Brevet FR2918148A1 — publié le 20090102

L'invention concerne un bloc de distribution de fluides. Différents domaines sont concernés par le bloc de distribution de fluides notamment à chaque fois qu'un ensemble de vannes est nécessaire pour répartir un même fluide dans différentes conduites. La présente invention est proposée ici en exemple pour une application de répartition d'un fluide caloporteur dans une installation de chauffage domestique faisant appel à plusieurs sources énergétiques. Dans le cas de circuits complexes, lorsqu'un fluide doit être dirigé de différentes manières dans plusieurs circuits il est actuellement nécessaire de placer des raccords de tuyauteries entre les différents circuits, avec de multiples vannes sur chaque connexion entre les circuits. Ce type d'installation est donc complexe à installer, difficile à gérer et présente un encombrement notable, le coût de l'ensemble répartiteur de fluide, en raison du nombre de vannes, de la longueur des tubes et du temps d'installation, est donc élevé. L'invention a pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant un bloc de distribution simple et fiable permettant de supprimer les conduites et les vannes et permettant la répartition du fluide dans différentes conduites au moyen d'un automate de gestion de la distribution. La présente invention concerne un bloc de distribution comprenant au moins une entrée et une sortie pour au moins un fluide, le bloc étant caractérisé par le fait qu'il présente une membrane souple disposée entre un couvercle et une base percée d'orifices, lesquels orifices étant reliés entre eux par des canaux conformés dans la base et mis en relation selon la position ouverte ou fermée d'obturateurs positionnés dans lesdits canaux, lesquels orifices étant raccordés extérieurement avec au moins un circuit. Les avantages du bloc de distribution selon l'invention sont multiples : - un bloc unique permet de remplacer avantageusement tout un ensemble de vannes et de tuyaux, ce qui représente donc une économie de coût et d'encombrement de l'installation, - les obturateurs à membrane employés dans le bloc de distribution sont fiables et performants, nécessitent peu d'entretien et ne sont pas sensibles à la corrosion ce qui est important pour la durabilité de l'installation, - la gestion de la distribution par un automate est plus précise et plus aisée que le contrôle d'un ensemble de vannes, - le bloc de distribution peut être conformé pour distribuer de multiples circuits et notamment pour faire fonctionner une installation de chauffage avec de multiples sources énergétiques sans difficulté, - si des obturateurs inserts sont employés le circuit de distribution peut être modifiable et donc configuré en fonction de différentes installations avec une pièce de base fabriquée en série, ou aussi permettre la modification d'une installation existante par addition ou retrait d'obturateurs, - enfin les capteurs reliés à l'automate permettent une gestion précise de l'emploi des sources énergétiques les plus adaptées en fonction des températures requises et des conditions extérieures, ce qui conduit bien évidemment à un fonctionnement optimisé de l'ensemble et des économies énergétiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en perspective du bloc de distribution. La figure 2 est une vue éclatée d'une partie d'un bloc de distribution présentant les différents éléments essentiels de l'invention, un seul canal et un seul obturateur étant présents. La figure 3 illustre un exemple d'utilisation du bloc de distribution pour un 5 ensemble de chauffage domestique. La figure 4 montre un bloc de distribution comportant 14 orifices et 11 obturateurs employé pour la répartition du fluide de l'ensemble de chauffage domestique représenté en figure 3. Comme cela est représenté sur la figure 1, un bloc de distribution selon 10 l'invention comporte une entrée 1 et une sortie 2 pour au moins un fluide, dans un exemple avantageux de réalisation et décrit ci-après le fluide est de l'eau et le circuit extérieur au bloc de distribution raccordé entre l'entrée 1 et la sortie 2 est nommé circuit d'emploi, ce circuit étant dans l'exemple présent un circuit de chauffage et/ou de climatisation domestique interne à une 15 habitation. Le boc de distribution est caractérisé par le fait qu'il présente une membrane souple 3 disposée entre un couvercle 4 et une base 5 percée d'orifices 6, lesdits orifices 6 étant reliés entre eux par des canaux conformés dans la base et mis en relation selon la disposition et la position ouverte ou fermée 20 d'obturateurs positionnés dans lesdits canaux. Le couvercle 4 et la membrane 3 sont plans et s'ajustent parfaitement avec la partie supérieure de la base 5 pour éviter toute fuite de fluide. Selon l'invention au moins une entrée de fluide dans le distributeur correspond au fluide en retour d'une installation d'échange thermique, 25 formant un circuit d'emploi fermé sur ledit bloc de distribution, soit donc dans l'exemple avantageux décrit le circuit de chauffage ou de refroidissement de l'habitation. En effet, contrairement aux installations classiques qui fonctionnent avec une source énergétique unique, généralement une source de chaleur, le bloc de distribution permet l'emploi de sources différentes. Selon l'invention le bloc de distribution comporte outre le raccordement avec le circuit d'emploi au moins deux orifices 6 raccordés avec un circuit source fermé sur ledit bloc de distribution, ledit circuit source étant relié à une source énergétique générant ou absorbant de la chaleur ou à un dispositif de stockage énergétique. Les orifices 6 sont réalisés traversants dans la base 5, ils débouchent dans les canaux. Les canaux ouverts sont positionnés sur la partie supérieure de la 10 base 5 obturée par la membrane 3. De manière avantageuse le bloc de distribution comporte des orifices raccordés à au moins deux circuits sources indépendants fermés sur ledit bloc de distribution et permettant au circuit d'emploi de fonctionner en relation avec au moins deux sources énergétiques différentes sélectionnées par le 15 bloc de distribution. Tel qu'envisagé dans l'invention et tel que cela est représenté sur la figure 3 l'application de chauffage domestique peut fonctionner avec différentes sources énergétiques, il est par exemple possible de réaliser différents circuits raccordés et refermés sur le bloc de distribution, notamment un circuit 20 aérotherme, un circuit échangeur évaporateur, un circuit échangeur condenseur, un circuit raccordé à un capteur solaire, un circuit géothermique, un circuit accumulateur de froid ou un circuit accumulateur de chaud. Ces différents circuits permettant de réchauffer ou refroidir l'habitation et stoker des calories si nécessaire. Tous les circuits sont indépendants et reliés 25 au circuit d'emploi interne à l'habitation par le bloc de distribution de manière à être utilisés en fonction des besoins du moment. La gestion de l'ensemble étant réglée par un automate relié au bloc de distribution pour la répartition du fluide au travers des différents circuits, lequel automate effectue la régulation en fonction de mesures en provenance de capteurs de température, de pression et de débit placés dans le bloc de distribution ou/et sur les circuits. A l'intérieur du bloc de distribution la base 5 est conformée avec un ensemble de canaux, lesquels canaux débouchent sur des orifices 6 reliés aux différents circuits précédemment décrits. Les canaux comportent des obturateurs permettant la circulation du fluide à l'intérieur du bloc de distribution selon une configuration déterminée par l'automate et programmée dans l'appareil. Pour expliciter le fonctionnement d'un obturateur une partie d'un bloc de 10 distribution est illustrée sur la figure 2. Le bloc de distribution représenté comporte une membrane souple 3 disposée entre un couvercle 4 et une base 5 percée de deux orifices 6, lesdits orifices 6 étant reliés entre eux par des canaux 7 conformés dans la base et mis en relation selon la position ouverte ou fermée de l'obturateur 8 15 positionné entre les canaux 7. Selon l'invention et tel que cela est illustré sur les figures 2 et 4 les obturateurs sont de forme supérieure sensiblement concave formant une cavité 11 de circulation en dépression par rapport à la membrane 3 percée par au moins deux lumières 9, chacune des lumières 9 étant en relation avec 20 une partie d'un canal 7, de telle manière que lorsque les parties supérieures des lumières sont obturées le fluide ne puisse plus circuler dans le canal. Plus précisément les parties supérieures des lumières sont obturées au moyen du déplacement de la membrane 3 sus-jacente, laquelle membrane étant déplacée sous l'action d'une pression extérieure 10 de manière à 25 épouser la forme de la cavité de circulation. Sous l'action d'une pression hydraulique ou pneumatique appliquée sur la partie supérieure de la membrane 3 celle-ci se déforme et prend la forme de la cavité en dépression, empêchant la circulation du fluide au travers des lumières et au travers de la cavité de circulation. Le bloc de distribution selon l'invention comporte une pluralité de circuits sources et donc plusieurs obturateurs pour distribuer le fluide et l'orienter vers le circuit d'emploi, selon l'invention chaque obturateur est réglable individuellement et contrôlé en ouverture ou en fermeture par un automate. Il est à noter que dans chaque circuit le fluide peut circuler dans un sens ou dans un autre en fonction des pressions appliquées de chaque côté de l'obturateur, la commande de pression extérieure 10 fonctionnant comme interrupteur de passage. La figure 3 illustre différents circuits sources envisageables reliés au circuit de chauffage à travers le bloc de distribution, gérés par l'automate et fonctionnant grâce aux informations recueillies par des capteurs de température et de débit. Selon l'invention l'obturateur comporte au moins deux lumières, une de chaque côté du canal, avantageusement, et tel que cela est illustré sur la figure 2, chaque obturateur peut comporter six lumières 9 pour la mise en relation entre les deux parties du canal 7 et la cavité de circulation, trois de chaque côté du canal, chaque obturateur étant formé dans la structure même de la base 5 du bloc de distribution. L'obturateur peut être conformé dans la structure même de la base ou rapporté après création de la base et des canaux, selon une variante importante de l'invention les obturateurs sont des inserts 12, de préférence amovibles de manière à permettre des modifications ultérieures de la circulation à l'intérieur du bloc de distribution. Un tel bloc de distribution comportant des obturateurs en inserts est représenté sur la figure 4. Cette figure 4 montrant un distributeur comportant 14 orifices et 11 obturateurs permettant le raccordement des circuits décrits dans la figure 3. Plusieurs variantes du bloc de distribution sont possibles, différentes configurations de canaux conformés dans la base peuvent être agencés, le nombre de circuits réalisables et raccordables au bloc de distribution peut être élevé et très variable en fonction des applications envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Un nombre variable d'obturateurs peuvent être agencés, comportant différentes configurations de lumières pour le passage du fluide, sans sortir du cadre de l'invention. Le bloc de distribution est essentiellement prévu pour la circulation de l'eau dans une installation de chauffage domestique, rien n'interdit cependant d'utiliser un autre fluide, avec une membrane adaptée, pour d'autres applications notamment industrielles. Le bloc de distribution fonctionne principalement avec un seul fluide acheminé dans différents circuits toutefois il peut être envisagé, sans sortir du cadre de l'invention, de faire passer par le bloc de distribution plusieurs fluides différents avec des circuits externes distincts. Le bloc de distribution est réalisable dans différents matériaux, différents modes de fabrication de la base et des obturateurs sont réalisables, et l'ensemble du bloc de distribution peut être prévu hermétiquement scellé, ou de manière avantageuse démontable, sans sortir du cadre de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1- Bloc de distribution comprenant au moins une entrée (1) et une sortie (2) pour au moins un fluide, caractérisé par le fait qu'il présente une membrane souple (3) disposée entre un couvercle (4) et une base (5) percée d'orifices (6), lesquels orifices (6) étant reliés entre eux par des canaux (7) conformés dans la base (5) et mis en relation selon la position ouverte ou fermée d'obturateurs (8) positionnés dans lesdits canaux (7), lesquels orifices (6) étant raccordés extérieurement avec au moins un circuit. 2- Bloc de distribution selon la revendication 1 dans lequel au moins une entrée (1) de fluide dans le distributeur correspond au fluide en retour d'une installation d'échange thermique, formant un circuit d'emploi fermé sur ledit bloc de distribution. 3- Bloc de distribution selon la revendication 2 comportant en outre au moins deux orifices (6) raccordés à un circuit source fermé sur ledit bloc de distribution, lequel circuit source étant relié à une source énergétique générant ou absorbant de la chaleur, ou à un dispositif de stockage énergétique. 4- Bloc de distribution selon la revendication 3 comportant des orifices (6) raccordés à au moins deux circuits sources indépendants fermés sur ledit bloc de distribution et permettant au circuit d'emploi de fonctionner en relation avec au moins deux sources énergétiques différentes sélectionnées par le bloc de distribution. 5- Bloc de distribution selon la revendication 4 dans lequel chaque obturateur (8) est de forme supérieure sensiblement concave pour former une cavité (11) de circulation pour le fluide en dépression par rapport à la membrane (3), laquelle cavité (11) étant percée par au moins deux lumières (9), chaque partie de canal (7) de chaque côté d'un obturateur (8) étant enrelation avec la cavité (11) de circulation par l'intermédiaire d'au moins une lumière (9), de telle manière que lorsque les parties supérieures des lumières (9) situées dans la cavité (11) sont obturées le fluide ne puisse plus circuler dans le canal (7). 6- Bloc de distribution selon la revendication 5 dans lequel les parties supérieures des lumières (9) sont obturées au moyen du déplacement de la membrane (3) sus-jacente, laquelle membrane (3) étant déplacée sous l'action d'une pression (10) extérieure de manière à épouser la forme de la cavité (11) de circulation. 7- Bloc de distribution selon la revendication 6 dans lequel chaque obturateur (8) est réglable individuellement et contrôlé en ouverture ou en fermeture par un automate. 8- Bloc de distribution selon la revendication 7 dans lequel l'automate gère le bloc de distribution pour la répartition du fluide au travers des différents circuits en fonction de mesures en provenance de capteurs de température, de pression et de débit. 9- Bloc de distribution selon la revendication 8 dans lequel chaque obturateur (8) comporte six lumières (9) pour la mise en relation entre les deux parties du canal (7) et la cavité (11) de circulation, trois lumières étant disposées de chaque côté du canal (7), chaque obturateur (8) étant formé dans la structure même de la base (5) du bloc de distribution. 10- Bloc de distribution selon la revendication 8 dans lequel les obturateurs sont des inserts (12), de préférence amovibles, de manière à permettre des modifications ultérieures de la circulation du fluide à l'intérieur du bloc de distribution et différentes configurations de circuits.