Brevet FR3002150A1 — publié le 20140822

Sprinkler comprenant un opercule d'obturation maintenu en position par un fusible à l'aide d'un moyen d'appui déplaçable. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication des équipements et installations de lutte contre les incendies. Plus précisément, l'invention concerne les sprinklers mettant en oeuvre des fusibles. Le rôle d'une installation d'extinction automatique d'incendie mettant en oeuvre des sprinklers est de détecter, le plus tôt possible, un foyer d'incendie puis de déclencher automatiquement le système d'extinction, au moins localement, ceci tout en émettant une alarme. L'installation a pour objectif de contenir le plus possible l'incendie, avant l'arrivée des sapeurs-pompiers qui prennent alors le relais de l'installation pour éteindre l'incendie. Dans le domaine de l'invention, les installations de lutte contre les incendies sont classées en trois catégories, à savoir : - les systèmes « sous eau »; - les systèmes « sous air » ; - les systèmes « sous vide ». Dans ces trois systèmes, les sprinklers sont montés en réseau de 20 façon à être régulièrement répartis sur le site à protéger. Classiquement, les sprinklers comprennent : - un raccord de fixation, permettant de relier le sprinkler à une tuyauterie, ce raccord de fixation présentant un ajutage destiné au passage de l'eau à libérer pour éteindre 25 l'incendie ; - un fusible ; - un opercule d'obturation de l'ajutage, maintenu en position d'obturation par le fusible. Le fusible est calibré pour éclater lorsqu'une certaine température 30 est dépassée, libérant ainsi l'ajutage de son opercule d'obturation. Dans les systèmes « sous eau », l'ensemble de la tuyauterie de l'installation est remplie d'eau, ceci jusqu'aux sprinklers. L'eau est donc en attente derrière le moyen d'obturation et lorsque le fusible éclate, l'eau s'écoule au travers de l'ajutage du raccord du sprinkler dont le fusible a éclaté. Le temps de libération de l'eau est donc immédiat, ce qui est 5 particulièrement avantageux. En revanche, les systèmes « sous eau », ne sont pas adaptés pour les sites présentant des risques de gel. En effet, en cas de gel, l'eau ne peut pas s'écouler. De plus, le gel peut causer des détériorations à la tuyauterie de l'installation (déformation voire éclatement des tuyaux). Dans certains cas, l'installation est alors 10 mise hors d'eau. Dans d'autres cas, le site à protéger est chauffé pour éviter tout risque de gel. Pour les sites à protéger présentant une surface relativement importante, la consommation d'énergie, et par conséquent la facture de chauffage, peut s'avérer considérable, voire prohibitive. Une autre façon de lutter contre le gel est d'ajouter à l'eau de l'installation un 15 antigel, tel que du glycol qui est un produit toxique et cancérigène. Dans les systèmes « sous air », l'ensemble de l'installation est hors d'eau. L'ensemble de la tuyauterie de l'installation est maintenue sous pression. Lorsque les fusibles éclatent, la pression d'air est libérée par le ou les sprinklers en question et l'eau, également sous pression, 20 tend à « pousser » l'air hors de l'installation jusqu'à arriver à l'orifice ou aux orifices libérés de façon à s'échapper par ceux-ci. Avec un tel système, l'eau peut dans certains cas mettre jusqu'à 60 secondes pour parvenir au sprinkler dont le fusible est éclaté, ce qui est certes conforme à la norme en vigueur mais qui peut s'avérer trop 25 long vis-à-vis de certains départs d'incendie. En outre, les systèmes « sous air » ne s'affranchissent pas totalement des problèmes liés au gel. En effet, de la condensation peut se créer dans les tuyauteries d'une installation « sous air », ce qui peut nuire à certains composants de l'installation et mettre en échec la 30 protection. De façon générale, les systèmes « sous eau » et « sous air » présentent les inconvénients suivants : - ils sont sujets à l'embouage et, par conséquent, au colmatage ; - ils sont sujets à la corrosion, ce qui peut évidemment conduire à une installation hors d'usage en tout ou partie et mettre en échec la protection ; - ils peuvent être l'objet de fuites d'eau non visibles ; - ils permettent le développement des micro-organismes dans les canalisations de l'installation. Il en résulte qu'ils nécessitent, entre autres, des traitements antigel 10 et anticorrosion (impliquant le recours à des produits nocifs). Par ailleurs, ils nécessitent des opérations de rinçage après utilisation. En outre, ils impliquent des temps de mise en service relativement longs, en fonction de l'étendue de l'installation, qui peuvent aller de une à 15 quatre heures pour les systèmes « sous eau » et de deux heures et plus pour les systèmes « sous air ». Pour pallier l'ensemble de ces inconvénients, les systèmes « sous vide » ont été conçus. Dans les systèmes « sous vide », on crée un vide dans les canalisations s'étendant entre une vanne générale et l'ensemble 20 des sprinklers. En d'autres termes, toutes les canalisations séparant la vanne des sprinklers sont sous vide. Dans ces systèmes, le vide constitue une énergie active qui sert de source fonctionnelle à la surveillance des sprinklers. En effet, si un fusible d'un des sprinklers éclate, la pression atmosphérique gagne 25 l'ensemble de l'installation, ce qui provoque le changement d'état d'un actionneur qui, à son tour, ouvre la vanne générale d'arrivé d'eau. Il s'en suit que l'eau envahit rapidement et sans obstacles l'ensemble de l'installation jusqu'aux sprinklers, l'eau s'écoulant par le ou les sprinklers dont le fusible a éclaté. Le vide encore actif dans les réseaux attire 30 rapidement l'eau d'extinction vers les sprinklers dont le fusible a éclaté. Le temps de déclenchement de l'actionneur est très court, dans la mesure où, lorsqu'un fusible éclate, l'installation « sous vide » engendre immédiatement un phénomène d'aspiration de l'air extérieur à l'installation. Il est à noter que cette aspiration peut être bénéfique, l'effet d'aspiration sur le foyer d'incendie tendant à réduire l'intensité de celui-ci. Le temps d'arrivée d'eau au sprinkler dont le fusible a éclaté est 5 inférieur à 60 secondes. On comprend donc que, du fait de l'absence d'eau ou de condensation dans une installation d'un système « sous vide », on obtient les résultats suivants : - pas de corrosion, donc pas d'embouage ni de colmatage ; 10 - la garantie d'obtenir la densité d'eau d'extinction requise ; - pas de développement de micro-organismes ; - pas de fuites d'eau possibles (l'eau étant par défaut absente dans les canalisations de l'installation conduisant aux sprinklers) ; 15 - aucune nécessité de traitement antigel ou anticorrosif ; - pas de rinçage nécessaire avant mise en service de l'installation. En outre, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite, le temps de mise en service d'une installation avec un système « sous 20 vide » s'opère extrêmement rapidement, sous une minute environ. Classiquement, un sprinkler comprend : - un raccord de fixation, permettant de relier le sprinkler à une tuyauterie, présentant un ajutage par lequel l'eau est destinée à s'écouler en cas de déclenchement du sprinkler ; 25 - un fusible ; - un opercule d'obturation de l'ajutage, maintenu en position d'obturation par le fusible. Le fonctionnement de ces sprinklers est bien connu de l'homme du métier. Le fusible est constitué par une ampoule renfermant un liquide et 30 une bulle d'air ; lorsque le fusible est soumis à une température prédéterminée, la bulle d'air se dilate au point de faire éclater l'ampoule, ce qui libère alors l'opercule de la force de retenue exercée jusque-là par le fusible. Dans les systèmes « sous eau », l'eau pousse l'opercule et éjecte celui-ci. Dans les systèmes « sous air », c'est l'air qui exerce une 5 poussée dans un premier temps sur l'opercule pour éjecter celui-ci. Dans les systèmes « sous vide », les moyens d'éjection sont montés sur les sprinklers de façon à éjecter l'opercule de sa position d'obturation, pour pallier le phénomène d'aspiration qui tend à maintenir l'opercule en position d'obturation. 10 En tout état de cause, quel que soit le système utilisé, l'écoulement d'eau par un sprinklers implique nécessairement que l'opercule quitte sa position d'obturation et que, par conséquent, le fusible lui permette de quitter cette position, ceci en éclatant. Toutefois, dans certains cas, on souhaite pouvoir déclencher 15 l'écoulement d'eau au travers de sprinklers, quand bien même la température aux abords du sprinklers n'a pas atteint le seuil à partir duquel le fusible éclate. En d'autres termes, on cherche à protéger dans certains cas, par anticipation, une zone du site à protéger alors que l'incendie est encore distant de la zone en question. Ce peut être le cas 20 par exemple pour : - la protection d'un rayonnage, en créant un périmètre de protection autour du rayonnage ; - des passages ouverts, en vue de créer un rideau d'eau ; - des réservoirs spécifiques à maintenir à des températures 25 en dessous d'un seuil prédéterminé. L'invention a notamment pour objectif de proposer une solution à ce type de situation. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un sprinkler du type particulièrement destiné aux installations « sous vide », 30 qui autorise l'écoulement d'eau lorsque le réseau de sprinklers est mis en eau, même quand le fusible n'a pas éclaté. L'invention a également pour objectif de fournir un tel sprinkler qui soit simple à mettre en oeuvre et à installer sans adaptation ni transformation de l'installation. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont 5 atteints grâce à l'invention qui a pour objet un sprinkler, comprenant : - un raccord de fixation, permettant de relier le sprinkler à une tuyauterie, présentant un ajutage; - un fusible ; - un opercule d'obturation de l'ajutage, maintenu en position 10 d'obturation par le fusible, caractérisé en ce que en ce que ledit fusible est maintenu en appui contre l'opercule d'obturation par un moyen d'appui déplaçable, susceptible de permettre à l'opercule d'obturation de quitter sa position d'obturation lorsque la pression dans l'ajutage dépasse une 15 pression prédéterminée. Ainsi, un sprinkler selon l'invention autorise l'écoulement d'eau même en présence du fusible non éclaté, ceci sous l'effet de la pression de l'eau présente dans l'ajutage du sprinkler une fois l'installation déclenchée, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite. 20 En d'autres termes, un sprinkler selon l'invention permet d'obtenir un écoulement d'eau au niveau d'une zone à protéger par anticipation par rapport à un incendie distant de la zone ou, en tout état de cause, n'ayant pas provoqué l'éclatement du fusible du ou des sprinklers présents dans la zone à protéger par anticipation. 25 Bien entendu, un sprinkler selon l'invention peut également fonctionner de façon classique, c'est à dire en autorisant l'écoulement d'eau une fois que le fusible a éclaté, ayant été soumis à une température supérieure à un seuil prédéterminé. On note qu'un sprinkler selon l'invention peut être installé de la 30 même manière que les autres sprinklers présents sur l'installation, et ne nécessite donc aucune adaptation ni transformation de l'installation. Selon un mode de réalisation préférentiel, le moyen d'appui déplaçable prend la forme d'un piston. Dans ce cas, le sprinkler comprenant de façon connue en soi un étrier s'étendant à partir de l'ajutage jusqu'à un orifice extrémité opposé 5 au conduit par rapport au fusible, le piston est avantageusement guidé en coulissement dans ledit orifice. Dans une telle configuration, un tube est avantageusement solidarisé à l'étrier dans ledit orifice, le piston étant monté coulissant dans ledit tube, un moyen élastiquement deformable étant présent dans le 10 tube pour admettre le déplacement du piston. Préférentiellement, le moyen élastiquement deformable est un ressort monté en compression. Bien entendu, d'autres moyens pour admettre le déplacement du piston peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. 15 Selon une solution avantageuse, le sprinkler comprend des moyens d'éjection de l'opercule d'obturation. De tels moyens d'éjection sont prévus dans le cadre d'un fonctionnement classique du sprinkler selon lequel le fusible éclate après avoir été soumis à une température supérieure à un seuil prédéterminé. 20 En effet, dans les systèmes « sous vide », il se produit un phénomène d'aspiration de l'air dans la tuyauterie à l'intérieur de l'installation. Or, l'opercule, s'il n'est pas contraint à quitter son emplacement, reste encore en quelque sorte « collé » sur l'embouchure de l'ajutage du raccord, ce qui ne permet pas alors à l'air de rentrer et 25 empêche par conséquent l'actionneur de se déclencher. Des moyens d'éjection sont donc montés sur chaque sprinkler pour éviter cela. Selon une solution avantageuse, les moyens d'éjection sont montés hors du conduit et agissent en traction sur l'opercule d'obturation. 30 Ainsi, après éclatement du fusible d'un sprinkler, on obtient la libération totale de l'ajutage du sprinkler. Deux caractéristiques se combinent en effet pour obtenir ce résultat, à savoir : - le fait que le ressort est monté hors de l'ajutage, et n'est donc pas dans une position de nature à freiner l'admission d'air dans la tuyauterie de l'installation ; - le ressort agit par traction sur l'opercule, ce qui assure son extraction et son éjection à partir du sprinkler. Il en résulte que la dépression n'est en aucun cas ralentie avec un sprinkler selon l'invention et que, par conséquent, le déclenchement et la libération d'eau avec un système « sous vide » est des plus réactifs en toutes circonstances. A titre indicatif, le temps de déclenchement est de l'ordre de 5 secondes. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'éjection comprennent au moins un ressort de torsion. Un tel ressort de torsion permet d'atteindre efficacement le résultat escompté, en présentant l'avantage de pouvoir être monté aisément dans un encombrement réduit. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'opercule présente, hors de l'ajutage une collerette évasée, une branche de ressort de 20 torsion étant placée sous la collerette. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : 25 - la figure 1 est une représentation schématique, vue en coupe longitudinale, d'un sprinkler selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de côté d'un sprinkler selon l'invention ; - les figures 3 à 5 représentent schématiquement un ressort 30 de torsion destiné à équiper un sprinkler selon l'invention, respectivement vu de dessus à l'état détendu, vu de dessus à l'état armé et vu de côté. Tel qu'illustré par les figures 1 et 2, un sprinkler selon l'invention comprend : - un raccord de fixation 1, présentant un filetage extérieur permettant de visser celui-ci sur une tuyauterie présentant un filetage complémentaire, en vue de relier le sprinkler à la tuyauterie, le raccord présentant un ajutage 10 destiné à communiquer avec l'intérieur de la tuyauterie ; - un fusible 2, constitué en pratique par une ampoule renfermant un liquide et une bulle d'air prévue, selon la technique classique des fusibles utilisés sur les sprinkler, pour se dilater et provoquer l'éclatement de l'ampoule si la température à laquelle le fusible est soumis dépasse un seuil prédéterminé ; - un opercule d'obturation 3 de l'ajutage 10; - un déflecteur 12 fixé sur un étrier 13 faisant corps avec le raccord 1 du sprinkler. Selon le principe de l'invention, le fusible 2 est maintenu en appui contre l'opercule 3 par un moyen d'appui déplaçable susceptible de permettre à l'opercule de quitter sa position d'obturation lorsque la pression d'eau dans l'ajutage 10 dépasse une pression prédéterminée. Bien entendu, le fait que l'eau arrive dans l'ajutage avec une pression suffisante pour repousser l'opercule implique que l'installation est déclenchée, c'est-à-dire qu'au moins un autre sprinkler a son fusible éclaté. Selon le présent mode de réalisation, le moyen d'appui déplaçable prend la forme d'un piston 5 susceptible d'être déplacé longitudinalement vers l'extrémité du sprinkler opposé à l'ajutage, ceci sous l'effet de la pression de l'eau présente le cas échéant dans l'ajutage et s'exerçant sur le culot 31 de l'opercule 3. Le sprinkler selon le présent mode de réalisation selon l'invention comprend en outre : - un tube 50 monté fixement dans l'orifice 130 de l'étrier présent à l'extrémité opposée à l'ajutage par rapport au fusible ; - un ressort 51 inséré dans le tube 50; - une goupille 52, formant butée d'arrêt pour le ressort 51. Le piston 5 est monté coulissant dans le tube 50 qui forme ainsi un moyen de guidage du coulissement du piston. De plus, le ressort constitue un moyen élastiquement deformable présent dans le tube pour admettre le déplacement du piston, le ressort 4 10 étant monté en compression à l'intérieur du tube sous la contrainte du piston 5 en appui sur le fusible 2. Un sprinkler selon l'invention est destiné tout particulièrement à être intégré à une installation de type « sous vide », dont le principe a été décrit dans le document de brevet publié sous le numéro FR-2 724 323. 15 Selon un principe connu de ce type d'installation, la mise en service d'une telle installation prévoit la mise sous vide du réseau de sprinklers, le vide étant ainsi également présent dans une ligne conduisant à un dispositif de déclenchement. Tant que le vide est présent dans cette ligne, le dispositif de déclenchement maintient sous pression 20 en eau une chambre de contrôle d'une vanne générale, ce qui maintient celle-ci dans une position de fermeture. Si le fusible de l'un des sprinklers éclate, le réseau de sprinklers se met à la pression atmosphérique, qui se propage également au niveau de la ligne du dispositif de déclenchement, ce qui fait basculer l'état du dispositif de déclenchement, 25 qui autorise alors la chute de pression dans la chambre de contrôle de la vanne générale. Cela provoque l'ouverture de cette dernière et la mise en eau du réseau de sprinklers. Lorsque le réseau de sprinklers est mis en eau, le fonctionnement du sprinkler selon l'invention est le suivant. 30 La pression d'eau qui s'exerce dans l'ajutage 10 pousse sur le culot 31 de l'opercule 3, qui à son tour repousse l'ensemble fusible et piston 5 vers l'intérieur du tube, à l'intérieur duquel le piston coulisse, ceci à l'encontre de la force exercée par le ressort. Bien entendu, le ressort est calibré de façon à exercer une force sur le piston inférieure à la pression de l'eau s'exerçant sur le piston par l'intermédiaire de l'opercule du fusible. La mobilité du piston autorise donc l'opercule à se déplacer vers le haut selon la position du sprinkler illustrée par la figure 1. Il en résulte que l'opercule libère l'orifice de l'ajutage, ce qui autorise l'écoulement d'eau par le du sprinkler considéré. En d'autres termes, grâce à un sprinkler selon l'invention, 10 l'écoulement d'eau est autorisé quand bien même le fusible n'a pas été éclaté. Selon une autre caractéristique de l'invention, le sprinkler comprend en outre des moyens d'éjection montés hors de l'ajutage 10 et agissant en traction sur l'opercule 3. Bien entendu, tant que le fusible 2 15 est en place, celui-ci exerce une force supérieure à l'effort de traction des moyens d'éjection. Selon le présent mode de réalisation, les moyens d'éjection sont constitués par un ressort, et plus précisément par un ressort 4 de torsion, tel qu'illustré par les figures 3 à 5. 20 Tel qu'illustré par ces figures, le ressort 4 comprend : - un enroulement 40, d'une ou de plusieurs spires ; - une première branche 41 s'étendant à partir de l'enroulement 40, et destinée à coopérer avec l'opercule ; - une deuxième branche s'étendant à partir de l'enroulement 25 40, et destinée à être retenue sur le sprinkler. A l'état détendu, le ressort 4 présente une configuration dans laquelle les branches 41 et 42 sont écartées l'une de l'autre, tel qu'illustré par la figure 3, tandis que, à l'état armé, les deux branches 41 et 42 sont rapprochées l'une de l'autre, tel qu'illustré par la figure 4. A l'état armé, 30 selon le principe de fonctionnement d'un ressort de torsion, les branches 41 et 42 tendent à exercer un effort sur les éléments qui les retiennent dans cette position, pour retourner dans leurs positions respectives correspondant à l'état détendu, tel qu'illustré par la figure 3 dans l'état détendu. Un tel ressort est donc destiné à coopérer par l'une de ses branches (en l'occurrence la branche 41) avec l'opercule en vue d'éjecter 5 celui-ci du sprinkler après éclatement du fusible 2. Selon le présent mode de réalisation, l'opercule 3 présente une collerette 30 s'étendant hors de l'ajutage 10 et présentant une forme évasée. L'opercule 3 est maintenu en appui contre une rondelle 11 montée 10 à l'extrémité de l'ajutage 10. La collerette évasée 30 de l'opercule ménage avec la rondelle 11 un espace 110. Le ressort 4 est monté sur le sprinkler de telle sorte que l'une de ses branches (en l'occurrence la branche 41) vienne se placer dans l'espace 110, c'est à dire entre la collerette 30 évasée et la rondelle 11 du 15 sprinkler. Plus précisément, l'espace 110 entre la collerette 30 et la rondelle 11 est prévu de telle sorte que la branche correspondante du ressort est coincée dans cet espace une fois le fusible installé. Le ressort est donc maintenu en toute sécurité en position d'attente. REVENDICATIONS1. Sprinkler, comprenant : - un raccord de fixation (1), permettant de relier le sprinkler à une tuyauterie, présentant un ajutage (10) ; - un fusible (2) ; - un opercule d'obturation (3) de l'ajutage (10), maintenu en position d'obturation par le fusible (2) ; caractérisé en ce que en ce que ledit fusible (2) est maintenu en appui contre l'opercule d'obturation (3) par un moyen d'appui déplaçable, susceptible de permettre à l'opercule d'obturation (3) de quitter sa position d'obturation lorsque la pression dans l'ajutage (10) dépasse une pression prédéterminée. 2. Sprinkler selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'appui déplaçable prend la forme d'un piston (5). 3. Sprinkler selon la revendication 2 comprenant un étrier (13) s'étendant à partir de l'ajutage (10) jusqu'à un orifice (130) opposé à l'ajutage (10) par rapport au fusible (2), caractérisé en ce que le piston (5) est guidé en coulissement dans ledit orifice (130). 4. Sprinkler selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un tube (50) est solidarisé à l'étrier dans ledit orifice (130), le piston (5) étant monté coulissant dans ledit tube (50), un moyen élastiquement deformable étant présent dans le tube pour admettre le déplacement du piston (5). 5. Sprinkler selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen élastiquement deformable est un ressort (4) monté en compression. 6. Sprinkler selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'éjection de l'opercule d'obturation (3). 7. Sprinkler selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection sont montés hors de l'ajutage (10) et agissent en traction sur l'opercule d'obturation. 8. Sprinkler selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éjection comprennent au moins un ressort (4) de torsion. 9. Sprinkler selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit ressort (4) de torsion présente un enroulement (40) à partir duquel s'étendent deux branches (41), (42), dont une branche (41) qui coopère avec l'opercule d'obturation, le raccord (1) présentant un moyen de retenue pour l'autre branche (42) du ressort de torsion. 10. Sprinkler selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'opercule d'obturation présente, hors de l'ajutage (10), une collerette évasée (30), une branche (41) du ressort (4) de torsion étant placée sous la collerette (30).