Brevet FR2765683A1 — publié le 19990108

Dispositif de sécurité contre les fuites de fluide On connaît les dangers inhérents aux fuites des nombreuses installations d'appareils ménagers qui équipent les cuisines, toilettes et salles de bains des appartements. Nombre de sinistres sont déclarés lorsque les personnes se sont absentées de leur foyer en laissant fonctionner tel ou tel appareil ménager raccordé au réseau d'alimentation en eau. Les causes de fuite sont multiples ; rupture du raccord souple d'un appareil, dysfonctionnement d'une régulation inteme à un appareil (machine à laver), fuite liée à un raccord, oubli de fermeture d'un robinet. II existe depuis fort longtemps des dispositifs anti-fuite employés dans les réseaux généraux de distribution. Parmi ceux-ci on connaît le principe du réseau de détecteurs dont on mesure le différentiel de débit entre deux points judicieusement choisis. De tels systèmes ne peuvent que difficilement être adaptés aux appartements privés à cause de leur coût. Le même problème est posé avec les installations privatives de gaz avec souvent des conséquences, en cas de sinistre, beaucoup plus grave. La présente invention pourra s'appliquer indépendamment sur des installations d'eau ou de gaz ou tous fluides susceptibles d'alimenter des fuites. La présente invention conceme un dispositif de détection de fuite d'eau et de moyen de coupure automatique d'alimentation composé d'une électrovanne 1 et de un ou plusieurs détecteurs 5 posés au sol caractérisé en ce que le (ou les) détecteur(s) 5, chacun directement raccordé au réseau électrique via une prise murale existante, comporte(nt) deux électrodes, une gelez grille Sa et une plaque & b raccordées respectivement au fil de phase et au fil de terre du réseau, collaborant avec un éponge Sa dont les alvéoles sont préalablement garnies d'un matériau se présentant sous forme de poudre conductrice soluble à l'eau. (figures 1, 2 et 3). L'idée originale consiste à utiliser l'excellent principe de déclenchement par courant (faible) différentiel dont tous les disjoncteurs privatifs sont aujourd'hui équipés pour des installations dont le régime de neutre est en mode ru c'est-à-dire avec surveillance par relai différentiel des courants de fuite à la terre. Si le détecteur 5 posé au sol détecte une présence d'eau, il provoque la coupure générale d'électricité de l'appartement ce qui ferme instantanément l'électrovanne 1 placée en amont du circuit d'eau. Par précaution cette électrovanne sera placée juste en aval du compteur d'eau qui délimite la responsabilité entre le distributeur et le consommateur. Ainsi il est aisé de disposer un ou plusieurs détecteurs dans les endroits stratégiques et équipés d'une prise de courant comportant un fiche de terre. L'originalité de la présente invention, dans sa version de base, permet de disposer d'un véritable réseau de détecteurs 5 en utilisant la distribution existante du réseau électrique. Les coûts d'installation se trouve ainsi réduits à leur plus simple expression. L'action de transmission de commande de coupure entre les détecteurs 5 et 'électrovanne 1 utilise le relai différentiel placé sur le disjoncteur de tête du circuit électrique. La figure 1 montre l'électrovanne 1 située en aval du compteur d'eau. Elle est raccordée au réseau électrique par le câble 2 et la fiche male 3. Le tuyau 4 alimente l'ensemble du réseau d'eau inteme à l'appartement. L'électrovanne est maintenue en position ouverte tant qu'elle est alimentée par le réseau électrique. La figure 2 montre le détecteur 5 raccordé au réseau électrique par le câble 2 sur n'importe quelle prise murale 3 de l'appartement. Le détecteur 5 comporte une partie spongieuse Sa destinée à s'imbiber d'eau lorsqu'elle est mise en contact avec une flaque d'eau. En première version, L'ensemble de sécurité est composé d'une part de l'électrovanne 1 raccordé au réseau électrique à la prise la plus proche et d'autre part d'un ou plusieurs détecteurs 5 judicieusement répandus dans l'appartement et raccordés aux prises murales au gré de leur répartition (figure 1 et 2). Le fonctionnement est le suivant: en régime normal (le sol est sec) la partie spongieuse Sa du détecteur 5 - également séche - présente une impédance élevée entre les deux électrodes 8 (figure 3). En régime humide la partie spongieuse 5-a se gorge d'eau. L'éponge 5-a , comporte au sein de ses alvéoles, un dépôt de poudre conductrice soluble (sel ou autre élément chimique). II en résulte un changement d'impédance entre les deux électrodes 8 qui permet la circulation d'un courant différentiel faible entre ces demières. La grille a est reliée au fil de terre et l'autre électrode 8-b est reliée au fil de phase à travers une résistance prévue dans la boite d'alimentation 7 et qui vise à limiter le courant à une valeur faible mais supérieure à celle nécessaire au déclenchement du différentiel. Le déclenchement du différentiel permet donc d'obtenir la coupure de l'électrovanne 1 et ainsi de stopper la fuite d'eau. La grille & a (reliée à la terre) garantit la sécurité de l'usager en cas de manipulation y compris en régime humide. L'éponge 5-a pourra utilement se présenter sous la forme de type rechargeable comme une pièce d'usure à faible coût. L'ensemble détecteur 5 pourra comporter sur son boîtier 5-b, une diode luminescente verte (à très faible consommation) branchée en parallèle sur les électrodes 8. Elle sera allumée en régime normal et le déclin de son intensité lumineuse sera proportionnel à la qualité de l'impédance de l'éponge détectrice. En outre, elle pourra jouer le rôle de témoin de bon raccordement du fil de terre. En effet, en cas de débranchement intempestif de celui-ci, I'extinction totale de la lampe sera significative d'un défaut. Dans sa version de base, le détecteur 5 de la présente invention comporte un câble 2 muni de trois fils (phase, neutre et terre) raccordé par la fiche 3 à une prise murale 6. Compte tenu que les prises murales ne sont pas forcément homogènes concemant la positon des fiches phase et neutre , il convient d'intégrer dans les détecteurs 5 un dispositif permettant de distinguer automatiquement la phase du neutre. Le bon raccordement étant ensuite attesté par le voyant vert 5-d du détecteur 5 dés son raccordement (figure 4). La figure 4 montre une coupe du boîtier détecteur 5 dans laquelle on peut voit le fil de terre repéré (T) raccordé directement à la grille 8-a et à la diode électroluminescente Se. Les deux autres fils (chacun pouvant etre potentiellement la phase) sont raccordés au pont de diodes 5-f. A la sortie de ce dernier le fil est raccordé à l'électrode & b via la résistance 5-g. Ce montage garantit qu'une demi alternance sur deux une tension de phase apparaît aux bornes des électrodes 8-a et Ob. En première variante de ce dispositif d'auto-surveillance du circuit, la présente invention comprend un dispositif de type électronique classique permettant d'allumer une lampe rouge lorsque la lampe verte se trouve en dessous d'un seuil d'intensité. En seconde variante de l'ensemble détecteur 5, les composants 5e, 5f et 5-g sont tous réunis dans un boiter 5h (figure 5) pour faciliter le montage en éliminant du câblage et des fixations mécaniques. En troisième variante de la présente invention l'électrovanne 1 est alimentée en courant électrique via un détecteur 9 de fuite d'eau (figure 6) qui comporte un dispositif de détection d'eau autonome c'est-à-dire dont l'action s'effectue sur la seule électrovanne sans intervenir sur le disjoncteur de tête de l'installation électrique. Cette disposition est particulièrement intéressante si le lieu d'implantation du compteur d'eau se trouve être favorable pour une détection fiable et rapide d'une fuite d'eau. Ce détecteur pilote comprend un mini transformateur 10 (schéma 7) dont le secondaire est raccordé au relai 12 dont la bobine est branchée en série avec deux électrodes 9-a et 9-b. Entre ces deux électrodes un shunt 11 constitué d'un matériau très conducteur et soluble à l'eau assure normalement (à sec) une très faible impédance entre les électrodes 9. Le schéma 7 montre le principe de ce dispositif qui fonctionne comme suit: 'électrovanne 1 est alimentée par le cordon 2 raccordé au détecteur 9. Par définition cette dépendance d'alimentation garantit une coupure de l'eau par l'électrovanne si le détecteur 9 n'est plus alimenté. Le relai 12 alimenté via le shunt 11, maintient le passage du courant à l'électrovanne 1. Si le shunt Il est mouillé par l'éponge 9 c, ce demier se désagrège rapidement. II en résulte la coupure du relai 12 et par conséquent la coupure de l'électrovanne 1. Le dispositif relatif à cette troisième variante peut être employé seul ou en complément du dispositif relatif à la version de base. En quatrième variante à la présente invention, l'électrovanne 1 comporte un relai alimenté par une batterie et télécommandé en mode impulsion à onde électromagnétique et dont le contact à ouverture est branché en série avec la bobine de l'electrovanne 1. Cette disposition devant éviter toute installation électrique éventuellement coûteuse. Le mode impulsion est très économique en énergie car il ne consomme que dans les rares cas de déclenchement pour fuite d'eau. En revanche ce mode ne devrait représenter qu'un complément au mode fonctionnant par absence de courant de la version de base qui présente une meilleure fiabilité. Le dispositif précédemment décrit peut tout aussi bien s'appliquer au gaz. On obtient ainsi un dispositif de coupure de gaz en cas de fuite par des détecteurs qui comportent un dispositif de détection de gaz 13 et des électrodes 14. Ce type de détecteur est muni d'un contact à fermeture 15 collaborant avec le relai 16 destiner à fermer le circuit phaseterre à travers une résistance appropriée. Comme pour les versions précédentes, un pont de diode 5-f permet de rendre actif le potentiel de phase sans avoir à le sélectionner du neutre (figure 8 et schéma 9). Comme pour la version de base, les détecteurs de fuite, répartis au gré des possibilités offertes par la distribution des prises murales, permettent de couper 'électrovanne placée en tête de l'installation en utilisant le relai différentiel placé sur le disjoncteur du circuit électrique existant. En régle générale les circuits de gaz, d'eau et d'électricité sont relatifs à un même et unique abonné. II cependant possible de disposer ou d'utiliser un second disjoncteur différentiel placé sur une partie du circuit électrique et plus précisément sur le circuit relatif à la prise ou au branchement spécifique de l'électrovanne 1 placée en tête du circuit d'eau ou de gaz. En cinquième variante de la présente invention, I'électrovanne 1 est remplacée par un dispositif apte à commander la fermeture automatique du robinet existant placé en tête de l'alimentation en eau ou en gaz (figures 10 et 11). Cette variante est particulièrement intéressante dans le cas d'installations existantes pour lesquelles on ne souhaitera pas effectuer de travaux de plomberie (remplacement du robinet de tête par une électrovanne) qui nécessiterait une éventuelle intervention d'un spécialiste. La figure 10 montre une vue de côté du dispositif à monter sur la tuyauterie 4, de part et d'autre du robinet de tête 22. Ce dispositif comprend une armature 17 collaborant avec des brides 25 permettant la fixation sur le tuyau 4. Un bouton 18 muni d'un poignée 19 comporte en son axe un tube 20 destiné à collaborer avec la poignée 21 du robinet existant 22. Ce tube 20 comporte les ouvertures nécessaires pour obtenir son encastrement dans la poignée 21 (la figure 10 comprend une coupe partielle du tube 20 en dessous de la poignée 21). Le bouton 18 collabore avec un ressort en spiral 26 (dans la fig. 10 la partie inférieure du bouton 18 est représenté par une coupe) enroulé autour de son axe et la tige 24 de l'électro-aimant 23. Le bouton 18 est muni dans sa périphérie de plusieurs crans 27 aptent à recevoir la tige 24 maintenue sortie de 'électrovanne 23 par la présence du courant qui l'alimente. Cette tige est donc normalement rentrée par absence de courant dans l'électroaimant 23 (figures 10 et 11). Le bouton 28 à impulsion permet de forcer manuellement la rentrée de la tige 24 et donc d'obtenir l'ouverture manuelle du robinet 22. Le fonctionnement est le suivant: Après avoir effectué le montage du dispositif en ayant pris soin de fermer le robinet 22 et de brancher la prise murale, on obtient l'ouverture du robinet 22 en tournant le bouton 18 dans le sens trigonométrique tout en maintenant le bouton 28 enfoncé. Le montage du ressort est tel que sa partie centrale entraîne le tube 20 alors que son extrémité périphérique est solidaire du bouton 18. Il vient que le couple de desserrage du robinet ajuste automatiquement le couple du ressort 26 lors du début d'ouverture du robinet 22. L'usager régle à sa volonté le nombre de tour du robinet et relache la pression sur le bouton 28. 11 vérifie que la tige 28 est bien positionnée dans les crans 27 et relâche son effort manuel sur le bouton 18. Comme pour la version de base, toute coupure d'alimentation entratne la coupure du robinet de tête. Une vérification du fonctionnement peut être obtenue en exerçant une pression sur le bouton 28 de déclenchement manuel. Les crans 27 pourront avantageusement être prévus inclinés de telle sorte que le sens ouverture du robinet soit libre (mode classique de cliquet) où chaque bosse de cran passé provoque la rentrée de la tige 24. L'armature 17 pourra avantageusement cornporter différentes positions pour la fixation des brides 25 en fonction du diamètre des tuyaux existants. Cette armature pouna en outre comporter un réglage d'entraxe des brides 25 en fonction de différentes tailles de robinet. Les brides 25 pourront avantageusement êtres munies de demioquilles d'adaptation aux différents diamètres de tuyaux 4 existants. Ainsi le montage en kit est rendu possible à faible cout sans qu'aucun démontage du circuit d'eau ne soit nécessaire et sans installation électrique autre que celle qui consiste à un simple branchement sur une prise murale existante. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité contre les fuites d'un fluide comprenant un ensemble de détection et de fermeture automatique de l'alimentation en fluide d'une installation à usage domestique caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de détecteurs sensibles (5, 9, 11,13) au fluide utilisé et un appareil de fermeture automatique (1, 22) placé entête de l'alimentation du fluide qui sont reliés, soit chacun au relais différentiel du disjoncteur, de tête de l'installation et dont le déclenchement provoque la coupure de l'appareil de fermeture automatique (1, 22) soit directement entre eux par l'intermédiaire d'un bloc de commande monté sur les détecteurs (9) et agissant sur l'appareil de fermeture automatique (1) sans intervenir sur le disjoncteur de tête de l'installation électrique. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour la fermeture automatique de l'alimentation en eau, les détecteurs (5) posés au sol collaborent avec une électrovanne (1) par l'intermédiaire du différentiel du réseau électrique via une prise murale existante et comportent deux électrodes, une grille (8-a) et une plaque (8-b) raccordées respectivement au fil de terre et au fil de phase du réseau, collaborant avec une éponge (5-a) dont les alvéoles sont préalablement garnies d'un matériau se présentant sous forme de poudre conductrice soluble à l'eau (figures 1, 2 3). 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 2 caractérisé en ce que les détecteurs (5) comportent une diode électroluminescente (5-e) branchée en parallèle avec les électrodes (8-a et 8-b) et dont l'alimentation électrique est assurée par un pont de diode (5-f) dont la sortie, réalisée par un fil unique branché en série avec une résistance (5-g), représente partiellement le potentiel de phase (figure 4). 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'ensemble des composants (5-e, 5-f, 5-g) et la plaque (8-b) sont réunis dans un unique boîtier (5-h) (figure 5) 5. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce l'action de transmission de commande de coupure entre les détecteurs (5) et l'électrovanne (1) utilise le relais différentiel du disjoncteur placé en tête du circuit électrique. 6. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce que, pour la fermeture de l'alimentation en eau, les détecteurs (9) comportent une alimentation électrique pour i'électrovanne (1) constitué par un relais (12) dont la bobine est alimenté par un transformateur (10) branché en série avec les deux électrodes (9a, 9b) et un shunt (11) constitué d'un matériau se désagrégeant lorsqu'il est mouillé (figure 6, figure 7). 7. Dispositif de sécurité selon l'une des quelconques revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte deux types de détecteurs (5) et (9). 8. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la liaison entre les détecteurs (5) ou (9) et l'électrovanne (1) s'effectue en mode impulsion à onde électromagnétique. 9. Application du dispositif de sécurité selon la revendication 1 à l'alimentation en gaz caractérisé en ce que les détecteurs (13) comportent deux électrodes (14) dont la faible impédance provoquée par la saturation en gaz du composant poreux (13) actionne le relais (16) dont le contact (15) ferme le circuit phase-terre en collaboration avec la diode (5-f) (figures 8 et 9). 10. Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'appareil de fermeture automatique de l'alimentation du fluide est un robinet existant (22) placé en tête de l'installation et est composé d'une armature (17) collaborant avec des brides (25) pour la fixation sur les tubes (4) et comportant un bouton (18) collaborant d'une part avec un ressort en spiral (26) et un un tube (20) encastré dans la poignée (21) du robinet (22) et d'autre part avec la tige (24) d'un électro-aimant (23) collaborant avec des crans (27) ménagés dans la périphérie du bouton (18) (figures 10 et 11).