Brevet FR2518886A1 — publié le 19830701

Disperseur d'eau de sécurité a commande pyrotechnique amovible, dispositif pyrotechnique de commande d'un tel disperseur, et utilisation de ce disperseur dans une installation d'arrosage de sécurité. L'invention concerne essentiellement un.disperseur d'eau destiné a être raccordé à un réseau de tubulures d'amenée d'eau sous pression pour constituer une installation d'arrosage de sécurité, dont le fonctionnement est de-- clenché en cas de détection d'un début d'incendie, ce disperseur d'eau de sécurité comprenant un sprinkler et un dispositif pyrotechnique de commande qui permet, de détruire l'élément de maintien en position de fermeture de l-'obtu- rateur du sprinkler, et d'éjecter l'ensemble d'obturation. L'invention concerne également d'une part le dispositif pyrotechnique de commande qui comporte un vérin pyrotechnique, et d'autre part l'utilisation de ces disperseurs d'eau dans une installation d'arrosage de sécurité comportant au moins un détecteur de début d'incendie qui est raccordé électriquement au dispositif pyrotechnique de commande de chaque disperseur d'eau. Les disperseurs doleau de sécurité comprenant un sprinter et un dispositif pyrotechnique de commande sont connus, et, par exemple, le brevet US 3,726,-344 décrit un disperseur d'eau qui utilise d'une part un sprinkler, dont l'élément de maintien en position de fermeture de l'obturateur est un élément fusible, et d'autre part un générateur pyrotechnique de chaleur dont le flux thermique est dirigé sur cet élément fusible qui peut être soit une plaquette maintenant deux leviers en appui mutuel, soit une entretoise placee dans l'axe du sprinkler.Ces éléments ftsi- bles sont généralement réalisés a partir d'un eutectique métallique à bas point de fusion, mais ces alliages-pré- sentent une faible résistance mécanique et il est alors nécessaire d'utiliser des éléments massifs présentant une épaisseur suffisante pour résister à la poussée de l'eau sous pression qui s'exerce sur-l'obturateur du sprinkler. Lorsqu'un incendie éclate dans un local dont la protection est assurée par une installation d'arrosage de sécurité comportant un réseau de tubulures d'amenée d'eau équipées de sprinklers, seuls les sprinklers placés dans la zone où la température s'élève anormalement entrent en action, puisque c'est cette élévation de température qui peut seule entrainer la destruction de l'élément de maintien en position de fermeture de l'obturateur du sprinkler.Une telle installation est donc peu efficace, et c'est la raison pour laquelle dans les zones à haut risque et/ou protection renforcée, les sprinklers sont combinés avec des dispositifs de destruction des éléments de maintien des obturateurs, ces dispositifs pouvant être actionnés individuellement, par groupes, ou en totalité, soit à partir de commandes manuelles, soit à partir d'une ins- tallation centrale de détection de fumées, de flammes ou d'autre phénomènes. Les dispositifs de destruction des éléments de maintien des obturateurs sont essentiellement des dispositifs: pyrotechniques de commande, tels que ceux décrits dans le brevet US 3,726,344 car la pyrotechnie permet une fiabilité absolue, un encombrement réduit et ne demande qu une faible puissance de déclenchement. Par contre, les 'géné- rateurs pyrotechniques de chaleur ne doivent pas générer un flux thermique trop important, car ce flux thermique pourrait être lui même la cause d'un incendie, et il en résulte un temps de mise en action du sprinkler qui est trop long, notamment lorsque l'installation protège des objets ou des produits hautement inflammable. Les sprinklers, dont l'élément de maintien en position de fermeture de l'obturateur est constituée par une ampoule, sont également connus, et sont même plus couramment utilisés que les sprinklers élément fusible, mais ces ampoules ne peuvent pas être en verre mince car elles doivent résister å la poussée de l'eau sous pression qui s'exerce sur l'obturateur du sprinkler. Le verre étant un matériau thermiquement isolant il en résulte qu'un générateur pyrotechnique de chaleur dirigé sur l'ampoule, qui contient un liquide se vaporisant a basse température, généralement entre 6O0C et 9O0C, t'entrain pratiquement aucune réduction du temps de mise en action du sprinkler. La présente invention a pour but d'obtenir un disperseur d'eau dont le sprinkler entre en action quelques centièmes de seconde après la mise a feu de la charge pyrotechnique du dispositif de commande, et cela sans générer de flux thermique et sans gêner la dispersion de l'eau, et l'invention se caractérise en ce que le dispositif pyrotechnique comporte, d'une part un vérin pyrotechnique, dont le déploiement assure l'éjection de cet élément de maintien, et d'autre part un système de fixation qui permet de solidariser le vérin pyrotechnique å l'ensemble d'obturation du sprinkler, et préferentiellement l'élément de maintien du sprinkler est une ampoule contenant un liquide vaporisable a faible température, cet élément de maintien pouvant néanmoins être une entretoise en matériau fusible. Selon une variante préférentielle de réalisation, le système de fixation est solidarisé l'élément de maintien du sprinkler, mais selon une autre variante de réalisation le système de fixation est solidarisé å l'obturateur du sprinkler, cette var-iante de réalisations'imposant lorsque 1 ' élément de maintien-est.une entretoise en matériau fusible. Le système de fixation du dispositif pyrotechnique comporte avantageusement au moins une bride qui enserre l'une des pièces constituant l'ensemble d'obturation, cet ensemble étant éjecté du sprinkler lors de sa mise en action, et cette bride de fixation peut notamment être une sangle, dont la souplesse facilite l'adaptation et le réglage de la position du dispositif pyrotechnique par rapport a l'élément de maintien-du sprinkler. Plus particulièrement, selon la variante préférentielle de réalisation, le système de fixation comporte une première sangle qui enserre la partie supérieure de l'ampoule et une seconde sangle qui enserre la partie inférieure de l'ampoule, et > avantageusement, le système de fixation du dispositif pyrotechnique comporte une embase solidaire du vérin pyrotechnique, cette embase étant en appui sur l'ensemble d'obturation du sprinkler. L'embase est prefe- rentiellement munie d'une entaille en vé qui permet un centrage sur l'élément de maintien du sprinkler et cette embase est réalisée en matière plastique. Selon le mode de réalisation préféré, le vérin du dis-- positif pyrotechnique comporte une charge pyrotechnique dont l'inflammateur est connecté un conducteur électrique bifilaire, et ce vérin comporte une tige de piston métallique dont l'extrêmité interne est initialement en retraitpar rapport a l-'élémen de maintien du sprinkler, le cylindre de ce vérin étant avantageusement métallique et la charge pyrotechnique étant fixée à l'intérieur de ce cylindre. Les dispositifs pyrotechniques de commande selon la pré- sente invention constituent l'élément essentiel de la combinaison de noyens revendiquée, et l'utilisation d'un disperseur d'eau conforme a la présente invention permet d'obtenir une installation d'arrosage de sécurité dont les caractéristiques correspondent aux disperseurs reven diqués. Plus particulièrement, dans une telle utilisation, le dispositif pyrotechnique de commande du disperseur est relié 9 un élément fixe de l'installation par une attache souple qui permet la suspension de ce dispositif pyrotechnique, et éventuellement de la pièce de l'ensemble d'obturation sur laquelle est fixé ce dispositif pyrotechnique, en dehors du cône de dispersion de l'eau. Avantageusement l'attache souple est constituée par le conducteur électrique de mise feu du vérin pyrotechnique du dispositif de commande, et ce conducteur électrique est fixé sur la tubulure d'amenee d'eau au sprinkler ou sur un élément fixe en surélévation par rapport ce sprinkler. Les avantages obtenus grâce a cette invention consistent essentiellement en ce que le temps de mise en action du sprinkler est considérablement réduit, notamment lorsque l'élément de maintien du sprinkler est constitué par une ampoule en verre, et lorsque le vérin du piston est initialement en retrait par rapport a cette ampoule de manière ce que la rupture se produise par choc. La présente invention permet également d'améliorer la sécurité de fonctionnement des sprinklers, en supprimant l'émission d'un flux thermique, qui peut être la cause d'une explosion ou d'un incendie, notamment lorsque l'installation d'arrosage de sécurité protège des locaux dans lesquels sont disposés des produits dont les vapeurs sont inflammables.L'obtention de ces avantages est d'autant plus intéressante que le sprinkler conserve toute son efficacité, puisqu'en fonctionnement il ne subsiste aucune pièce du dispositif pyrotechnique de commande dans les zones d'éjection et de dispersion de l'eau sous pression, ce dispositif étant fixé sur l'ensemble d'obturation qui est éjecté du sprinkler. Dans ce qui suit, 11 invention est exposée plus en détail l'aide d'un dessin représentant le mode préférentiel d'exécution pour lequel - la figure l est une vue frontale, en coupe partielle selon I-I d'un disperseur d'eau de sécurité repré senté en position initiale avant declenchement, et raccordé une tubulure d'eau sous pression, - la figure 2 est une vue de dessous, en coupe brisée selon Il-I I, du seul disperseur d'eau de sécurité, - la figure 3 est une vue frontale en coupe partielle, qui correspond à la figure l, mais représente le disperseur d'eau de sécurité en position de fonc tionnement après mise en action, les pièces cons tituant l'ensemble d'obturation ayant été éjectées au sol lors de cette mise en action, et le dispositif pyrotechnique de commande étant représenté en coupe axiale. Les figures l et 2 représentent un disperseur d'eau de sécurité dont le sprinkler Le dispositif de commande de sécurité (2) est constitué par le vérin pyrotechnique (15) et par le système de fixation (16), le cylindre (17) en acier inoxydable du vérin étant directement vissé dans l'embase (18) qui est réalisée en matière plastique et qui comporte une entaille en vé (figure 2). Cette entaille permet le centrage et l'appui direct du dispositif de commande sur l'ampoule en verre qui constitue l'élément de maintien (3) et qui a la forme générale d'une olive, la solidarisation de ce dispositif de commande sur l'ampoule en verre étant assurée aux moyens des deux brides (19) et (19') qui sont constituées par des attache-câbles à bandes plastiques crantées. L'embase (18) et les brides constituent un système de fixation rapide qui permet d'équiper les sprinklers qui sont déjà montés sur des installations d'arrosage de sécurité en service. La profondeur de l'entaille de l'embase et la longueur de la tige du piston (20) sont telles, qu'en position initiale (piston enfoncé dans le cylindre), l'extrêmité de la tige du piston soit en retrait par rapport a la surface extérieure de l'ampoule. Une charge pyrotechnique (21) est fixée à l'intérieur du cylindre, sur le fond, et cette charge comprend un inflammateur électrique connecté à un conducteur (22) bifilaire, qui transmet l'impulsion de mise a feu générée par un détecteur de début d'incendie, et qui est fixé sur la tubulure tel2) au moyen d'un bracelet (23). Lorsqu'un début d'incendie,-ou un phénomène anormal ris quant.de dégénérer en incendie ou explosion, est détecté, la fermeture d'un contacteur électrique, actionné, soit manuellement, soit automatiquement par une installation centrale de sécurité, envoie une impulsion électrique dans le conducteur bifilaire (22), et-cette impulsion élec trique'meut à feu l'inflammateur et la composition pyrotechnique de renfort qui constituent la charge pyrotechnique 121). Les gaz libérés par la mise à feu de cette charge pyrotechnique propulsent le piston (20), et le déploiement du vérin (15) provoque la percussion de l'ex trémité de la tige du piston sur l'ampoule en verre (3). L'ampoule est alors pulvérisée sous l'effet conjugué, de la tige du piston qui défonce la paroi de verre et induit un choc dans l'ensemble de l'ampoule, et de la poussée de l'obturateur (6) soumis à la pression de l'eau dans la tubulure (12). Dès que l'ampoule est éclatée, l'obturateur est totalement éjecte dé l'alésage (9) du sprinkler et la cuvette d'appui (5î est egalement éjectée, l'eau jaillissant sur le déflecteur cranté (13) qui assure la dispersion de l'eau dans un volume sensiblement conique (24) La destruction de l'élément de maintien (3) libère totalement le dispositif pyrotechnique de commande (2) qui, sous l'effet conjugué de la gravité et de l'éjection initiale de l'eau, es.t placé hors des zones d'éjection et de dispersion de l'eau, la position du bracelet (23) sur la tubulure (12) et la longueur du conducteur bifilaire (22) étant choisies afin que les brides (19, 19') du dispositif de commande soient situées en dehors du cône de dispersion (24) de l'eau. Revendications 1- Disperseur d'eau de sécurité comprenant un sprinkler (I) et un dispositif pyrotechnique de commande (2) permettant, de détruire l'élément de maintien (3) en position de fermeture de l'obturateur (6) du sprinkler, et d'éjecter l'ensemble d'obturation (3, 5, 6), caractérisé en ce que le dispositif pyrotechnique comporte, d'une part un vérin pyrotechnique (15) dont le déploiement assure l'ejec- tion de cet élément de maintien, et d'autre part un système de fixation (18, 19) qui permet de solidariser le vérin pyrotechnique (15) à l'ensemble d'obturation (3, 5, 6) du sprinkler. 2- Disperseur d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de maintien (3) du sprinkler est une ampoule contenant un liquide (4) vaporisable à faible température. 3- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de fixation (18, 19) est solidarisé à l'élément de maintien (3) du sprïnkler. 4- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de fixation (18, 19) est solidarisé l'obturateur (6) du sprinkler. 5- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le système de fixation (18, 19) du dispositif pyrotechnique comporte au moins une bride (19) qui enserre l'une des pièces constituant l'ensemble d'obturation qui est éjecté du sprinkler. 6- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 2, 3 ou 5 caractérisé en ce que le système de fixation (18, 19) comporte une première sangle qui enserre la partie supe- rleure de l'ampoule et une seconde sangle qui enserre la partie inférieure de l'ampoule. 7- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de fixation (18, 19) du dispositif pyrotechnique comporte une embase (18) solidaire du vérin pyrotechnique (15), cette embase étant en appui sur l'ensemble d'obturation (3, 5, 6) du sprinkler. 8- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 3 ou 7, caractérisé en ce que l'embase (18) est munie d'une entaille en vé qui permet un centrage sur l'élément de maintien (3) du sprinkler. 9- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ère que l'embrase (18) est réalisée en matière plastique. 10- Disperseur d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin (15) du dispositif pyrotechnique comporte une charge pyrotechnique (21) dont l'inflammateur est connecté a un conducteur électrique (22) bifilaire. 11- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 1 ou 10, caractérisé en ce que le vérin pyrotechnique (15) comporte une tige de piston (20) métallique dont l'extré- mité externe est initialement en retrait par rapport à l'élément de maintien (3) du sprinkler. 12- Disperseur d'eau selon l'une des revendications 1, 10 ou 11, caractérisé'en ce que le verin pyrotechnique (15) comporte un cylindre métallique (17) å l'intérieur duquel est fixée la charge pyrotechnique (21). 13- Dispositif pyrotechnique de commande, caractérisé en ce qu'il est conforme à l'une des revendications 1 ou 3 à 12. 1 Utilisation d'un disperseur d'eau dans une installation d'arrosage de sécurité, caractérisée en ce que le disperseur est conforme a" l'une des revendications 1 à 12. 15- Utilisation d'un disperseur d'eau selon la revendication 14, caracterisee en ce que le dispositif pyro technique de commande (2) du disperseur est relié à un élément fixe de l'installation par une attache souple qui permet la suspension de ce dispositif pyrotechnique en dehors du cane de dispersion (24) de l'eau. 16- Utilisation d'un disperseur d'eau selon la revendication 15,- caractérisée en ce que l'attache souple est constituée par le conducteur électrique (22) de mise à feu du vérin pyrotechnique (15) du dispositif de commande (2). 17- Utilisation d'un disperseur d'eau selon la revendication 16, caractérisée en ce que le conducteur électrique (22) est fixé sur la tubulure (12) d'amenée d'eau au sprinkler (1).