Brevet FR2894013A1 — publié le 20070601

La présente invention concerne, de façon générale, un dispositif mécanique permettant le raccordement hydraulique de deux générateurs de chaleur, à fluide caloporteur. II s'agit par exemple, dans une installation de chauffage ou de climatisation utilisant un fluide caloporteur, d'un générateur principal et d'un générateur secondaire, autrement dit d'un générateur d'appoint ou de remplacement, parcourus par le même fluide caloporteur, le second générateur étant monté de préférence en dérivation sur la tuyauterie de retour de l'installation concernée, telle qu'une installation de chauffage. Le dispositif de raccordement hydraulique, objet de la présente invention, appartient au genre de ceux décrits dans le brevet d'invention français n 2505459 et, surtout, dans le certificat d'addition n 2555299 rattaché à ce brevet d'invention. Ces documents décrivent déjà un ensemble hydraulique permettant de raccorder commodément un générateur d'appoint ou de remplacement à une installation de chauffage préexistante, dont le générateur d'origine deviendra alors le générateur principal. Ce générateur principal est par exemple une chaudière au fioul ou au gaz, tandis que le générateur secondaire peut être une chaudière d'appoint, par exemple au bois ou électrique, ou encore, suivant des procédés plus modernes, une pompe à chaleur ou une batterie de panneaux solaires. Dans la réalisation concrète initiale qui correspond au brevet d'invention et au certificat d'addition précités, un tronçon de la tuyauterie de retour de l'installation de chauffage concernée est coupé, et remplacé par un corps de forme générale tubulaire, définissant un passage interne et possédant deux brides terminales de raccordement aux parties subsistantes de ladite tuyauterie de retour. Le corps tubulaire comporte un premier départ latéral proche de l'une des brides terminales, et un second départ latéral proche de l'autre bride terminale, le générateur secondaire (ou d'appoint ou de remplacement) étant branché hydrauliquement entre ces deux départs latéraux. Dans sa partie médiane, entre les deux départs latéraux, le corps tubulaire est muni d'un organe de réglage mobile qui, selon sa position, impose le passage de tout le fluide caloporteur par le générateur secondaire, ou autorise un passage direct d'un débit plus ou moins important de fluide caloporteur par la tuyauterie de retour de l'installation de chauffage, en vue de l'équilibrage hydraulique de cette installation. Plus particulièrement, dans la réalisation actuelle, les deux départs latéraux sont situés dans un même plan radial, passant par l'axe du corps tubulaire. L'organe de réglage est constitué par un piston qui se déplace suivant un axe perpendiculaire à celui du corps tubulaire et situé dans le même plan radial que les deux départs latéraux, entre ces deux départs latéraux. Ainsi, l'accès à l'organe de réglage est difficile, ou ne peut être facilité qu'en écartant suffisamment les deux départs latéraux, ce qui augmente l'encombrement de l'ensemble de raccordement. Par ailleurs, le système de brides de raccordement de la réalisation actuelle, ces brides étant utilisées avec des vis introduites depuis le côté extérieur du corps tubulaire, interdit en pratique l'adaptation d'un même dispositif à des tuyauteries de diamètres divers, et notamment de diamètres importants. Enfin, dans cette réalisation actuelle, l'organe de réglage conformé en piston est déplacé, suivant son axe, au moyen d'une vis de manoeuvre dont la tête est immobilisée axialement, de sorte qu'il n'est pas possible de visualiser la position du piston, donc la position réglée par cet organe. La présente invention vise à éliminer tous les inconvénients précédemment exposés, en fournissant un dispositif de raccordement hydraulique du genre ici concerné qui, tout en conservant les mêmes fonctions de raccordement et de réglage pour une utilisation analogue, soit d'une réalisation plus compacte, soit aussi adaptable aisément à des tuyauteries de tous diamètres, et permette en outre une utilisation plus commode de l'organe de réglage, notamment avec visualisation de la position de cet organe de réglage. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un répartiteur hydraulique de raccordement de deux générateurs de chaleur, à fluide caloporteur, pour installation de chauffage ou de climatisation, du genre rappelé ci-dessus, c'est-à-dire constitué par un corps de forme générale tubulaire, définissant un passage interne et possédant deux brides terminales pour son raccordement à une tuyauterie de retour de l'installation concernée, le corps tubulaire comportant deux départs latéraux décalés axialement, prévus pour le branchement hydraulique d'un générateur secondaire ou d'appoint ou de remplacement, et ce corps étant muni, entre les deux départs latéraux, d'un organe de réglage notamment conformé en piston, déplaçable suivant un axe perpendiculaire à celui du corps tubulaire, ledit répartiteur hydraulique étant caractérisé par le fait que les axes des deux départs latéraux sont situés, l'un et l'autre, dans un plan radial, passant par l'axe du corps tubulaire, distinct du plan radial contenant l'axe de l'organe de réglage notamment conformé en piston. Dans une forme de réalisation préférentielle, les axes respectifs des deux départs latéraux sont situés dans un plan radial commun, perpendiculaire au plan radial contenant l'axe de l'organe de réglage notamment conformé en piston. Grâce à une telle configuration, le répartiteur hydraulique objet de l'invention peut posséder un encombrement hors tout réduit, tout en conservant un passage direct possible du fluide caloporteur sur la tuyauterie de retour de l'installation de chauffage, avec organe de réglage. En effet, le décalage angulaire, notamment de 90 degrés, des deux départs latéraux, par rapport à l'organe de réglage, autorise une réduction de longueur du corps tubulaire, tout en améliorant très sensiblement l'accessibilité de l'organe de réglage pour les interventions sur celui-ci, puisque cet organe de réglage n'est plus disposé entre les deux départs latéraux et se trouve donc bien dégagé. Selon une forme de réalisation avantageuse du répartiteur hydraulique objet de l'invention, les deux brides terminales du corps tubulaire sont respectivement complétées par deux raccords brides intermédiaires, respectivement insérés entre chaque bride terminale et l'extrémité coupée correspondante de la tuyauterie de retour de l'installation concernée, chaque raccord bride étant pourvu de trous notamment taraudés et étant lié à la bride terminale correspondante par des vis dont les têtes sont en appui sur la face annulaire de la bride terminale qui est tournée vers la partie médiane du corps tubulaire, les vis étant introduites dans les dits trous. Ainsi, le corps tubulaire est raccordé entre les extrémités coupées de la tuyauterie de retour de l'installation de chauffage par un système d'assemblage "inversé" par rapport au système habituel, c'est-à-dire que les têtes des vis d'assemblage se situent du côté intérieur et non du côté extérieur du corps tubulaire. Surtout, les raccords brides assemblés au moyen de ces vis permettent une adaptation du même répartiteur hydraulique à des tuyauteries d'installations de tous diamètres, y compris des diamètres relativement importants, sans que l'encombrement du répartiteur hydraulique lui-même soit modifié et notamment augmenté, cet encombrement étant indépendant du diamètre de la tuyauterie à raccorder. A cet égard, on notera que la disposition angulaire décalée des deux départs latéraux d'une part, et de l'organe de réglage d'autre part, facilite non seulement l'accès à cet organe de réglage, mais aussi l'accès aux têtes, ici disposées "intérieurement", des vis d'assemblage. En particulier, dans le cas où les deux départs latéraux sont orientés à angle droit par rapport à l'organe de réglage, il est ici avantageux que les brides terminales du corps tubulaire soient de forme carrée ou rectangulaire, avec des côtés parallèles aux directions des axes des départs latéraux et de l'organe de réglage, et que les vis d'assemblage se situent vers les quatre angles de ces brides de forme carrée ou rectangulaire. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le piston constituant l'organe de réglage est lié axialement à une vis de manoeuvre, elle-même vissée dans une rondelle taraudée rendue solidaire d'une excroissance latérale du corps du répartiteur hydraulique, la vis de manoeuvre possédant ainsi une extrémité, opposée au piston, qui dépasse plus ou moins en avant de la rondelle taraudée, selon la position axiale du piston. En effet, la vis recule ici avec le piston par rapport au corps du répartiteur hydraulique, ce qui permet la visualisation quasi directe de la position du piston, donc du degré de réglage du débit de fluide caloporteur pouvant passer directement par la tuyauterie de retour de l'installation de chauffage, sans parcourir le générateur secondaire. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce répartiteur hydraulique de raccordement de deux générateurs de chaleur : Figure 1 est une vue générale, très schématique, d'une installation de chauffage avec générateur principal et générateur secondaire raccordé par un répartiteur hydraulique conforme à la présente invention ; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale du répartiteur hydraulique selon l'invention, le plan de coupe contenant l'axe de l'organe de 30 réglage, représenté en position de fermeture complète ; Figure 3 est une vue en bout du répartiteur hydraulique, montrant plus particulièrement l'une de ses brides terminales ; Figure 4 est une vue partielle en coupe de ce répartiteur hydraulique, correspondant à la partie centrale de la figure 2 mais montrant 35 l'organe de réglage en position d'ouverture ; Figure 5 est une autre vue partielle en coupe du même répartiteur hydraulique, correspondant à la partie supérieure de la figure 2 mais illustrant, en variante, l'adaptation de ce répartiteur à une tuyauterie de plus petit diamètre. En se référant à la figure 1, le répartiteur hydraulique considéré, désigné dans son ensemble par le repère 2, est intercalé sur une tuyauterie de retour 3 d'une installation de chauffage 4, parcourue par un fluide caloporteur chauffé par un générateur de chaleur principal 5, tel qu'une chaudière au fioul ou au gaz. Le répartiteur hydraulique 2 permet le raccordement en dérivation d'un générateur d'appoint ou de remplacement 6, désigné aussi comme générateur secondaire, placé sur un circuit hydraulique secondaire 7, pouvant être parcouru par le même fluide caloporteur. En se référant aux figures 2 et suivantes, le répartiteur hydraulique 2 possède un corps tubulaire 8, d'axe désigné A, dont une extrémité comporte une première bride terminale 9 de raccordement, de forme rectangulaire (voir en particulier la figure 3), et dont l'extrémité opposée comporte une seconde bride terminale 10 de raccordement, similaire à la première. Le corps tubulaire 8 comporte un premier départ latéral 11, relativement proche de la première bride terminale 9, et un second départ latéral 12, relativement proche de la seconde bride terminale 10. Les deux départs latéraux 11 et 12 sont superposés, leurs axes respectifs B et C étant perpendiculaires à l'axe A du corps tubulaire 8, et situés dans un même plan radial P1, c'est-à-dire un plan contenant aussi l'axe A, le plan P1 étant ici parallèle aux petits côtés des brides rectangulaires 9 et 10. Le circuit hydraulique secondaire 7 relie les deux départs latéraux 11 et 12 ainsi disposés, en passant par le générateur secondaire 6, lequel peut être constitué par une chaudière d'appoint au bois ou électrique, ou une pompe à chaleur, ou encore une batterie de panneaux solaires. Dans sa partie centrale, entre les deux départs latéraux 11 et 12, le corps tubulaire 8 comporte un organe de réglage, conformé en piston 14, lequel est monté coulissant dans une excroissance latérale tubulaire 15 du corps 8, délimitant une chambre cylindrique 16. L'axe D de l'excroissance 15 et de la chambre 16, qui est aussi l'axe selon lequel se déplace le piston 14, est situé dans un plan radial P2 perpendiculaire au plan radial P1 qui contient les axes B et C des deux départs latéraux Il et 12, le plan P2 étant ici parallèle aux grands côtés des brides rectangulaires 9 et 10. Cette disposition permet une réduction importante de la longueur du corps 8, tout en facilitant l'accès aux moyens de manoeuvre du piston 14, décrits ci-après. Le piston 14 possède un corps cylindrique, engagé de façon coulissante dans l'excroissance tubulaire 15 et se terminant, du côté du passage interne 17 du corps 8, par une partie obturatrice hémisphérique. Le corps du piston 14 est monté de façon étanche, par rapport à la paroi de la chambre cylindrique 16, grâce à un joint tonique 18 engagé dans une gorge annulaire de ce corps de piston. Un trou taraudé 19 est ménagé suivant l'axe D du piston 14, dans le corps de celui-ci, ce trou 19 débouchant vers l'extérieur du côté opposé à la partie hémisphérique. Une vis de manoeuvre 20 est vissée, par l'une de ses extrémités, dans le trou taraudé 19 du piston 14, la vis 20 s'étendant suivant l'axe D. Un écrou 21, vissé sur la vis 20, est serré contre le corps du piston 14 et rend ainsi la vis 20 solidaire axialement du piston 14. La vis de manoeuvre 20 est aussi vissée dans une rondelle taraudée 22, rendue solidaire de l'extrémité libre de l'excroissance tubulaire 15 du corps 8. Plus particulièrement, la rondelle taraudée est maintenue en translation sur l'excroissance tubulaire 15 au moyen d'un anneau élastique 23, du genre "Circlips", et elle est immobilisée en rotation relativement à l'excroissance tubulaire 15 au moyen d'une vis pointeau 24. L'extrémité extérieure de la vis de manoeuvre 20 possède une conformation 25, par exemple à six pans creux, permettant sa mise en rotation à l'aide d'un outil approprié, tel que clé ou tournevis. L'actionnement en rotation de la vis de manoeuvre 20 s'accompagne ainsi de son vissage ou de son dévissage, relativement à la rondelle taraudée 22 maintenue fixe, de sorte que la vis 20 est déplacée :suivant l'axe D, son déplacement axial s'accompagnant de celui du piston 14. Le vissage "à fond" de la vis de manoeuvre 20 amène le piston 14 dans une position de fermeture complète, visible sur la figure 2, dans laquelle la partie hémisphérique du piston 14 s'applique contre la paroi du passage interne 17 du corps 8, et assure ainsi l'obturation complète de ce passage 17, obligeant le fluide caloporteur à parcourir le circuit secondaire 7, donc à passer dans le générateur secondaire 6. On notera que dans cette position de fermeture, la vis affleure le plan de la face terminale annulaire 26 de l'excroissance tubulaire 15 :35 du corps 8. A l'inverse, le dévissage de la vis de manoeuvre 20 éloigne la partie hémisphérique de la paroi du passage interne 17 du corps 8, le piston 14 se trouvant tiré vers l'extérieur. Le recul du piston 14 libère ainsi le passage direct du fluide caloporteur entre les deux départs latéraux 11 et 12. Le recul simultané de la vis de manoeuvre 20 fait que celle-ci vient dépasser plus ou moins, d'une distance d, la face terminale annulaire 26 de l'excroissance tubulaire 15 du corps 8. L'appréciation de la distance d permet de visualiser directement la position du piston 14 dans la direction de l'axe D, donc le degré d'ouverture du passage interne 17 du corps 8, en vue du réglage d'équilibrage hydraulique de l'installation concernée. On décrira maintenant les moyens par lesquels le corps tubulaire 8 du répartiteur hydraulique 2 est raccordé par ses deux extrémités à la tuyauterie de retour 3. En se référant aux figures 2 et 3, ce raccordement s'effectue par l'intermédiaire de deux raccords brides 27, respectivement appliqués et fixés contre les faces extérieures 28 des deux brides terminales 9 et 10 du corps tubulaire 8. Plus particulièrement, les figures 2 et 3 illustrent le raccordement à une tuyauterie de retour 3 de relativement grand diamètre, par rapport au passage interne 17 du corps tubulaire 8. Chaque raccord bride 27 comporte ici quatre trous borgnes taraudés 29, ménagés dans sa face de base. Quatre vis 30 sont introduites à travers quatre trous 31 ménagés dans la bride terminale 9 ou 10 correspondante, et sont vissées dans les trous taraudés 29. Les têtes des quatre vis 30 prennent appui sur la face annulaire intérieure 32 de la bride terminale 9 ou 10 correspondante. Un joint torique 33, logé dans une gorge annulaire du raccord bride 27, assure l'étanchéité entre le corps tubulaire 8 et chaque raccord bride 27. Comme l'illustre la figure 2, chaque raccord bride 27 présente, du côté opposé à celui s'appliquant contre le bride terminale 9 ou 10, un prolongement fileté qui reçoit un écrou 34. Le raccord bride 27 est adapté sur l'extrémité du tronçon correspondant de la tuyauterie de retour 3. L'étanchéité est assurée par l'interposition d'un joint torique 35, protégé extérieurement par une rondelle 36, et comprimé par un jonc annulaire 37. Le serrage de l'écrou 34 comprime l'ensemble par l'intermédiaire d'un coupelle tronconique 38 s'appliquant contre le jonc 37, ce qui assure la tenue en pression de l'assemblage. La figure 5, sur laquelle les éléments correspondant à ceux précédemment décrits sont désignés par les mêmes repères, illustre l'adaptation du même répartiteur hydraulique 2 sur une tuyauterie de retour 3 de relativement petit diamètre, par rapport au passage interne 17 du corps tubulaire 8. Dans ce cas, on utilise avantageusement un raccord bride 27 adapté, avec une embase 39 s'appliquant contre la face extérieure 28 de la bride terminale 9 ou 10 correspondante, et un prolongement fileté de relativement petit diamètre. L'embase du raccord bride 27 comporte ici quatre trous traversants 40, non nécessairement taraudés. L'assemblage du raccord bride 27 contre la bride terminale 9 ou 10 est effectué au moyen de quatre vis 30, introduites dans les trous 40, les têtes des vis 30 prenant ici encore appui sur la face annulaire intérieure de la bride terminale 9 ou 10. Ces vis 30 reçoivent des écrous 41 qui prennent appui sur l'embase du raccord bride 27. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce répartiteur hydraulique de raccordement de deux générateurs de chaleur qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de la présente invention : - en modifiant les détails de forme du répartiteur hydraulique, par exemple en remplaçant les brides de forme rectangulaire par des brides de 25 forme carrée ou ronde ; - en remplaçant le piston par tout autre organe de réglage équivalent, réalisant une fonction de vanne ou de robinet ; - en destinant ce répartiteur hydraulique à tout genre d'installation de chauffage ou de climatisation utilisant un fluide caloporteur, les générateurs 30 de chaleur principal et secondaire pouvant être de tout type. 35 REVENDICATIONS 1. Répartiteur hydraulique de raccordement de deux générateurs de chaleur (5, 6), à fluide caloporteur, pour installation de chauffage ou de climatisation (4), le répartiteur hydraulique (2) étant constitué par un corps de forme générale tubulaire (8), définissant un passage interne (17) et possédant deux brides terminales (9, 10) pour son raccordement à une tuyauterie de retour (3) de l'installation concernée (4), le corps tubulaire (8) comportant deux départs latéraux (11, 12) décalés axialement, prévus pour le branchement hydraulique d'un générateur secondaire ou d'appoint ou de remplacement (6), et ce corps (8) étant muni, entre les deux départs latéraux (11, 12), d'un organe de réglage notamment conformé en piston (14), déplaçable suivant un axe (D) perpendiculaire à celui (A) du corps tubulaire (8), caractérisé en ce que les axes (B, C) des deux départs latéraux (11, 12) sont situés, l'un et l'autre, dans un plan radial (P1), passant par l'axe (A) du corps tubulaire (8), distinct du plan radial (P2) contenant l'axe (D) de l'organe de réglage notamment conformé en piston (14). 2. Répartiteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes respectifs (B, C) des deux départs latéraux (11, 12) sont situés dans un plan radial commun (P1), perpendiculaire au plan radial (P2) contenant l'axe (D) de l'organe de réglage notamment conformé en piston (14). 3. Répartiteur hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux brides terminales (9, 10) du corps tubulaire (8) sont respectivement complétées par deux raccords brides intermédiaires (27), respectivement insérés entre chaque bride terminale (9, 10) et l'extrémité coupée correspondante de la tuyauterie de retour (3) de l'installation concernée (4), chaque raccord bride (27) étant pourvu de trous (29 ; 40) notamment taraudés et étant lié à la bride terminale (9, 10) correspondante par des vis (30) dont les têtes sont en appui sur la face annulaire (32) de la bride terminale (9, 10) qui est tournée vers la partie médiane du corps tubulaire (8), les vis (30) étant introduites dans les dits trous (29 ; 40). 4. Répartiteur hydraulique selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les brides terminales (9, 10) du corps tubulaire (8) sont de forme carrée ou rectangulaire, avec des côtés parallèles aux directions des axes (B, C ; A) des départs latéraux (11, 12) et de l'organe de réglage (14), eten ce que les vis d'assemblage (30) se situent vers les quatre angles de ces brides (8, 9) de forme carrée ou rectangulaire. 5. Répartiteur hydraulique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les trous de chaque raccord bride (27) sont des trous borgnes taraudés (29), ménagés dans la face de base de ce raccord bride (27). 6. Répartiteur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le piston (14) constituant l'organe de réglage est lié axialement à une vis de manoeuvre (20), elle-même vissée dans une rondelle taraudée (22) rendue solidaire d'une excroissance latérale (15) du corps (8) du répartiteur hydraulique (2), la vis de manoeuvre (20) possédant ainsi une extrémité, opposée au piston (14), qui dépasse plus ou moins (d) en avant de la rondelle taraudée (22), selon la position axiale du piston (14), pour la visualisation de la position de ce piston (14). 7. Répartiteur hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vis de manoeuvre (20) est vissée, par l'une de ses extrémités, dans un trou taraudé (19) ménagé suivant l'axe (D) du piston (14), un écrou (21) étant vissé sur la vis de manoeuvre (20) et serré contre le corps du piston (14).20