilement déterminées par 1'tomme de l'Art, de manière à ce que le maintien de la surface d'obturation puisse être obtenu par introduction de sa périphérie a' l'intérieur de la rainure 30. De preference, cependant, les dimensions de la surface maintenue 4 seront légèrement supérieures aux dimensions de l'orifice 2. En se référant à la figure 1, il ressort que la présence des surfaces d'obturation 4 et 5, ou d'une manière générale le positionnement de l'ensemble des surfaces d'obturation à l'intérieur de la jupe, verrouillent le joint sur la périphérie du cadre. D'autre part, étant donné que le matériau qui compose le joint est un matériau souple et élastique, la dilatation ou la déformation du cadre, ou des surfaces d'obturation se traduiront par une déformation élastique du joint, ce qui évitera la détérioratian ou le bris de l'un des éléments. Le positionnement des surfaces d'obturation sur les rebords ou dans les rainures peut être assuré et renforcé par-un collage des surfaces d'obturation sur l'une au moins des faces des rebords ou des rainures. La nature des surfaces d'obturation dépend de l'usage qu'elles sont destinées à remplir en combinaison avec le joint. Elles pourront être par exemple en verre ou en matière plastique transparente ou colorée. Ces surfaces d'obturation permettent par exemple de réaliser un double vitrage, dans le but d'une isolation thermique ou phonique. L'ensemble des joints et des surfaces d'obturation peut être par ailleurs incliné, ce qui permet par exemple de réaliser une fenêtre dans un toit. Le nombre des surfaces d'obturation n'est cependant pas limitatif. Par ailleurs, ces surfaces peuvent être parallèles entre elles ou inclinées les unes par rapport aux autres. A titre d'exemple, la figure 4 représente l'adaptation de trois surfaces obturatrices, 31, 32 et 33 à un joint 1 selon l'ìnven- tion monte dans l'orifice d'une paroi 6. La surface 31 est inclinée par rapport aux surfaces 32 et 33, ce qui permet par exemple dans l'application à un capteur solaire d'adapter. la position de celui-ci par rapport à la déclinaison du soleil, ou à sa position. Dans une variante de réalisation du joint selon l'invention, la paroi de la jupe présente une forme de soufflet, dans sa partie supérieure, ce qui permet de régler et de modifier l'inclinaison de la surface d'obturation extérieure 31.Il est ainsi possible d'accorder le dispositif composé par le joint et la surface d'obturation à la pente d'un toit, ou de lui donner une orientation variable en fonction de la position du soleil dans le cas d'un capteur solaire. La figure 3 représente une autre variante du joint selon l'invention. Celui-ci porte deux surfaces d'obturation 4 et 5 qui' forment par exemple un double vitrage. Dans sa partie inférieure, il porte une autre surface d'obturation 34, qui peut être par exemple une paroi thermo-isolante. Le joint peut quant à lui présenter également une surface d'obturation 35, le rôle de cette surface 35 est de renforcer la structure du joint au niveau des rebords 28 qui portent la surface 34. Cette surface 35 présente cependant d'autres caractéristiques avantageuses et intéressantes. En effet, elle définit avec la paroi interne 25 de la jupe une cavité 12 parfaitement étanche, étant donné que l'ensemble a été réalisé d'une seule pièce, par exemple par moulage. Cette cavité est donc apte à' contenir ou à' véhiculer un fluide calopor tueur. Par ailleurs, dans le cas où le matériau est réalisé en élastomère de couleur noire ou sombre, la surface 35 pourra constituer avantageuse ment la surface d'absorption d'un capteur solaire. De préférence, l'clash tomère présentera une mauvaise conductibilité thermique, ce qui facrli tera l'absorption. La surface d'obturation 34 qui est une surface thermoisolante favorise également l'absorption de l'énergie solaire au niveau de la surface 35. La présence de cette surface cependant est facultative. Parmi les capteurs solaires actuellement existants, ceux du type a ruissellement peuvent être avantageusement réalisés avec le joint selon la présente invention. Dans ce type de capteur, une pellicule d'eau circule et s'écoule par gravité sur la surface absorbante du capteur. Dans le but de maitriser l'écoulement, et d'augmenter le rendement des échanges thermiques, la surface 35 présente un relief dont les effets s'opposent à l'écoulement du fluide caloporteur par gravité. Ces effets sont basés sur les principes du thermo-siphon, de la capillarite, des vases communiquants et/ou de la tension superficielle. ils ralentissent, régularisent et mai tri sent l'écoulement du fluide caloporteur, ce qui permet. un echange thermique avec un meilleur rendement. A titre d'exemple, les figures 5 et 6 représentent deux reliefs géométriques que peut présenter la surface 35 dans le cadre d'un capteur solaire à ruissellement. La figure 5 représente des chevrons 36, disposés selon des lignes perpendiculaires a la pente, les chevrons des différentes lignes consécutives étant disposés en quinconce. Vis-à-vis de l'écoule- ment du fluide, ils sont orientes de manière à constituer une pluralité de barrages faisant saillie, formant une pluralité de bassins de retenue. La hauteur du chevron augmente depuis ses extrémités respectives 37 et 38 jusqu'à son sommet 39 de manière a compenser la pente du capteur solaire. Ceci est visible d'après la figure 7 qui représente schématiquement en coupe un dispositif semblable à celui de la figure 3 où la surface 35 présente un relief en chevron. L'écoulement du fluide est schématisé en figure 5 par un trait pointillé 40. Le chevron, repéré par la référence 41 retient le fluide caloporteur, et la zone 42 comprise dans l'ouverture du V constitue un bassin de retenue. Lorsque la hauteur de fluide est suffisante, celui-ci s'écoule aux deux extrémités du chevron et alimente les deux bassins 43 et 44 respectivement formés par les deux chevrons 45 et 46 > situés en quinconce à un niVeau directement inférieur à celui du chevron 41. L'écoulement d'un bassin à l'autre s'effectue donc par gravite, et le principe du thermo-siphon s'applique dans chaque bassin de retenue. Un fil'et de fluide entrant se divise donc en deux filets de fluide sortant, ce qui améliore la régularité de la répartition du fluide caloporteur sur la surface d'absorption et donne un meilleur mouillage de cette surface. Un autre relief est représenté en figure 6, qui présente des chevrons doubles 47 également disposés en quinconce. Comme dans le cas précédent, les chevrons constituent des barrages qui forment des bassins de retenue. Pour passer par exemple du bassin 48 au bassin 49, le fluide est obligé de remonter le long de la paroi 50 du double chevron 51 par capillarité. Selon l'ouverture des chevrons et leur hauteur, l'ecoulement pourra également se faire selon le principe des vases communiquants. D'autres formes géométriques de barrages pourraient être adoptees dans le but de maitriser le ruissellement et d'augmenter l'échange thermique entre la surface d'absorption et le fluide caloporteur. Ce relief peut être réalisé dans la masse de la surface 35 lors de la fabrication de l'ensemble du joint, par exemple par moulage ou par confection dans le cas d'un élastomère. Cependant, la surface 35 et son relief peuvent être remplacés par une surface d'obturation indépendante présentant ce relief, qui serait suspendue au joint au même titre que les autres surfaces d'obturation.Dans ce cas, la surface 35 devenue indépendante peut être réalisée en tout matériau approprié, et par exemple pourrait être métallique; Naturellement, les surfaces d'obturation situées au-dessus de la surface d'absorption sont dans le cas d'un capteur solaire de toute nature appropriée, et apte à favoriser l'effet de serre. Une surface d'obturation thermozisolante telle que la surface 34 peut être placée sous la surface d'obturation jouant le rôle de surface d'absorption, de manière à favoriser ce phénomène d'absorption Plus particulièrement dans le cas d'un capteur solaire, la paroi de la jupe pourra présenter au moins localement des moyens; facilitant l'introduction et la récupération du fluide caloporteur.Ces moyens peuvent consister en un orifice traversant l'épaisseur de la jupe qui met en communication l'intérieur du volume du capteur ou circule le fluide avec par exemple des conduites d'arrivée ou de départ du fluide caloporteur. D'autres moyens plus élaborés sont représentés schématiquement en figure 8, et sont partiwlièrement adaptés à un capteur à ruissellement. Un conduit 52 est réalisé dans l'épaisseur de la paroi de la jupe, de préférence au moins dans sa partie située en haut de la pente. Ce conduit est relié à l'extérieur par un orifice 53 débouchant dans un autre conduit, ou apte à recevoir une canalisation d'arrivée. Le conduit 52 par ailleurs débouche dans la zone du capteur ou circule le fluide caloporteur par une pluralité d'orifices 55 faisant office de gicleurs. De préférence, ces orifices seront positionnes en fonction du relief de la surface de ruissellement schématisée en 56. Au moins en bas de la pente de cette surface, le rebord 57 qui la porte présente une forme en gouttière qui permet la récupération du fluide caloporteur après ruissellement. Un orifice 58 relie l'inte- rieur de la gouttière avec par exemple une canalisation ou une conduite extérieure. Dans la figure 8, pour des raisons de clarté, le conduit 52 et la gouttière 57 sont représentés sur une même paroi. Dans le cas où la surface d'absorption 35 fait partie interan- te du joint, la gouttière permettant de récupérer le fluide après ruissellement peut être intégrée dans le relief de la surface. La figure 9 représente une variante du conduit 52 dans 1 'ap- plication à un capteur solaire à écoulement sous pression Dans un mode de realisation avantageux, le conduit 52 décrit la périphérie de la jupe 8. Il peut servir dans sa partie basse à l'approvisionnement en fluide caloporteur des tuyaux ou serpentins de l'absorbeur, que l'on a schema tisésen 60, et, dans sa partie haute, à recueillir le fluide pour l'évacuer. Il suffit d'obturer par deux cloisons ou deux bouchons ap propriés ce conduit 52 de manier a isoler sa partie approvisionnement et sa partie évacuation.Dans le mode de réalisation représenté dans la figure 9, les tuyaux ou serpentins de l'absorbeur débouchent à l'in térieur du conduit 52, respectivement dans la partie approvisionnement et dans la partie évacuation de ce conduit, ces deux parties etanyt res pectivement reliées à une installatìon extérieure pour véhiculer le fluide caloporteur. La figure 10 montre un exemple d'application d'un joint selon l'invention à un capteur solaire de type "ventouse " La surface obtura trice extérieure 65 est constituée par une tuile ou une ardoise d'un type connu, de préférence réalisée en matière transparente ou transluw cide, et qui présentera dans sa partie inférieure des tétons 66 ou des moyens de liaison, en nombre suffisant pour maintenir le joint 1. Cette liaison peut également être réalisée par un collage approprié. La jupe 8 comporte une levre 70 qui s'applique sur la surface intérieure de la tuile ou de l'ardoise. Le joint 1 peut dans ce cas présenter une surface d'obturation 68, et définir avec la tuile ou l'ardoise une ca vite 69 à l'intérieur de laquelle peut circuler un fluide caloporteur. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, le joint et la tuile ou l'ardoise sont respectivement fixés à la charpente de manière à ce qu'une liaison s'établisse entre le joint et la tuile ou l'ardoise. Le joint est réalisé, de preferences en un matériau souple et élastiquement déformable comme par exemple un élastomère .Le joint peut être réalisé par extrusion d'un profil qui est ensuite découpé selon une longueur et une forme correspondant au périmètre du cadre auquel il est destiné à s'adapter, puis soudé ou collé. Cependant, lorsqu'une surface d'obturation fait partie intégrante du joint, et notamment lorsque cette surface présente un relief, il sera plus ap proprié de réaliser le joint selon l'invention par moulage ou par confection. Dans tous les cas, la matière de l'élastomère peut être différente selon les parties du joint, à savoir la jupe, les rainures, les lèvres d'etanchelte, les rebords, ou la surface d'obturation, tant en ce qui concerne ses propriétés physiques (dureté, couleur ) que ses proprietes chimiques. Naturellement, les différentes variantes du joint selon l'invention qui viennent d'être décrites n'ont été données qu'à titreindi- catif, et ne sont pas limitatives. D'autres mises en oeuvre de la présente invention pourraient être en effet adoptées sans qu'elles sortent pour autant de son cadre. REVENDECATIONS 1. Joint de suspension destiné à assurer la liaison élastique entre un orifice délimité par un cadre rigide et entre au moins deux surfaces d'obturation, caractérisé par le fait qu'il présente une jupe épousant élastiquement le périmètre du cadre et constituant les parois latérales de différents volumes compris entre les différentes surfaces d'obturation, et que le maIntien élastique du joint dans l'orifice est assuré entre autre par les dites surfaces d'obturation. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une des surfaces d'obturation présente des moyens de liaison avec le dit joint qui constituent l'orifice. 3. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il présente des moyens élastiques pour suspendre au moins une surface à l'intérieur de la zone définIe par la paroi interne de la jupe. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il présente des moyens élastiques pour maintenir au moins une surface au niveau de la périphérie de l'orifice. 5. Joint selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que les dits moyens comprennent des rainures si- tuées dans l'épaisseur du joint, le long de sa périphérie, dans lesquelles se logent respectivement les périphéries des surfaces obturatrices, et/ou des rebords orientés vers l'intérieur de la zone définie par la paroi interne de la jupe sur lesquelles se positionnent les périphéries des surfaces obturatrices. 6. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que son maintien dans le cadre est réalisé par un rebord etiou une levre située sur la périphérie du joint et prenant appui sur la périphérie du dit cadre. 7. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dits moyens de maintien et de suspension et/ou la ou les dites lèves assurent une liaison étanche. 8. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'une des dites surfaces d'obturation est la surface d'absorption d'un capteur solaire formé par le dit joint et l'ensemble des surfaces d'obturation. 9. Joint selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il présente lui-meme dans sa masse une surface d'obturation consti tuant la surface d'afrsorption d'un capteur solaire. 10. Joint selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que la surface d'absorption présente un relief permettant de maitriser le ruissellement du fluide caloporteur selon les principes du thermo-siphon, de la capillarité, des vases communiquants et/ou de la tension superfi:cielle. 11. Joint selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la dite surface d'absorption presente une pluralité de barrages en forme de chevrons ou de double chevrons , discontinus, définissant une pluralité de bassins de retenue, s'étendant sur la largeur de la surface d'absorption, et disposés en quinconce à des niveaux différents de manière à contrôler et maitriser le ruissellement du fluide caloporteur sur la surface d'afisorption. 12. Joint selon l'une quelconque des revendications preceden- tes, caractérisé par le fait qu'il présente au moins dans une partie de la périphérie de sa jupe un conduit apte à véhiculer un fluide calo- porteur. 13. Joint selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le dit conduit débouche dans la dite zone de ruissellement par une pluralité d'orifices faisant office de gicleurs d'alimentation des bassins de retenue. 14. Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il présente au moins sur une partie de sa périphérie un rebord en forme de gouttière apte à récupérer le fluide caloporteur et à l'évacuer par un orifice de communication avec l'ex- térieur. 15. Joint selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le dit conduit permet l'alimentation d'un capteur solaire à fluide caloporteur sous pression et l'évacuatIon du fluide. 16. Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'une surface d'obturation extérieure maintenue est inclinée par rapport aux autres. 17. Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'une partie de la jupe présente une forme de soufflet, et qu'une surface d'obturation extérieure maintenue est Inclinable par rapport aux autres 18. Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en élastomère. 19. Joint selon la revendication 18, caractérise par le fait que l'elastomère présente des propriétés physiques et chimiques différentes au niveau de la jupe, des rebords, des rainures, des lèvres et/ou de sa surface d'absorption.