Brevet FR3027372A1 — publié le 20160422

Raccord coudé pour chauffe-eau thermodynamique La présente invention se rapporte à un raccord pour chauffe-eau thermodynamique, coudé à 90°. Ce raccord a la particularité d'avoir des dimensions extérieures réduites tout en conservant des ouvertures de raccordement standard. Ce type de raccord réalise classiquement la jonction entre, d'une part le capot supérieur d'un chauffe-eau thermodynamique, et d'autre part plusieurs gaines flexibles d'aspiration ou de refoulement de flux d'air en provenance de pièces de l'habitat et de l'extérieur. Concrètement, ces gaines descendent du plafond ou traversent les murs de la pièce de l'habitation où se trouve le chauffe-eau. Chaque extrémité de gaine vient ensuite s'emboiter verticalement dans un raccord coudé, lui même emboité horizontalement dans l'un des orifices de raccordement se trouvant sur le pourtour cylindrique du capot du chauffe-eau. En mode aspiration, le flux d'air est aspiré dans une pièce de l'habitat ou à l'extérieur de l'habitat, circule à travers la gaine flexible, puis dans le raccord coudé puis arrive dans le chauffe-eau qui traitera cet air. En mode refoulement, le flux d'air sort du chauffe-eau, traverse le raccord coudé, puis chemine via la gaine flexible en direction d'une pièce de l'habitat ou de l'extérieur. Le chauffe-eau est un élément imposant dans un habitat, et qui est généralement intégré dans un espace réduit, parfois difficile d'accès. Le raccordement entre chaque gaine et le capot du chauffe-eau s'effectue généralement au moyen d'un raccord coudé ayant un angle à 90° et une section circulaire sensiblement constante sur toute la longueur du coude. L'emprise au sol de ce système de chauffe-eau comprend ainsi à la fois l'encombrement au sol du chauffe-eau, ainsi que l'encombrement horizontal 30 des raccords. Cet encombrement des raccords de part et d'autre du chauffe-eau double quasiment l'emprise au sol de l'installation. L'objectif de la présente invention est de proposer un raccord coudé à 90° compatible avec les chauffe-eau présents dans des installations classiques en place dans les habitats, et qui permet une aspiration ou un refoulement de flux d'air performant avec une réduction de l'emprise au sol du chauffe-eau équipé. Le raccord coudé selon l'invention comporte, de façon classique : deux ouvertures circulaires respectivement d'entrée et de sortie orientées sensiblement perpendiculairement l'une de l'autre ; une coque périphérique reliant les deux ouvertures pour le guidage du flux d'air. L'ouverture d'entrée est raccordée à une gaine flexible, tandis que l'ouverture de sortie est raccordée à un orifice de raccordement présent sur le pourtour périphérique du capot du chauffe-eau thermodynamique. Ce raccord se caractérise à titre principal en ce que l'ouverture de sortie se situe dans un plan sécant le plan de l'ouverture d'entrée à l'intérieur de ladite ouverture d'entrée, la ligne de sectionnement se situant au voisinage d'un diamètre de l'ouverture d'entrée, ce diamètre étant parallèle à ladite ligne. L'idée principale de cette invention consiste à intégrer l'ouverture de sortie dans l'empreinte horizontale circulaire définie par l'ouverture d'entrée. De cette manière, l'encombrement horizontal du raccord est fortement réduit. Selon l'invention, un premier tronçon de la coque, dans lequel est pratiqué l'ouverture de sortie, comporte deux faces d'allure parallèle reliées par un chant périphérique entourant l'ouverture de sortie sur sensiblement un demi-tour, ledit chant se prolongeant selon deux portions d'allure parallèle de part et d'autre de l'ouverture de sortie en direction de l'ouverture d'entrée jusqu'à dépasser l'ouverture de sortie et déboucher dans un second tronçon de la coque se rétrécissant en direction de l'ouverture d'entrée. Le second tronçon de la coque comporte deux parois situées dans le prolongement des deux faces d'allure parallèle du premier tronçon, lesdites parois étant inclinées et venant se rejoindre au niveau d'une collerette entourant l'ouverture d'entrée. De manière générale, les deux tronçons définissent un volume comportant plusieurs changements de section, et sont conçus de façon à guider l'air au sein du raccord tout en évitant les perturbations du flux d'air. De façon concrète, le second tronçon réalise une transformation de section : son extrémité reliée à l'ouverture d'entrée consiste en une section d'allure circulaire, tandis que son autre extrémité reliée au premier tronçon consiste en une section d'allure ovale. Pour se faire, en partant de l'ouverture d'entrée, la coque s'évase latéralement au niveau de son chant périphérique, et se rétréci transversalement au niveau de ses parois inclinées. Au final, cette augmentation de la largeur du raccord permet de compenser la faible cote transversale afin de conserver une section de passage interne la plus grande possible pour un cheminement efficace du flux d'air au sein du raccord, avec une réduction des pertes de charge, tout en restant dans un encombrement réduit pour optimiser l'empreinte au sol du raccord une fois installé sur le chauffe-eau. Pour conserver une section de passage interne suffisamment grande, la face du premier tronçon, dans laquelle est pratiquée l'ouverture de sortie, est reliée à la paroi inclinée du second tronçon via un renflement creux, tout d'abord en rampe naissant de part et d'autre de l'ouverture de sortie, puis aplani, et augmentant l'épaisseur du premier tronçon de la coque dans une direction transversale, un espace annulaire sensiblement plan étant préservé autour de l'ouverture de sortie. Ce renflement permet donc d'augmenter la section interne de la coque dans une zone relativement critique car étroite. En effet, ledit espace annulaire créé un goulet d'étranglement au sein du raccord, qui se situe dans le plan tangentiel à l'ouverture de sortie et parallèle au plan contenant l'ouverture d'entrée. Le dimensionnement de cet espace annulaire doit être optimisé afin de permettre un passage suffisant du flux d'air à travers le raccord en évitant la création de zones de turbulence, et avec un débit suffisant. De façon classique, l'ouverture de sortie est entourée par une bague tubulaire s'étendant orthogonalement de ladite face dans laquelle elle est pratiquée. Cette bague tubulaire est apte à être emboitée dans un orifice du chauffe-eau, et maintenu en position par déformation de matière. Selon l'invention, le raccord est constitué de deux demi-coques emboitées. Cela permet une fabrication aisée du raccord, à l'aide de deux empreintes dans le même moule. Plus précisément, le raccord est divisé en deux demi-coques selon un plan de division d'allure longitudinal, contenant un diamètre de l'ouverture d'entrée et ledit chant périphérique, et parallèle au plan contenant l'ouverture de sortie. Les deux demi-coques sont donc deux pièces différentes, mais de dimension équivalente, et qui sont aptes à être emboitées l'une dans l'autre. Ainsi, une demi-coque comporte une gorge sur tout son pourtour, et l'autre demi-coque comporte une languette sur tout son pourtour, la gorge et la languette étant conçues pour s'emboiter l'une dans l'autre en position d'assemblage des deux demi-coques. Ces moyens d'emboitement permettent également d'assurer l'étanchéité de l'ensemble. Les deux demi-coques ainsi emboitées sont fixées entre-elles de manière étanche via un filet de colle appliqué au fond de la gorge. De plus, l'ouverture d'entrée est entourée par une collerette dotée d'une rainure annulaire délimitée entre une lèvre supérieure et une lèvre inférieure, et le raccord comporte un collier de fixation inséré dans ladite rainure de l'ouverture d'entrée pour le maintien des deux demi-coques en position d'assemblage. Cette sécurisation supplémentaire de l'assemblage est d'autant plus importante que le raccord doit pouvoir supporter, au niveau de son ouverture d'entrée, le poids de la gaine raccordée, ainsi que diverses sollicitations mécaniques lors de son installation sur le chauffe-eau. Ce raccord, une fois assemblé, a une forme intérieure aérodynamique étudiée afin de limiter les turbulences et suivre au maximum des flux d'air. Cette forme intérieure correspond sensiblement à la forme extérieure, et la surface intérieure du raccord est sensiblement continue et sans cassure. De façon pratique, le raccord comporte un relief s'étendant de la paroi inclinée surplombant l'ouverture de sortie, ce relief présentant une face d'appui sur une surface sur laquelle repose le raccord. Lorsque ce dernier est en place sur le chauffe-eau, la face d'appui dudit relief repose sur la façade supérieure du capot du chauffe-eau. Le raccord est ainsi non seulement emboité dans le chauffe-eau via l'ouverture de sortie, mais également en appui stable sur le chauffe-eau au voisinage de l'ouverture d'entrée. De préférence, le raccord est réalisé dans une matière thermiquement 10 isolante, du type polypropylène expansé. Cela permet d'éviter les déperditions thermiques à l'aspiration d'air, ainsi que la formation de condensation au refoulement d'air. Avantageusement, le raccord selon l'invention est également dimensionné pour s'installer horizontalement, et non pas verticalement, sur 15 le capot du chauffe-eau, ce qui permet à l'installateur de proposer une aspiration et une évacuation du flux d'air en traversée de mur, au lieu d'une traversée par le plafond. L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux 20 figures annexées, pour lesquelles : les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'un raccord selon l'invention ; la figure 3 est une vue en coupe du raccord ; la figure 4 montre les flux d'air à travers le raccord ; 25 la figure 5 illustre un chauffe-eau thermodynamique équipé de deux raccords selon l'invention, orientés verticalement ; la figure 6 illustre un chauffe-eau thermodynamique équipé de deux raccords selon l'invention, orientés horizontalement ; les figures 7 et 8 sont des vues éclatées d'une installation d'un 30 chauffe-eau sur lequel viennent s'emboiter deux raccords selon l'invention ; la figure 9 est une vue de haut d'un chauffe-eau équipé de deux raccords selon l'art antérieur ; la figure 10 est une vue de haut d'un chauffe-eau équipé de deux raccords selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, le raccord selon l'invention comporte de façon classique une ouverture d'entrée (1) circulaire dont l'axe central est orienté verticalement, une ouverture de sortie (2) circulaire dont l'axe central est orienté horizontalement, et une coque périphérique définissant un volume reliant les deux ouvertures (1, 2). L'ouverture d'entrée (1) est située en partie supérieure du raccord, et l'ouverture de sortie (2) est située en partie inférieure du raccord. Ce raccord se compose de deux demi-coques (A, B), emboitées l'une dans l'autre au niveau d'un chant périphérique (12) faisant tout le pourtour de la coque, l'ouverture d'entrée (1) étant divisée au niveau d'un diamètre. Plus précisément, la demi-coque (A) contient une première moitié de l'ouverture d'entrée (1) et la totalité de l'ouverture de sortie (2), tandis que l'autre demi-coque (B) contient uniquement la seconde moitié de l'ouverture d'entrée (1). La coque périphérique reliant les deux ouvertures (1, 2) a une forme complexe dévoilant plusieurs changements de section. Cette coque se compose d'un premier tronçon (10) comportant deux faces (21, 22) d'allure parallèles reliées par le chant périphérique (12). L'ouverture de sortie (2) est pratiquée dans la face (22). Le chant périphérique (12) entoure la moitié inférieure de l'ouverture de sortie (2), puis remonte verticalement selon deux portions d'allure parallèle de part et d'autre de l'ouverture de sortie (2) jusqu'à déboucher dans un second tronçon (9) de la coque, et rejoint l'ouverture d'entrée (1) selon deux portions inclinées. Ce second tronçon (9) comporte deux parois (13, 20) situées dans le prolongement des faces (21, 22) du premier tronçon (10). Ces parois (13, 20) sont inclinées, et rejoignent également l'ouverture d'entrée (1). Cette dernière est donc reliée aux parois inclinées (13, 20), ainsi qu'au chant périphérique (12). La distance entre les deux faces (21, 22), ainsi qu'entre les deux parois (13, 20), définit la dimension transversale du raccord. La distance entre les deux portions (parallèles puis inclinées) du chant périphérique (12) définit la dimension latérale du raccord. En partant de l'ouverture d'entrée (1), le second tronçon (9) réalise une augmentation de la dimension latérale et une diminution de la dimension transversale du raccord, de manière à passer d'une section circulaire au niveau de l'ouverture d'entrée (1), à une section d'allure ovale (11) au niveau de la jonction entre les deux tronçons (9, 10). Finalement, la demi-coque (A) comporte donc la première moitié de l'ouverture d'entrée (1), la paroi (13) du premier tronçon (9), puis la face (22) du second tronçon (10) intégrant l'ouverture de sortie (2). La demi-coque (B) comporte donc la seconde moitié de l'ouverture d'entrée (1), la paroi (20) du premier tronçon (9), et la face (21) du second tronçon (10). La figure 3 est une vue en coupe qui permet de mieux visualiser la jonction entre les deux demi-coques (A et B). Ces dernières sont emboitées l'une dans l'autre. La demi-coque (B) comporte une languette (7) sur tout son pourtour, tandis que la demi-coque (A) comporte une gorge (8) sur tout son pourtour, la languette (7) et la gorge (8) ayant des formes correspondantes et étant dimensionnées pour s'emboiter afin d'assembler les deux demi- coques (A, B) au niveau du chant périphérique (12) du raccord. Pour maintenir le raccord en position d'assemblage, un collier de fixation (5), visible en figures 1 et 2, vient enserrer l'ouverture d'entrée (1). Plus précisément, l'ouverture d'entrée (1) est entourée par une collerette (18) dotée d'une rainure annulaire (6) délimitée entre une lèvre annulaire supérieure (3) correspondant à l'extrémité supérieure du raccord, et une lèvre annulaire inférieure (4). Le collier (5) est positionné dans la rainure (6) et est bloqué en translation par les deux lèvres (3, 4). L'ouverture de sortie (2) est positionnée au niveau d'un espace annulaire (23) sensiblement plan, pratiqué dans la face (22) du second tronçon (10). L'ouverture de sortie (2) est entourée par une bague tubulaire (19) qui sort orthogonalement de l'espace annulaire (23). Cette face (22), reliée à la paroi inclinée (13) du second tronçon (9), comporte un renflement creux, tout d'abord en rampe naissant de part et d'autre de l'ouverture de sortie (2), puis aplani. Ce renflement sur la face (22) est mieux visible en figure 1. Comme illustré en figure 4, l'espace annulaire (23) provoque un goulet d'étranglement au sein du raccord, qui limite le passage du flux d'air représenté par des lignes. Le dimensionnement de ce goulet est donc primordial pour assurer un passage suffisant de l'air, et limiter les pertes de charge dans le raccord. D'après des simulations de flux d'air, la zone critique pour le passage de l'air se situe plus précisément au niveau du plan (17) tangentiel à l'ouverture de sortie (2) et parallèle au plan contenant l'ouverture d'entrée (1). Il s'agit de la zone triangulaire en gris clair représentée sur la figure 4. En plus de l'ouverture de sortie (2), la demi-coque (A) contient un relief (14) saillant de la paroi (13). Ce relief (14) présente une surface plane (15), parallèle à l'ouverture d'entrée (1), apte à venir prendre appui sur une pièce sur laquelle sera fixée le raccord, afin d'améliorer la stabilité de l'installation, et de répartir les efforts appliqués sur l'ouverture d'entrée (1) du raccord. Les figures 5 à 8 montrent l'installation de deux raccords (102, 103) selon l'invention sur un chauffe-eau thermodynamique (100). Ce dernier est chapeauté par un capot (101) qui comprend deux orifices (104, 105) pour le raccordement avec les deux ouvertures de sortie des deux raccords (102, 103). Sur les figures 5 et 8, les deux raccords (102, 103) sont installés verticalement, en supposant une arrivée des gaines par le plafond de la pièce où se trouve le chauffe-eau (100). La surface plane (106) du relief (108) dépassant du raccord (102) vient s'appuyer sur la face supérieure (107) du capot (101) du chauffe-eau (100). Cet appui permet également d'empêcher la rotation du raccord (102) dans l'orifice (105). Sur la figure 6, les deux raccords (102, 103) sont installés horizontalement, en supposant une arrivée des gaines par les murs de la pièce où se trouve le chauffe-eau (100). Enfin, sur la figure 7, le raccord (102) est installé horizontalement sur le capot (101) tandis que le raccord (103) est installé verticalement. Toutes les combinaisons d'installation sont ainsi possibles avec un tel raccord. La figure 9 montre l'emprise au sol d'une installation classique, avec un chauffe-eau au centre et deux raccords coudés s'étendant de part et d'autre du chauffe-eau. En vue de haut, la longueur totale xl de l'installation comprend donc le diamètre du chauffe-eau (c), plus la longueur du bras horizontal de chaque raccord (Dl). Cette dernière (bl) comprend d'ailleurs le diamètre (a) du bras vertical du raccord en question, plus la longueur (dl) du tronçon horizontal dépassant du tronçon vertical. Un tel chauffe-eau équipé s'inscrit dans un carré au sol de côté yl . La figure 10 montre l'emprise au sol d'une installation selon l'invention, avec un chauffe-eau au centre et deux raccords coudés s'étendant de part et d'autre du chauffe-eau. En vue de haut, la longueur totale x2 de l'installation comprend donc le diamètre du chauffe-eau (c), plus la longueur (b2) du bras horizontal de chaque raccord. Or, pour chaque raccord, non seulement la longueur (b2) du bras horizontal reste quasiment intégrée dans le diamètre (a) du bras vertical, mais aussi ce bras vertical vient se positionner en partie au-dessus du capot du chauffe-eau. Ainsi, la partie du raccord (b2) dépassant du chauffe-eau est minime, la longueur totale x2 est réduite d'environ 40%, l'empreinte au sol de l'installation est réduite d'environ 25%, et s'inscrit dans un carré de côté y2. La forme très spécifique du raccord de l'invention, où l'ouverture de sortie (2) s'intègre au moins partiellement dans l'empreinte circulaire définie par l'ouverture d'entrée (1), permet de réduire drastiquement l'encombrement d'une installation d'un chauffe-eau dans un habitat, tout en permettant d'assurer une circulation optimum du flux d'air. La figure 10 permet de bien voir que le plan contenant l'ouverture de sortie est sécant au plan contenant l'ouverture d'entrée, selon une ligne de sectionnement (200) proche d'un diamètre de l'ouverture d'entrée. Les configurations montrées aux figures citées ne sont que des exemples possibles, nullement limitatifs, de l'invention qui englobe au contraire les variantes de formes et de conceptions à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS1. Raccord coudé pour connecter une gaine à un capot d'un chauffe- eau thermodynamique, comportant : - deux ouvertures (1, 2) circulaires respectivement d'entrée et de sortie orientées sensiblement perpendiculairement l'une de l'autre ; - une coque périphérique reliant les deux ouvertures (1, 2) pour le guidage du flux d'air ; caractérisé en ce que l'ouverture de sortie (2) se situe dans un plan sécant le plan de l'ouverture d'entrée (1) à l'intérieur de ladite ouverture d'entrée (1), la ligne de sectionnement (200) se situant au voisinage d'un diamètre de l'ouverture d'entrée (1), ce diamètre étant parallèle à ladite ligne (200). 2. Raccord coudé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un premier tronçon (10) de la coque, dans lequel est pratiqué l'ouverture de sortie (2), comporte deux faces (21, 22) d'allure parallèle reliées par un chant périphérique (12) entourant l'ouverture de sortie (2) sur sensiblement un demi-tour, ledit chant (12) se prolongeant selon deux portions d'allure parallèle de part et d'autre de l'ouverture de sortie (2) en direction de l'ouverture d'entrée (1) jusqu'à dépasser l'ouverture de sortie (2) et déboucher dans un second tronçon (9) de la coque se rétrécissant en direction de l'ouverture d'entrée (1). 3. Raccord coudé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le second tronçon (9) de la coque comporte deux parois (20, 13) situées dans le prolongement des deux faces (21, 22) d'allure parallèle du premier tronçon (10), lesdites parois (20, 13) étant inclinées et venant se rejoindre au niveau d'une collerette (18) entourant l'ouverture d'entrée (1). 4. Raccord coudé selon la revendication précédente, caractérisé en ceque la face (22) du premier tronçon (10), dans laquelle est pratiquée l'ouverture de sortie (2), est reliée à la paroi inclinée (13) du second tronçon (9) via un renflement creux, tout d'abord en rampe naissant de part et d'autre de l'ouverture de sortie (2), puis aplani, et augmentant l'épaisseur du premier tronçon (10) de la coque dans une direction transversale, un espace annulaire (23) sensiblement plan étant préservé autour de l'ouverture de sortie (2). Raccord coudé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie (2) est entourée par une bague tubulaire (19) s'étendant orthogonalement de ladite face (22) dans laquelle elle est pratiquée. Raccord coudé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux demi-coques (A, B) emboitées. Raccord coudé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est divisé en deux demi-coques (A, B) selon un plan de division d'allure longitudinal, contenant un diamètre de l'ouverture d'entrée (1) et ledit chant périphérique (12), et parallèle au plan contenant l'ouverture de sortie (2). Raccord coudé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une demi-coque (A) comporte une gorge (8) sur tout son pourtour, et que l'autre demi-coque (B) comporte une languette (7) sur tout son pourtour, la gorge (8) et la languette (7) étant conçues pour s'emboiter l'une dans l'autre en position d'assemblage des deux 25 demi-coques (A, B). 9. Raccord coudé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée (1) est entourée par une collerette (18) dotée d'une rainure annulaire (6) délimitée entre une lèvre supérieure (3) et une lèvre inférieure (4), et en ce que le 30 raccord comporte un collier (5) de fixation inséré dans ladite rainure (6) de l'ouverture d'entrée (1) pour le maintien des deux demi-5. 6. 7 8.coques (A, B) en position d'assemblage. 10. Raccord coudé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface intérieure du raccord est sensiblement continue et sans cassure. 11. Raccord coudé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un relief (14) s'étendant de la paroi inclinée (13) surplombant l'ouverture de sortie (2), ce relief (14) présentant une face d'appui (15) sur une surface sur laquelle repose le raccord. 12. Raccord coudé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans une matière thermiquement isolante, du type polypropylène expansé.