Brevet FR2754044A1 — publié le 19980403

La présente invention a pour objet un groupe de sécurité hydraulique pour un chauffe-eau à accumulation. Dans une installation de production d'eau chaude par accumulation, de l'eau est amenée par une conduite reliée au réseau d'eau à un ballon dans laquelle cette eau est chauffée. Le ballon ainsi qu'un dispositif permettant de chauffer l'eau, généralement un dispositif comportant une résistance électrique, constitue un chauffe-eau. Lorsque cette eau chauffe, elle se dilate et la pression dans le ballon augmente. Pour éviter des pressions trop élevées dans le ballon, ce dernier est protégé hydrauliquement. Une soupape, intégrée dans un ensemble appelé groupe de sécurité, est alors montée sur le ballon. Lorsque la pression dans le ballon s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, généralement 7 bars, la soupape laisse passer un peu de fluide contenu dans le ballon permettant ainsi d'abaisser la pression interne à une valeur de service inférieure à la valeur limite prédéterminée (7 bars). Le fluide qui sort du ballon par la soupape est évacué vers le réseau d'eaux usées. En outre, un groupe de sécurité doit, d'après les normes en vigueur, comporter une garde d'air dont les dimensions minimales sont prédéterminées. Cette garde d'air consiste à pratiquer des ouvertures dans une conduite verticale reliant le groupe de sécurité au réseau d'eaux usées. Ainsi si une surpression apparait dans ce dernier réseau, l'eau refoulée de celui-ci ne risque pas de polluer l'eau du réseau d'eau potable car elle sort par les ouvertures prévues dans la garde d'air. Le groupe de sécurité est relié au ballon d'eau chaude du chauffe-eau dans lequel est accumulée l'eau chaude, à la conduite d'arrivée d'eau du réseau d'eau potable et enfin au réseau d'eaux usées. La disposition dans l'espace du raccordement du groupe de sécurité avec le ballon d'eau chaude est imposé au groupe de sécurité par la position du ballon, horizontale ou, dans le cas le plus fréquent, verticale. De plus, la garde d'air est toujours en position verticale, de manière à éviter que de l'eau se dirigeant vers le réseau d'eaux usées sorte par les ouvertures ménagées au niveau de la garde d'air. Ces deux orientations étant imposées, on retrouve sur le marché deux types de groupe de sécurité : les groupes de sécurité droits, sur lesquels le raccordement au ballon d'eau chaude et la garde d'air sont alignés et les groupes de sécurité coudés, sur lesquels la garde d'air forme un coude. L'existence de deux types de groupe de sécurité donne lieu à une multiplication du nombre de références chez les fabricants et les grossistes gérant ce type de pièces. De plus, l'installateur sanitaire est obligé d'avoir toujours les deux types de pièces dans sa camionnette. En grande surface de bricolage, c'est aussi un problème pour le consommateur qui ne sait pas quel modèle choisir. Un autre inconvénient des groupes de sécurité existants est que, lorsque la soupape du groupe ne fonctionne plus, il est nécessaire de changer tout le groupe de sécurité qui remplit plusieurs fonctions alors qu'une seule d'entre elles est défaillante. Enfin, dans certaines configurations, il est parfois difficile de monter un groupe de sécurité sous un chauffe-eau pour des raisons d'encombrement. En effet, dans le cas d'un ballon de chauffe-eau monté verticalement, le groupe de sécurité est habituellement monté sur l'axe du chauffe-eau et s'étend longitudinalement sous celui-ci. La garde d'air prolonge le groupe de sécurité et il y a parfois peu de place entre le ballon d'eau chaude et une éventuelle paroi. L'invention se propose de résoudre tout d'abord les problèmes liés à la gestion de deux types de groupe de sécurité différents et de fournir un groupe de sécurité pouvant s'adapter aussi bien sur un chauffe-eau vertical qu'un chauffe-eau horizontal. Avantageusement, l'invention fournit aussi une configuration permettant le démontage de la soupape et son remplacement sans devoir changer tout le groupe de sécurité, tout en présentant un encombrement aussi réduit que possible. À cet effet, elle propose un groupe de sécurité hydraulique pour chauffe-eau à accumulation comprenant un corps de groupe de sécurité possédant des moyens de raccordement permettant de raccorder le groupe de sécurité à un réseau d'eau et des moyens de r raccordement disposés le long d'un premier axe permettant de raccorder le groupe de sécurité à un chauffe-eau, une garde d'air par l'intermédiaire de laquelle le groupe de sécurité est destiné à être relié à un réseau d'eaux usées, et une soupape de sécurité permettant de maintenir une pression à l'intérieur du chauffe-eau inférieure à une valeur prédéterminée. Selon l'invention, la garde d'air est montée pivotante par rapport au corps du groupe de sécurité autour d'un second axe, perpendiculaire au premier axe de raccordement au chauffe-eau. De cette manière, il est possible d'adapter le groupe de sécurité aussi bien sur un chauffe-eau monté horizontalement qu'un chauffe-eau monté verticalement. I1 suffit dans chacun de ces cas de placer le second axe, l'axe de pivotement, dans un plan horizontal. Selon une première forme de réalisation avantageuse, la soupape de sécurité s'étend le long du second axe et présente un corps de soupape, monté pivotant sur le corps du groupe de sécurité, et sur lequel est fixé une cartouche soupape, et la garde d'air est fixée radialement sur le corps de soupape. Dans cette configuration, la garde d'air et la soupape de sécurité forment un ensemble pivotant sur le corps du groupe de sécurité. L'encombrement est également réduit. En effet, la soupape s'étend parallèlement au fond du chauffe-eau et on obtient donc un groupe de sécurité qui peut prendre place dans un espace réduit entre un fond de chauffe-eau et une paroi lui faisant face. I1 existe plusieurs manières de monter de manière pivotante le corps de soupape sur le corps du groupe de sécurité. L'invention propose qu'une extrémité du corps de soupape soit montée dans un alésage réalisé dans le corps du groupe de sécurité à l'aide d'un cavalier de retenue, un joint torique réalisant l'étanchéité entre le corps de soupape et le corps du groupe de sécurité. Dans une autre forme de réalisation, la garde d'air est solidaire d'une bague pivotante sur un siège, d'axe perpendiculaire au premier axe et ménagé sur le corps du groupe de sécurité ou sur une pièce solidaire de celui-ci. Dans ce cas, la disposition des divers éléments constituant le groupe de sécurité peut présenter de nombreuses variantes. Une disposition avantageuse prévoit que la soupape de sécurité s'étend le long du second axe et présente un corps de soupape sur lequel est fixé une cartouche soupape, et que la garde d'air est montée pivotante sur une zone usinée du corps de soupape, la zone usinée étant d'axe perpendiculaire au premier axe. Cette disposition permet d'avoir un groupe de sécurité qui s'étend en profondeur et non pas en hauteur. Pour permettre le démontage de la soupape sans devoir démonter tout le groupe de sécurité, le corps de soupape est de préférence vissé sur le corps du groupe de sécurité. I1 est alors possible de démonter la soupape et éventuellement de la remplacer sans avoir à changer tout le groupe de sécurité. Dans les diverses variantes proposées ci-dessus, la garde d'air possède trois orientations privilégiées par rapport au corps du groupe de sécurité, chacune de ces orientations étant avantageusement indexée. Ces orientations correspondent aux différentes positions que peut prendre le groupe de sécurité lorsqu'il est monté sur un chauffe-eau : une orientation correspond à un chauffeeau vertical, les deux autres, à angle droit de part et d'autre de cette première orientation, correspondent à un chauffe-eau horizontal. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemple non limitatif deux formes d'exécution préférentielle d'un groupe de sécurité muni d'un siphon. Figure 1 est une vue en perspective montrant un groupe de sécurité selon l'invention, Figure 2 est une vue en coupe longitudinale du groupe de sécurité de la figure 1 selon la ligne de coupe II-II de la figure 1, Figure 3 montre en vue de côté un groupe de sécurité monté sur un ballon d'eau chaude vertical, Figure 4 montre le même groupe de sécurité sur un ballon d'eau chaude horizontal, Figure 5 est une vue correspondant à celle de la figure 2 pour une variante d'exécution, Figure 6 est une vue en coupe du groupe de sécurité selon la ligne de coupe VI-VI de la figure précédente, Figure 7 montre en coupe schématique un groupe de sécurité de l'art antérieur, et Figure 8 est une coupe semblable à celle de la figure précédente pour un groupe de sécurité selon l'invention. Les figures représentent un groupe de sécurité 2, comportant un corps 4 du groupe de sécurité sur lequel est monté une soupape de sécurité 6, un robinet 8 et une garde d'air tournante 10. Un clapet anti-retour, non représenté, empêchant de l'eau contenue dans le ballon d'eau chaude de retourner vers le réseau d'alimentation en eau potable, est monté à l'intérieur du corps 4 du groupe de sécurité. Le corps 4 du groupe de sécurité est réalisé en alliage cuivreux, en bronze par exemple, et la garde d'air 10 est en matière synthétique. Ce groupe de sécurité 2 est destiné à être monté sur un chauffe-eau 12 à accumulation comportant un ballon dans lequel de l'eau chaude est stockée. Le corps 4 du groupe de sécurité comporte à cette fin un raccord 14 destiné à permettre le montage sur le chauffe-eau 12. Le corps 4 du groupe de sécurité comporte également un raccord 16 pour la liaison à un réseau d'eau potable. La liaison avec un réseau d'eaux usées se fait par l'intermédiaire de la garde d'air 10, sur laquelle est éventuellement monté un siphon. Les zones de raccordement au chauffe-eau et au réseau d'eau potable sont connues de l'homme du métier et ne sont pas décrites en détail ici, car l'invention ne les concerne pas directement. Un chauffe-eau par accumulation comporte un ballon d'eau chaude dans lequel de l'eau est chauffée puis stockée. Ce ballon est alimenté en eau froide par une conduite d'alimentation. Le groupe de sécurité 2, monté sur la conduite d'alimentation avant le ballon permet d'éviter l'apparition d'une surpression dans le ballon. En effet, le ballon est rempli avec de l'eau froide et la dilatation de l'eau pendant son chauffage cause une augmentation de pression dans le ballon. La soupape 6 est tarée à une pression prédéterminée, en général 7 bars, et elle laisse s'échapper de l'eau du ballon quand la pression dans celui-ci augmente au-delà de la valeur prédéterminée, de telle sorte que la pression diminue. Cette eau est évacuée vers une conduite d'eaux usées par la garde d'air 10. La garde d'air 10 prévue sur les groupes de sécurité permet d'éviter une remontée d'eau du réseau d'eaux usées vers le réseau d'eau potable. Elle consiste à munir une conduite destinée à être disposée verticalement d'ouvertures latérales. Ainsi de l'eau peut être évacuée depuis le groupe de sécurité 2 vers le réseau d'eaux usées, mais lorsqu'une surpression apparaît dans le réseau d'eaux usées et que de l'eau est refoulée, grâce aux ouvertures ménagées dans la garde d'air, cette eau ne peut pas atteindre la groupe de sécurité, ni polluer le réseau d'eau potable. Le corps 4 du groupe de sécurité comporte un premier axe 18 sur lequel se trouve le raccord 14 au chauffe-eau 12. Suivant le type de chauffe-eau sur lequel sera monté le groupe de sécurité 2, cet axe 18 sera soit disposé verticalement (figure 3), soit horizontalement (figure 4). Un second axe 20 est disposé perpendiculairement au premier axe 18. Sur cet axe 20 se trouvent le raccord 16 vers le réseau d'eau potable et la soupape de sécurité 6. Cet axe 20 est aussi l'axe de pivotement autour duquel la garde d'air 10 peut tourner. Il existe plusieurs solutions pour faire tourner la garde d'air 10 autour de son axe de pivotement 20. Les figures 2 et 5 proposent chacune une solution distincte. La figure 2 représente en coupe le groupe de sécurité 2 selon une première forme de réalisation. On retrouve ici le corps 4 du groupe de sécurité avec son raccord 16 vers le réseau d'eau potable placé sur l'axe de pivotement 20, son raccord 18 vers le chauffe-eau monté sur le premier axe 18 et le robinet 8 placé juste après le raccord 16, dans le sens de circulation de l'eau, et permettant d'isoler le chauffe-eau 12 du réseau d'eau. Sur l'axe de pivotement 20, à l'opposé du raccord 16 vers le réseau d'eau potable, le corps 4 du groupe de sécurité présente un alésage 22, destiné à recevoir un ensemble formé par la soupape de sécurité 6 et la garde d'air 10. Cet ensemble comporte un corps de soupape 24 dans lequel se trouve notamment un siège de soupape 26 et sur lequel est montée une cartouche soupape 28. La soupape de sécurité 6 ne sera pas décrite plus en détail ici, car elle est connue de l'homme du métier. Le corps de soupape 24 s'étend le long de l'axe de pivotement 20. Il présente sur sa surface latérale un manchon 30 s'étendant radialement et sur lequel vient s'emmancher la garde d'air 10. Cette dernière est montée de façon indémontable sur le corps de soupape 24. Cette indémontabilité est par exemple obtenue par surmoulage du manchon 30. Le corps de soupape 24 est monté dans l'alésage 22 à l'aide d'un cavalier de retenue 32 et d'un joint torique 34. Une rainure annulaire est prévue sur la partie du corps de soupape 24 destinée à être introduite dans l'alésage 22 pour recevoir le cavalier de retenue 32 et une gorge correspondante est ménagée dans l'alésage 22. Une autre rainure annulaire est prévue sur le corps de soupape 24 pour le logement du joint torique 34. Pour le montage, le cavalier de retenue 32 est mis en place dans sa rainure sur le corps de soupape 24 et l'ensemble est engagé dans l'alésage 22. Lorsque le cavalier de retenue 32 arrive à hauteur de la gorge réalisée dans l'alésage 22, il prend place dans cette rainure et le corps de soupape 24 est bloqué en translation tout en pouvant librement tourner dans l'alésage 22. Les figures 5 et 6 montrent un second mode de réalisation d'un groupe de sécurité selon l'invention. Les pièces utilisées pour ce mode de réalisation et semblables à celles utilisées pour le premier mode de réalisation portent les mêmes références. On retrouve ici le corps de soupape 24 monté dans l'alésage 22, ainsi que la cartouche soupape 28. Le montage du corps de soupape 24 dans l'alésage 22 diffère, de même que le montage de la garde d'air sur le corps de soupape 24. Le corps de soupape 24 est fixé par vissage sur le corps 4 du groupe de sécurité. La partie de ce corps de soupape destinée à pénétrer dans l'alésage 22 et l'alésage 22 sont donc chacun munis respectivement d'un filetage et d'un taraudage. Un joint torique 34 réalise l'étanchéité au niveau de cet assemblage. Le corps de soupape 24 ne pivote donc plus par rapport au corps 4 du groupe de sécurité. Seule la garde d'air 10 pivote autour du corps de soupape 24 qui s'étend le long de l'axe de pivotement 20. La surface extérieure du corps de soupape 24 est usinée du côté du corps 4 du groupe de sécurité. Cette zone usinée sert de siège à une bague 36 moulée d'une seule pièce avec la garde d'air 10. Cette bague 36, et donc aussi la garde d'air 10, peuvent ainsi librement tourner autour de l'axe de pivotement 20. Des passages 38 sont ménagés dans la surface latérale du corps de soupape 24 vers la garde d'air 10. Ils sont de préférence au nombre de quatre, répartis régulièrement à la périphérie du corps de soupape 24 (figure 6), de telle sorte qu'en position montée du groupe de sécurité, deux passages 38 se trouvent sur un axe vertical et les deux autres sur un axe horizontal. L'eau s'écoulant de la soupape 6 peut alors se diriger directement vers la garde d'air 10 par le passage 38 inférieur se trouvant sur l'axe vertical. Bien entendu, un passage 40 est prévu dans la bague 36, mettant en communication l'intérieur de celle-ci avec la garde d'air 10. En tournant autour du corps de soupape 24, le passage 40 vient alors face aux passages 38 du corps de soupape. Dans la pratique, seuls trois passages 38 sont utilisés selon le montage du groupe de sécurité 2 sur un chauffe-eau 12. Sur un chauffe-eau 12 vertical (figures 3 et 6),le passage 38a opposé au raccord 18 avec le chauffe-eau sert, tandis qu'avec un chauffe-eau horizontal (figure 4), les deux passages 38b et 38c se trouvant dans le plan perpendiculaire au premier axe 18 peuvent servir. Le passage 38d situé du côté du raccord 18 avec le chauffe-eau 12 ne sert pas. Les trois positions de la garde d'air 10 par rapport au corps de soupape 24 qui sont utilisables dans la pratique peuvent être indexées. Les moyens d'indexage ne sont pas représentés en détail au dessin ni décrits ici. Ils sont à la portée de l'homme du métier. Cette remarque est également valable pour le mode de réalisation représenté sur la figure 2. Dans ces deux modes de réalisation, lorsque les positions de la garde d'air 10 sont indexées, il est possible d'intervenir au niveau de la soupape 6, par exemple pour un contrôle mensuel de fonctionnement, sans risquer de faire bouger la garde d'air 10 ni d'exercer de contraintes sur les canalisations du réseau d'eaux usées auquel elle est reliée. Le groupe de sécurité 2 selon l'invention réalisé selon le premier ou le second mode de réalisation, présente de nombreux avantages par rapport aux groupes de sécurité de l'art antérieur. Le fait de présenter une garde d'air tournante 10 permet d'utiliser un même groupe de sécurité 2 soit pour un montage sur un chauffe-eau vertical, soit sur un chauffe-eau horizontal (figures 3 et 4). De ce fait la gestion des pièces chez le fabricant et les grossistes est facilitée. Ensuite, l'installateur sanitaire devant intervenir sur un chauffe-eau qu'il ne connaît pas est sur d'avoir le bon groupe de sécurité dans sa camionnette. Enfin, le bricoleur achetant des pièces détachées dans une grande surface de bricolage n'a plus besoin de se demander quel type de groupe de sécurité il doit choisir. La configuration décrite dans les deux exemples de réalisation comporte un avantage illustré sur les figures 7 et 8. Sur la figure 7 est représenté un groupe de sécurité de l'art antérieur. En cours d'utilisation du chauffe-eau 12 sur lequel il est monté, le groupe de sécurité 2 amasse des impuretés 42, tels des grains de sable, qui se trouvent dans le réseau de distribution d'eau potable. Ces impuretés s'accumulent au niveau du siège de soupape 26 (figure 7), car c'est l'endroit qui se trouve face au raccord avec le chauffe-eau. Ces impuretés 42 peuvent empêcher un bon fonctionnement de la soupape de sécurité 6. Dans la configuration selon l'invention (figure 8), les impuretés 42 s'accumulent dans le corps 4 du groupe de sécurité et ne peuvent pas gêner le fonctionnement de la soupape de sécurité 6. De plus, dans le groupe de sécurité selon l'invention, il est possible de démonter l'ensemble formé par la soupape 6 et la garde d'air 10 afin d'accéder aux impuretés 42 et de les déloger hors du corps 4 du groupe de sécurité. Cette possibilité de nettoyage n'existe pas sur les groupes de sécurité de l'art antérieur. Un tel nettoyage permet d'augmenter très sensiblement la durée de vie du groupe de sécurité. Cette possibilité de démontage permet aussi de ne remplacer que la soupape 6, sur laquelle se trouve la garde d'air 10, en cas de défaillance de celle-ci et non de remplacer tout le groupe de sécurité 2. L'accès au clapet anti-retour logé dans le corps 4 du groupe de sécurité devient possible par démontage de la soupape de sécurité 6. Il n'est plus nécessaire de prévoir une ouverture spéciale, munie d'un couvercle, dans le corps du groupe de sécurité pour accéder à ce clapet antiretour et le remplacer. Enfin, le groupe de sécurité 2 est très compact. Ses divers composants se trouvent sur le second axe 20 et s'étendent donc le long du fond du chauffe-eau. Il y a toujours de la place pour s'étendre parallèlement au fond d'un chauffe-eau, mais la place manque souvent lorsque l'on souhaite s'éloigner de celui-ci. Les formes de réalisations décrites ci-dessus sont très compactes (comparer les figures 7 et 8), notamment pour un chauffeeau horizontal (figure 4). Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif. Les exemples de réalisation montrent des formes de réalisation avantageuse d'un point de vue encombrement et maintenance. Cependant il est possible d'adapter une garde d'air tournante sur un groupe de sécurité de l'art antérieur, dans lequel la disposition relative des différents éléments constituant le groupe de sécurité est différente. Dans le second mode de réalisation, il est tout à fait envisageable que la soupape ne soit pas démontable et que le corps de soupape soit un prolongement du corps du groupe de sécurité, c'est à dire que le corps du groupe de sécurité ne comporte pas de taraudage et le corps de soupape pas de filetage et que le corps de soupape et le corps du groupe de sécurité ne forment qu'une seule pièce. REVENDICATIONS 1 - Groupe de sécurité (2) hydraulique pour chauffe-eau (12) à accumulation comprenant un corps (4) de groupe de sécurité possédant des moyens de raccordement (16) permettant de raccorder le groupe de sécurité à un réseau d'eau et des moyens de raccordement (14) disposés le long d'un premier axe (18) permettant de raccorder le groupe de sécurité (2) à un chauffe-eau (12), une garde d'air (10) par l'intermédiaire de laquelle le groupe de sécurité (2) est destiné à être relié à un réseau d'eaux usées, et une soupape de sécurité (6) permettant de maintenir une pression à l'intérieur du chauffe-eau inférieure à une valeur prédéterminée, caractérisé en ce que la garde d'air (10) est montée pivotante par rapport au corps (4) du groupe de sécurité autour d'un second axe (20), perpendiculaire au premier axe (18) de raccordement au chauffe-eau. 2 - Groupe de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de sécurité (6) s'étend le long du second axe (20) et présente un corps de soupape (24), monté pivotant sur le corps (4) du groupe de sécurité, et sur lequel est fixé une cartouche soupape (28), et en ce que la garde d'air (10) est fixée radialement sur le corps de soupape (24). 3 - Groupe de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une extrémité du corps de soupape (24) est montée dans un alésage (22) réalisé dans le corps (4) du groupe de sécurité à l'aide d'un cavalier de retenue (32), un joint torique (34) réalisant l'étanchéité entre le corps de soupape (24) et le corps du groupe de sécurité (4). 4 - Groupe de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la garde d'air (10) est solidaire d'une bague (36) pivotante sur un siège, d'axe perpendiculaire au premier axe (18) et ménagé sur le corps (4) du groupe de sécurité ou sur une pièce solidaire (24) de celui-ci. 5 - Groupe de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape de sécurité (6) s'étend le long du second axe (20) et présente un corps de soupape (24) sur lequel est fixé une cartouche soupape (26), et en ce que la garde d'air (10) est montée pivotante sur une zone usinée du corps de soupape (24), la zone usinée étant d'axe perpendiculaire au premier axe (18). 6 - Groupe de sécurité selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps de soupape (24) est vissé sur le corps (4) du groupe de sécurité. 7 - Groupe de sécurité selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la garde d'air (10) possède trois orientations privilégiées par rapport au corps (4) du groupe de sécurité, chacune de ces orientations étant indexée.