Brevet FR2957657A1 — publié le 20110923

Dispositif de traversée de porte de chaudière pour électrode L'invention concerne le domaine technique des chaudières, en particulier celui des chaudières à condensation. Classiquement, ces chaudières comportent une porte massive, percée d'un orifice pour le passage d'air et de gaz vers un brûleur, et dont la surface intérieure est recouverte d'une couche d'isolant afin d'éviter toute déperdition de chaleur vers l'extérieur. Plusieurs électrodes traversent la paroi de la porte: une ou deux électrodes d'allumage et une électrode d'ionisation pour détecter la présence de flamme. Il est crucial d'éviter toute fuite vers l'extérieur de la chaudière, du fait du risque d'intoxication au monoxyde de carbone en particulier. Aussi les électrodes sont-elles montées de façon étanche, avec par exemple des joints : - à l'intérieur de l'isolant en céramique, afin d'éviter une fuite le long de l'électrode, - autour de l'isolant en céramique, afin d'éviter une fuite le long de cet isolant. On prévoit donc deux brides pour maintenir ce joint en compression. - sous la bride en contact avec la porte, afin d'éviter une fuite le long de cette bride par un joint de type graphite. L'ensemble est fixé à la porte par une ou deux vis traversant les brides et débouchant sur un ou deux trous borgnes respectifs de la porte massive. Depuis plusieurs années, on cherche à limiter les pertes de chaleur pour des raisons d'économie d'énergie. De nouvelles portes, dites portes froides semblent constituer une voie prometteuse pour le développement de nouvelles chaudières. Une porte froide peut comporter deux tôles d'acier soudées et qui définissent un espace intérieur par lequel l'air et le gaz transitent avant de parvenir au brûleur. Le mélange air gaz est effectué dans cet espace, ce qui permet d'isoler thermiquement l'intérieur de la chaudière de l'extérieur. Or, si une électrode de type connu était fixée à une porte froide constituée de deux tôles et d'un espace vide entre elles, les vis traversant les brides traverseraient également la première paroi mince et déboucheraient sur l'espace intérieur. Du fait de la légère surpression dans cet espace, on risque d'engendrer des fuites de gaz vers l'extérieur le long des vis. Il existe donc un besoin pour un système de traversée de paroi d'une porte à tôles minces qui soit suffisamment étanche pour éviter tout risque de fuite. Il a été envisagé d'ajouter un joint souple et plan au-dessus de la bride extérieure, par exemple par surmoulage de sorte que le serrage de la vis viendrait comprimer ce joint et ainsi étanchéifier le passage de vis. Néanmoins, la force de serrage de la vis dépend de l'opérateur, lequel est susceptible d'avoir la perception que la vis est suffisamment serrée dès qu'il y a contact avec le joint plan. Il est proposé un dispositif de traversée de paroi de porte de chaudière pour au moins une électrode, comportant : - au moins une bride, chaque bride comportant au moins un orifice pour le passage d'un isolant d'électrode, et au moins un orifice pour le passage d'une vis comprenant un corps et une tête, ladite vis étant apte à être vissée sur la bride d'une position desserrée à une position serrée pour fixer le dispositif à la paroi de la porte, - au moins un joint souple agencé de façon à laisser passer le corps de vis, et disposé autour de l'orifice pour le passage de vis correspondant. Le dispositif est agencé de sorte qu'en position serrée le joint comprimé du fait du serrage de la vis s'applique sur la bride et sur la vis de façon à étanchéifier le passage de vis, et la liaison entre la tête de vis et la paroi de porte est rigide. Grâce à cette disposition, on écarte le risque de fuite au niveau des vis et l'opérateur peut serrer la vis jusqu'au blocage, ce qui lui permet d'apprécier que la vis est correctement vissée. La liaison entre la tête de vis et la paroi est rigide, c'est à dire qu'au moins une partie de la tête de vis est serrée rigidement contre la bride, et que la liaison entre la bride en contact avec la tête de vis et la paroi est rigide. Le joint souple de passage de vis peut s'appliquer sur la tête et/ou le corps de vis. En position desserrée, le joint souple peut faire saillie de la bride ou non. Par exemple, le joint souple peut être un joint annulaire, par exemple torique ou plat, dépassant de l'orifice de vis,par exemple de 0,1 à 0,5mm, en sorte d'être comprimé lors du serrage de la vis. En position serrée, le joint souple s'applique contre le corps de la vis, et la tête de la vis est en contact rigide avec la bride. Selon un autre exemple, la tête de vis comporte un rebord définissant un logement interne, dans lequel le joint souple de passage de vis peut être monté. Le joint souple est donc à l'extérieur de l'orifice de passage de vis, disposé autour de cet orifice. Lors du serrage de la vis, le joint est comprimé contre la bride et contre la tête de vis, permettant ainsi d'étanchéifier le passage de vis. En position serrée, le rebord de la tête de vis s'appuie sur la bride, de sorte que la liaison entre la tête de vis et la paroi est rigide. Le joint souple de passage de vis peut encore être monté dans un logement interne de la bride, ce logement débouchant vers la paroi de la porte de la chaudière. En position desserrée, le joint souple peut faire saillie hors de l'orifice de passage de vis et vers la paroi de porte. En position serrée, le joint souple est comprimé et s'applique contre le corps de la vis, la bride étant en contact rigide avec la paroi ou avec une couche intermédiaire, par exemple un joint graphite plat. Le joint souple comporte avantageusement des éléments de nervure interne, par exemple un taraudage du joint, ce qui améliore l'application étanche du joint contre la vis à la compression. La bride comprend avantageusement un évidement apte à recevoir au moins une partie du joint souple, ce qui permet de positionner le joint souple relativement facilement. On peut prévoir un dispositif dans lequel deux brides sont disposées l'une sur l'autre, chaque bride comportant au moins un orifice pour le passage de l'isolant d'électrode et au moins un orifice pour le passage de la vis. Ce dispositif peut avantageusement être agencé de sorte qu'en position serrée le joint souple s'applique contre les deux brides et contre la vis, et les brides sont en contact rigide l'une contre l'autre. Ce dispositif réalise notamment une jonction d'étanchéité importante avec la bride et la vis. Les brides comportent avantageusement des embrèvements intérieurs formés au niveau d'au moins l'un des orifices de passage de vis, ces embrèvements définissant un logement pour recevoir au moins une partie du joint souple. Ceci permet d'une part de faciliter le positionnement du joint et d'autre part de l'asseoir correctement dans son logement pour guider la partie comprimée lors du serrage de la vis. Chacun des joints souples peut avantageusement avoir une forme en échelon adaptée pour être reçue sur l'embrèvement, ce qui permet d'asseoir le joint sur la bride. Les joints de passage de vis et le joint de passage de l'isolant d'électrode peuvent avantageusement être d'une seule pièce, étant éventuellement pourvus d'espaces pour la soudure entre les brides (par points). On peut alternativement prévoir un dispositif comprenant une seule bride, en particulier lorsque l'orifice pour le passage de l'isolant de l'électrode est étanchéifié par de la colle, par exemple un filet de colle silicone. L'évidement de la bride peut déboucher vers la paroi de porte ou vers la tête de vis. Cette disposition est particulièrement simple. Il est également proposé une porte de chaudière comportant un 20 dispositif de traversée pour une électrode telle que décrit précédemment. Il est également proposé un procédé de montage d'un dispositif de traversée de paroi de porte de chaudière pour au moins une électrode, ce dispositif comprenant une bride, une vis et un joint 25 souple. La bride comporte un orifice pour le passage d'un isolant d'électrode et un orifice pour le passage de la vis, la vis comprend un corps et une tête, et le joint souple est agencé de façon à laisser passer le corps de la vis. Le procédé comprend les étapes suivantes : - positionner le joint souple autour de l'orifice pour le passage de 30 la vis, - placer la bride sur la paroi, - placer la vis dans l'orifice pour le passage de vis, visser la vis sur la bride en position serrée pour fixer le dispositif à la paroi de la porte, le dispositif étant agencé de sorte qu'en position 35 serrée le joint comprimé du fait du serrage de la vis s'applique sur la bride et sur la vis de façon à étanchéifier le passage de vis, et la liaison entre la tête de vis et la paroi de porte est rigide. Bien entendu, l'invention n'est limitée par l'ordre des étapes que dans la mesure où cela est indispensable pour parvenir à une fixation rigide et étanche. Par exemple, on peut prévoir de placer la bride sur la paroi avant le positionnement du joint souple. Il est à noter que dans la présente demande, par « un(e) », on entend « au moins un(e) », à moins qu'il ne puisse en être autrement. Des modes de réalisation de l'invention sont maintenant décrits en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective en coupe axiale d'un joint souple selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en éclaté d'un dispositif de traversée de porte de chaudière pour une électrode comportant des joints souples selon le mode de réalisation de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif de traversée de porte de chaudière pour une électrode selon le mode de réalisation de la figure 2 mis en place sur une porte à tôles minces de chaudière, - les figures 4 et 5 sont des vues analogues aux figures 2 et 3 du dispositif de traversée correspondant de porte de chaudière pour une électrode selon une variante de réalisation, et - les figures 6 et 7 sont des vues en coupe d'un dispositif de traversée selon un autre variante de réalisation, respectivement avant et après compression des joints. Les pièces analogues sur les figures sont désignées par les mêmes références numériques. Le joint souple 1 représenté à la figure 1 est destiné à être monté sur un dispositif de traversée 3 de porte de chaudière 5 pour une électrode 7 (figure 2). Ce dispositif 3 comporte deux brides métalliques superposées 9 supportant l'électrode 7. Le joint souple 1 est monté en particulier sur un des deux passages ou orifices 11 de vis de fixation 13 de ce dispositif 3 dans un évidement 12 (figure 3) formé entre les deux brides 9 support de l'électrode. La porte de chaudière 5 est en tôle, par exemple de 3 mm d'épaisseur. Les vis de fixation 13, vissées serrées dans un taraudage correspondant 15 formé dans la tôle, dépassent de la tôle. La porte 5 est une porte froide de chaudière à condensation et des gaz nocifs sont susceptibles de sortir des orifices 11 de passage des vis de fixation si ces orifices ne sont pas rendus étanches. Le joint souple 1 est un joint déformable, constitué en matière à base de polymères élastomères, étant par exemple en caoutchouc silicone ou en caoutchouc synthétique, par exemple de type Viton (marque déposée) ou assimilé. Ce joint est annulaire et reçoit la vis 13 par la partie d'alésage interne 17 du joint. Le corps 19 du joint est cylindrique, étant pourvu d'épaulements opposés 21 à ses extrémités destinés à reposer chacun dans un embrèvement complémentaire interne correspondant 23 formé dans chacune des brides 9 au niveau de l'orifice 11 de passage de vis. Le joint comporte une partie d'alésage nervurée 25. La section de cette partie d'alésage nervurée 25 est en E avec symétrie axiale, de diamètre égal ou proche de celui de la vis 13. Cette partie interne nervurée 25 est destinée à s'appliquer en compression et de façon étanche contre le filetage 27 de la vis à l'assemblage des brides 9, au moment où ces dernières sont fixées serrées l'une contre l'autre et que le joint 1 est comprimé dans l'évidement 12 formé. Ce joint 1 dans sa forme libre avant compression fait saillie en effet de l'évidement 12, de quelques dixièmes de millimètre à 2 millimètres. La compression du joint 1 est effectuée lors du rapprochement des brides l'une contre l'autre, de la distance précitée, de quelques dixièmes de millimètre à 2 millimètres. Le montage du dispositif 1 sur une porte de chaudière 5 est décrit en référence aux figures 2 et 3. Il s'agit d'abord de disposer les joints souples 1 de passage de vis entre les brides 9, dans leurs embrèvements 23, et de même le joint annulaire 29 d'étanchéité d'isolant 31 de l'électrode 7 dans le logement 33 de joint de bride correspondant, de positionner l'isolant 31 dans les orifices 35 correspondants des brides. Les brides sont ensuite resserrées et soudées l'une à l'autre à cette position resserrée, par exemple par une soudure par points. Ces brides peuvent également être solidarisées par poinçonnage mécanique ou autre verrouillage mécanique approprié. Il s'agit maintenant de disposer l'ensemble de brides 9 assemblé sur la porte 5, sur un joint plat 37 ( joint graphite en général) de même découpe que les brides, puis d'engager les vis de fixation 13 dans les trous 11 correspondants des brides. Ces vis passent dans les alésages 17 comprimés des joints souples puis dans les orifices 39 correspondants de joint plat et s'engagent en prise par vissage dans les taraudages complémentaires 15 de la porte. Le vissage peut être effectué de façon rigide à une valeur de couple de serrage déterminé garantissant la fixation et l'étanchéité du montage du dispositif sur la tôle. La figure 4 montre une vue d'un dispositif selon une variante de réalisation où les joints annulaires souples 1' de passage des vis de fixation 13 et le joint 29' de passage de l'isolant 31 de l'électrode sont en une seule pièce. Le joint annulaire 29' de passage de l'isolant est réuni à chacun des joints annulaires 1' de passage de vis par un bras de joint plan 41 dans le même matériau de joint (matière à base de polymères élastomères, par exemple en caoutchouc silicone). Les bras 41 sont opposés l'un à l'autre. Ce joint souple en une seule pièce 1', 41, 29' est destiné à être monté entre les brides 9 et à étanchéifier simultanément les passages de vis 11 et le passage 35 de l'isolant céramique 31 d'électrode au resserrement des brides l'une sur l'autre. Le montage du dispositif 3' (figures 4 et 5) avec un tel joint 1', 41, 29' est équivalent à celui des joints annulaires 1 de passage des vis. Il s'agit de disposer le joint 1', 41, 29' sur l'une des brides 9, en montant les parties annulaires 1' dans chacun des embrèvements 23 de bride, la partie centrale annulaire 29' d'étanchéité de l'isolant venant dans le logement correspondant 33 du trou de passage de l'isolant. La seconde bride 9 est alors disposée sur la première 9, l'isolant 31 étant convenablement positionné relativement à l'ensemble des brides 9. Les brides 9 sont alors serrées et soudées l'une à l'autre par des points de soudure, sur des pontets 43 en saillie à l'extérieur du joint 1', 41, 29'. Il ne reste plus qu'à disposer l'ensemble brides 9 et isolant 31 sur la porte de chaudière 5, sur un joint graphite plat 37 de même découpe que les brides 9, et à serrer les vis de fixation 13, celles-ci étant engagées dans les trous correspondants de bride et des joints, respectivement les trous 11 de passage des vis de fixation et les trous 39 de joint graphite d'application des brides sur la porte. Le serrage des vis est effectué jusqu'à garantir une fixation rigide et l'étanchéité du montage du dispositif 3'. Naturellement, l'invention peut être appliquée à d'autres types de bride que celles décrites, par exemple à des brides recevant plusieurs électrodes et seulement une vis ou plus de deux vis de fixation à la porte de chaudière. De plus, la forme des nervures d'alésage des joints annulaires 1, 1' de passage de vis peut être différente de celle décrite, étant par exemple hélicoïdale, ou à sommet plat ou arrondi. Par exemple, le sommet de nervure peut venir, en compression, en application étanche contre le filetage de la vis. Le joint souple de passage de vis peut encore être un joint torique ou un joint plat. Selon la variante de réalisation des figures 6 et 7, les deux brides superposées métalliques 9 sont remplacées par une seule bride métallique 45. Cette bride 45 comporte un siège ou évidement supérieur 47 apte à loger un joint souple annulaire 49 de passage de vis de fixation 51. En position desserrée, le joint 49 fait saillie au niveau supérieur du siège 47 (figure 6). Le joint 49 est apte à être comprimé au serrage de la vis 51 pour s'appliquer de façon étanche contre la vis, la vis venant en butée en fin de serrage sur le siège 47 (figure 7) pour permettre l'application d'un couple de serrage rigide déterminé de fixation du dispositif 3" à la porte. Le joint 49 peut être torique, plat ou à section nervurée intérieurement comme précédemment. Deux douilles 53 à rebord 55 tourné vers l'intérieur peuvent être solidarisées, par exemple par soudure, à la bride 45 au droit de chacune des vis de fixation 51 en vue d'emprisonner la vis avec son joint et éviter leur perte au démontage du dispositif, par exemple pour la maintenance de la chaudière. L'isolant de céramique 31 peut être fixé à la bride 45 avec une jonction étanche réalisée au moyen d'un filet de pâte de colle silicone appliqué sur la périphérie de l'entrée ou sortie de l'orifice de passage de l'isolant sur la bride ou par une plaquette 57 solidaire des douilles 53 (telle que représenté) serrée contre un joint 59 de passage d'isolant et contre la bride. REVENDICATIONS1. Dispositif (3, 3', 3") de traversée de paroi de porte de chaudière (5) pour au moins une électrode (7), comportant au moins une bride (9, 45), chaque bride (9, 45) comportant au moins un orifice pour le passage d'un isolant (31) d'électrode, et au moins un orifice (11) pour le passage d'une vis (13, 51) comprenant un corps et une tête, ladite vis (13, 51) étant apte à être vissée sur la bride d'une position desserrée à une position serrée pour fixer le dispositif à la paroi de la porte, au moins un joint souple (1 ; 1', 29', 41 ; 49) agencé de façon à laisser passer le corps de vis et disposé autour de l'orifice correspondant pour le passage de la vis (13, 51), le dispositif étant agencé de sorte qu'en position serrée : le joint comprimé du fait du serrage de la vis (13, 51) s'applique sur la bride (9, 45) et sur la vis (13, 51) de façon à étanchéifier le passage de vis, et la liaison entre la tête de vis et la paroi de porte est rigide. 2. Dispositif (3, 3', 3") selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en position desserrée, le joint souple fait saillie de la bride. 3. Dispositif (3, 3', 3") selon l'un des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le joint souple (1 ; 1', 29', 41 ; 49) comporte des éléments de nervure interne (25). 4. Dispositif (3, 3', 3") selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la bride (9, 45) comprend un évidement (12, 47) apte à recevoir au moins une partie du joint souple (1 ; 1', 29', 41 ; 49). 5. Dispositif (3, 3') selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel deux brides (9) sont disposées l'une sur l'autre, chaque bride (9) comportant au moins un orifice (35) pour le passage 30 de l'isolant (31) d'électrode et au moins un orifice (11) pour le passage de la vis (13), caractérisé en ce que le dispositif est agencé de sorte qu'en position serrée : le joint souple (1 ; 1', 29', 41) s'applique contre les deux brides (9) et contre la vis (13), et les brides (9) sont en contact rigide l'une contre l'autre. 6. Dispositif (3, 3') selon la revendication 5, caractérisé en ce que les brides (9) comportent des embrèvements intérieurs (23) formés au niveau d'au moins un des orifices de passages (11) de vis, lesdits embrèvements définissant un logement (12) pour recevoir au moins une partie du joint souple. 7. Dispositif (3, 3') selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint souple (1,1') a une forme en échelon (21) adaptée pour s'appliquer sur l'embrèvement (23). 8. Dispositif (3') selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les joints (1') de passage de vis et le joint (29') de passage de l'isolant (31) sont d'une seule pièce. 9. Dispositif (3") selon la revendication 4, comprenant une seule bride (45), caractérisé en ce que l'évidement (47) de la bride (45) débouche vers la paroi de porte ou vers la tête de vis (51). 10. Dispositif (3") selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte deux douilles (53) à rebord (55) tourné vers l'intérieur et solidarisées à la bride (45) au droit d'au moins une des vis de fixation (51) pour emprisonner ladite vis (51) avec son joint (49). 11. Porte de chaudière (5) comportant un dispositif de traversée (3, 3', 3") pour une électrode (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Procédé de montage d'un dispositif de traversée de paroi sur une porte de chaudière, pour une électrode, ledit dispositif comprenant une bride, une vis et un joint souple, dans lequel la bride comporte un orifice pour le passage d'un isolant d'électrode et un orifice pour le passage de la vis, ladite vis comprend un corps et une tête, et le joint souple est agencé de façon à laisser passer le corps de la vis, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionner le joint souple autour de l'orifice pour le passage de la vis, - placer la bride sur la paroi, - placer la vis dans l'orifice pour le passage de vis, visser la vis sur la bride en position serrée pour fixer le dispositif à la paroi de la porte, le dispositif étant agencé de sorte qu'en position serrée le joint comprimé du fait du serrage de la vis s'applique sur la bride et sur la vis de façon à étanchéifier le passage de vis, et la liaison entre la tête de vis et la paroi de porte est rigide.