Brevet FR3039638A1 — publié le 20170203

CUVE SOUPLE DE CHAUFFE-EAU ET CHAUFFE-EAU COMPORTANT UNE TELLE CUVE La présente invention a pour objet une cuve souple 5 de chauffe-eau et un chauffe-eau comportant une telle cuve. Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication de telles cuves de chauffe-eau pour le stockage et le chauffage d'eau sanitaire. 10 On connaît en effet, comme c'est le cas de tous ceux commercialisés à ce jour, des chauffe-eaux à cuve métallique rigide, dont on ne rappellera donc pas les caractéristiques connues, mais dont l'inconvénient principal est leur encombrement et leur poids lorsqu'ils 15 sont vides, ce qui est non seulement pénalisant pour leur transport et leur stockage mais également contraignant pour l'installateur dans ses manipulations et livraisons (surtout quand il faut les monter en étage sans ascenseur). 20 Pour contourner cet inconvénient, il est proposé dans la demande de brevet W02015022693 publiée le 19 février 2015, un chauffe-eau comprenant une cuve souple apte à être collapsée quand elle est vide et expansée, suivant une forme prédéterminée, pour être remplie par un 25 liquide (ce qui était du reste déjà connu tel que par le brevet FR2323107 publié le 1 avril 1997 ou le brevet U54520793 publié le 4 juin 1985) : cette cuve comprend pour cela un corps creux souple fermé par deux fonds opposés reliés par un câble intérieur, pour éviter à ces 30 fonds de gonfler sous la pression, et fixés par soudure, collage, couture ou autre, au corps creux, l'entrée d'eau froide, la sortie d'eau chaude et le corps de chauffe 3039638 2 pouvant être fixés soit sur le corps creux latéral, soit sur un des fonds. Un telle disposition ne permet pas cependant de réduire beaucoup l'encombrement et le poids d'un tel chauffe-eau, car même une fois le corps creux souple collapsé, les fonds peuvent certes être rapprochés pour diminuer le volume du chauffe-eau, mais avec les sortie-entrée d'eau, le corps de chauffe et les fonds eux-mêmes, l'empilage de tous ces éléments les uns contre les autres représente encore un encombrement assez important ; l'enseignement de ce document est de plus très vague quant au matériau du corps creux souple utilisable, dont de nombreux exemples ne précisent seulement que leur déformation doit être limitée à 1% mais sans donner sous quelle pression ou tension, et qu'ils doivent résister à la température de l'eau mais sans donner laquelle, et que si nécessaire la cuve peut être équipée d'un filet extérieur pour limiter la déformation. Le problème posé est donc de pouvoir réduire davantage et au minimum l'encombrement et le poids de chauffe-eaux sanitaires pour faciliter leur transport, leur stockage et leur manutention par l'installateur (en particulier pour permettre à celui-ci de le manipuler sans aide, et de pouvoir le monter à des étages sans ascenseur), quand ils sont vides, sachant que la réduction du coût de transport du chauffe-eau améliore aussi la logistique et réduit l'empreinte carbone dudit transport, de tels chauffe-eaux doivent pouvoir également s'adapter à des emplacements restreints comme dans des studios, caravanes, camping-cars, etc. 3039638 3 Une solution au problème posé est une cuve souple de chauffe-eau apte à être collapsée quand elle est vide et à être expansée suivant une forme prédéterminée lorsqu'elle est remplie par un liquide, et telle que, 5 suivant l'invention, son enveloppe comprend au moins une membrane souple, flexible, étanche, continue et fermée autour d'un seul orifice et dont une partie est réalisée en un matériau résistant à une température d'au moins 70°C, et de préférence 90°C, et une autre partie est 10 résistante en position opérationnelle à une pression interne de la cuve d'au moins six bars ; lequel seul orifice de la membrane est fixé d'une manière étanche sur tout le contour d'une couronne bride apte à recevoir, d'une manière étanche et séparable, une platine support 15 au moins d'un corps de chauffe, d'une entrée d'eau froide et d'une sortie d'eau chaude, la partie intérieure de la dite couronne bride constituant la seule ouverture de l'enveloppe, et laquelle membrane étant apte à être repliée contre cette bride en position de stockage et de 20 transport. Plusieurs modes de réalisation de cette membrane souple sont possibles, tels qu'en multicouches formant une seule membrane ou en plusieurs membranes accolées l'une à l'autre et tels que décrit ci-après plus en 25 détails. L'objectif de la présente invention est également atteint par un chauffe-eau comportant une cuve souple apte soit à se collapser soit à se gonfler suivant une forme prédéterminée, une entrée d'eau froide, une sortie 30 d'eau chaude et un orifice apte à permettre l'introduction d'un corps de chauffe, tel que ce chauffe-eau comprend suivant l'invention: 3039638 4 - d'une part une platine séparable de la cuve souple et supportant les dites entrée et sortie d'eau et l'orifice du corps de chauffe - et d'autre part la dite cuve souple ayant les 5 caractéristiques données ci-dessus dans le paragraphe donnant la solution au problème posé. Dans un mode particulier de réalisation, la cuve souple est de forme générale cylindrique dont une extrémité du cylindre est fermée par un fond, dit 10 supérieur, de forme bombée arrondie (avec sa concavité tournée vers l'intérieur de la cuve), et l'autre extrémité, dite inférieure, porte la couronne bride, sachant que cette forme cylindrique peut être de révolution (correspondant à une section circulaire) ou de 15 toutes sections courbes telles qu'en forme d'ellipse ou d'ovale ou polygonale telle que triangulaire ou autre forme pour s'adapter à tout emplacement restreint pour l'y installer; dans un autre mode de réalisation, la cuve souple peut être de forme sphérique. 20 Cette configuration de cuve suivant l'invention, qui sépare d'un côté la partie enveloppe et de l'autre côté la platine, support de toute entrée et sortie d'eau et autre orifice, permet de pouvoir replier l'enveloppe dans un volume très réduit et donc de simplifier son 25 stockage et son transport, avec la platine support alors stockée et transportée séparément. De plus, le fait de pouvoir démonter la platine support de la partie enveloppe quand on veut changer un tel chauffe-eau, permet de pouvoir enlever, par la grande 30 ouverture de la couronne bride une fois la platine support enlevée, toute accumulation de tartre ou de calcaire qui a pu se former dans la cuve du chauffe-eau 3039638 5 pendant son utilisation, ce que ne permet pas la plupart des chauffe-eaux actuels, et qui en alourdit à ce jour d'autant plus le poids quand ils sont usagés et qu'il faille donc les changer. 5 Le résultat est une nouvelle cuve souple de chauffe-eau et un nouveau type de chauffe-eau comprenant une telle cuve souple, qui répondent à tous les aspects du problème posé et dont les avantages évoqués ci-dessus en prouvent l'intérêt. La description et les figures ci- 10 jointes en donnent un exemple de réalisation mais d'autres modes de réalisation sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention. La figure 1 est une vue en coupe partielle et perspective d'une cuve souple suivant l'invention 15 représentée en position de fonctionnement, et de la platine support en cours de montage pour réaliser un chauffe-eau suivant l'invention. Les figures 21 et 22 sont des vues schématiques en perspective d'une cuve souple suivant l'invention 20 respectivement d'une part repliée vers le plan de la bride support, telle que par exemple avant installation et d'autre part repliée et roulée pour un minimum d'encombrement pour le transport et le stockage ; les hachures ne voulant représenter ici que le fait qu'il 25 s'agit de vues perspectives où l'enveloppe est aplatie au minimum mais forme cependant un volume résiduel du fait de l'épaisseur de sa ou ses membranes et de leur « rigidité », car même si elle/elles est/sont souple/s, elle/s est/sont un peu rigide/s du fait de ses/leurs 30 autres caractéristiques de résistance suivant l'invention. 3039638 6 La figure 3 est une vue de dessous de la cuve souple de la figure 1 sans la platine support avec des hachures, comme sur les figures 21 et 22, pour l'enveloppe de la cuve. 5 La figure 4 est une vue de dessous de la platine support de la figure 1. Suivant la représentation des figures, l'enveloppe 10 de la cuve souple 1 du chauffe-eau comprend suivant l'invention au moins une membrane souple, flexible, 10 étanche, continue et fermée autour d'un seul orifice 12 et dont une partie 4 est réalisée en un matériau résistant à une température d'au moins 70°C, et de préférence 90°C, et une autre partie 2 est résistante en position opérationnelle à une pression interne de la cuve 15 1 d'au moins six bars; lequel seul orifice 12 de la membrane est fixé 13 d'une manière étanche sur tout le contour d'une couronne bride 5 apte à recevoir, d'une manière étanche et séparable, une platine 6 support au moins d'un corps de chauffe 7, d'une sonde de température 20 9, d'une entrée d'eau froide 81 et d'une sortie d'eau chaude 82, la partie intérieure 61 de la dite couronne bride 5 constituant la seule ouverture de l'enveloppe 10, et laquelle membrane 2,4 étant apte à être repliée contre cette bride 5 en position de stockage et de transport. 25 Une telle cuve souple est donc apte à être collapsée et aplatie le plus possible quand elle est vide, comme représentée sur les figures 21 et 22 en pouvant rabattre cette enveloppe 10 vers le plan de la bride 5 puis la replier en accordéon ou la rouler comme 30 représentée sur la figure 22. Dans un mode préférentiel de réalisation, l'enveloppe 10 comporte une troisième partie 3 isolante 3039638 7 thermiquement, qui est soit prise en sandwich entre les deux autres parties 2,4, soit positionnée à l'extérieur (par rapport à l'intérieur de la cuve 1) des deux autres parties : la partie 2, résistante en position 5 opérationnelle à une pression interne de la cuve d'au moins six bars, est alors située, respectivement, soit la surface externe (par rapport à l'intérieur de la cuve 1) de l'enveloppe 10, soit entre les deux autres parties 3,4 et la partie 4 réalisée en un matériau résistant 10 une température d'au moins 70°C, et de préférence 90°C, est située dans tous les cas en partie intérieure (par rapport toujours à l'intérieur de la cuve 1) de l'enveloppe 10. Cette partie isolante 3 a pour objectif d'isoler 15 thermiquement l'enveloppe 10 de la cuve 1 contenant de l'eau chaude, mais elle est facultative en fonction de la capacité isolante des autres parties de la membrane. Selon un mode de réalisation tel que celui représenté sur les figures, l'enveloppe 10 comprend au 20 moins deux membranes 2,4 souples et flexibles dont l'une correspond à la partie 4 réalisée en un matériau résistant à une température d'au moins 70°C, et de préférence 90°C, et l'autre à l'autre partie 2 résistante en position opérationnelle à une pression interne de la 25 cuve 1 d'au moins six bars, lesquelles membranes 2,4 sont accolées l'une contre l'autre, reliées et fixées 13 sur tout le contour de la couronne bride 5, et l'enveloppe peut comporter une troisième membrane souple 3 correspondant à la troisième partie isolante 30 thermiquement. Dans un autre mode de réalisation, l'enveloppe 10 comprend une seule membrane constituée de plusieurs 3039638 8 couches de matériaux superposées, solidaires et correspondant chacune à une desdites parties 2, 3, 4 qui composent la membrane de l'enveloppe 10 telle que définie précédemment. 5 Suivant des modes préférentiels de réalisation, le matériau résistant à une température d'au moins 70°C, et de préférence 90°C, qui compose la partie 4 de la membrane et qui est située préférentiellement sur la partie interne de celle-ci, est aussi : 10 - résistant à la corrosion et au dépôt de calcaire, - non conducteur d'électricité, et - également de qualité alimentaire, - tout en n'étant pas un élément conducteur de 15 l'électricité. La partie 2 de l'enveloppe 10, qui est résistante en position opérationnelle à une pression interne de la cuve 1 d'au moins six bars et qui est située soit sur la face externe de cette enveloppe 10, soit entre les deux 20 autres parties 3,4, ne doit pas être non plus un élément conducteur de l'électricité ; et sa constitution est telle qu'elle doit éviter non seulement une élongation (qui doit être élastique réversible) de l'enveloppe 10 comme indiqué précédemment, mais également la 25 déformation de celle-ci au-delà de sa forme prédéterminée, en assurant sa tenue et cette dite forme prédéterminée. Les différentes parties de l'enveloppe 10 peuvent être réalisées en sélectionnant, suivant les 30 connaissances de l'homme du métier, des matériaux de la famille des polymères. 3039638 9 La bride 5 est de préférence réalisée dans un matériau inoxydable et l'enveloppe 10 y est fixée d'une manière étanche, sur tout le contour de son seul orifice 12, par soudure ou collage ou tout autre moyen 13 5 assurant une étanchéité parfaite entre les matériaux constituant la bride 5 d'un côté, et l'enveloppe 10 de l'autre, tout en laissant une surface d'appui et de réception 51 de la platine 6, séparable de cette cuve 1 à enveloppe souple 10, et qu'on peut y assembler par tout 10 type de fixation telle que des vis, des clips, etc. L'ouverture 61 de ladite bride 5 en forme de couronne est fermée d'une manière étanche lors de l'assemblage par la platine 6 supportant lesdites entrées et sorties d'eau 8 et le corps de chauffe 7 ainsi que 15 l'orifice 9 de la sonde température ; on peut noter que le corps de chauffe 7 lui-même est démontable également (pour d'une part réduire l'encombrement de la platine support 6 pour le transport et le stockage, et d'autre part pour pouvoir le changer facilement une fois le 20 chauffe-eau installé) de cette platine sur laquelle il est fixé à travers un orifice 71 adapté. Cette platine 6 qui est de préférence en matériau inoxydable est étanche sur l'ensemble des raccords des éléments qu'elle supporte et ne doit pas être un élément 25 conducteur de l'électricité. Le corps de chauffe lui-même 7, qui est donc de préférence démontable de ladite platine, permet de chauffer l'eau entre au moins 70°C, et de préférence 90°C, et 100°C et est préférentiellement composé d'une 30 résistance apte à lutter contre le dépôt de calcaire, du type stéatite. 3039638 10 L'alimentation électrique de ce corps de chauffe et de la sonde de température peut être une prise électrique standard avec prise de terre 220 V ou être raccordée à un panneau solaire ou à un groupe autonome de 5 production d'électricité. Un chauffe-eau électrique tel que représenté sur la figure 1 en cours de montage de la platine 6 sur la bride couronne 5 de la cuve 1, comporte ainsi une cuve souple suivant les caractéristiques décrites 10 précédemment, qui est donc apte soit à se collapser soit à se gonfler suivant une forme prédéterminée, et tel que le dit chauffe-eau comprend ainsi une platine séparable 6 de cette cuve souple 1 et supportant au moins lesdites entrées et sorties d'eau 8 et l'orifice 71 du corps de 15 chauffe 7. Un tel chauffe-eau peut être posé soit sur le sol grâce à des pieds, non représentés sur les figures, sur lesquels repose alors la platine 6 qui y est fixée. Concernant une fixation possible contre un mur ou 20 toute paroi verticale, il peut être envisagé différentes solutions telles que: - soit un support en forme de bras sur lequel repose et est fixée la platine 6 ainsi donc que la totalité du chauffe-eau, comme pour une pose sur le sol, 25 - soit des poignées cousues sur la surface externe de l'enveloppe 10, comme des poignées de sacs à gravats de chantiers, qui permettent ainsi de suspendre le chauffe-eau et de conserver la souplesse de la cuve 1. - soit deux sangles (une haute et une basse) qui 30 sont indépendantes de l'enveloppe 10, qui vient alors se loger à l'intérieur de ces sangles et avec des points d'accroche sur le mur qui permettent de maintenir la cuve 3039638 11 1 en position verticale et de conserver la souplesse de cette cuve, avec toutefois de préférence un bras inférieur supportant la platine 6 mais de résistance moindre que s'il était le seul à porter la totalité du 5 poids du chauffe-eau comme indiqué ci-dessus en première solution. Dans les deux dernières solutions ci-dessus, lors de l'installation, alors que la cuve est vide et donc collapsée, il est certain que les poignées ou les sangles 10 ne peuvent pas maintenir une telle cuve collapsée dans la position de fonctionnement une fois pleine et donc expansée : aussi il faut raccorder en ce cas les sortie-entrée d'eau du chauffe-eau par des tuyaux flexibles pour pouvoir remplir celui-ci avec une platine alors basculée 15 et qui se relèvera au fur et à mesure du remplissage jusqu'à prendre sa position de fonctionnement une fois la cuve remplie et sous pression. REVENDICATIONS1. Cuve (1) souple de chauffe-eau, apte à être 5 collapsée quand elle est vide et à être expansée suivant une forme prédéterminée lorsqu'elle est remplie par un liquide, caractérisée en ce que son enveloppe (10) comprend au moins une membrane souple, flexible, étanche, continue et fermée autour d'un seul orifice (12) et dont 10 une partie (4) est réalisée en un matériau résistant une température d'au moins 70°C et une autre partie (2) est résistante en position opérationnelle à une pression interne de la cuve (1) d'au moins six bars, lequel seul orifice (12) de la membrane est fixé d'une manière 15 étanche sur tout le contour d'une couronne bride (5) apte à recevoir, d'une manière étanche et séparable, une platine (6) support au moins d'un corps de chauffe (7), d'une entrée d'eau froide (81) et d'une sortie d'eau chaude (82), la partie intérieure (61) de la dite 20 couronne bride (5) constituant la seule ouverture de l'enveloppe (10), et laquelle membrane (2,4) étant apte à être repliée contre cette bride (5) en position de stockage et de transport. 25 2. Cuve (1) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l'enveloppe (10) comporte une troisième partie (3) isolante thermiquement. 3. Cuve (1) suivant l'une quelconque des 30 revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'enveloppe (10) comprend au moins deux membranes (2,4) souples et flexibles dont l'une correspond à la partie (4) réalisée 3039638 13 en un matériau résistant à une température d'au moins 70°C et l'autre à l'autre partie (2) résistante en position opérationnelle à une pression interne de la cuve (1) d'au moins six bars, lesquelles membranes (2,4) sont accolées l'une contre l'autre, reliées et fixées sur tout le contour de la couronne bride (5). 4. Cuve (1) suivant les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'enveloppe comporte une troisième 10 membrane souple (3) correspondant à la troisième partie isolante thermiquement. 5. Cuve (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'enveloppe 15 (10) comprend une seule membrane constituée de plusieurs couches de matériaux superposés, solidaires et correspondant chacune à une des dites parties (2,3,4) qui composent la membrane de l'enveloppe (10). 20 6. Cuve (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle est de forme générale cylindrique dont une extrémité du dit cylindre est fermée par un fond (11), dit supérieur, de forme arrondie, et l'autre extrémité, dite inférieure, 25 porte la couronne bride (5). 7. Cuve (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la partie (4), réalisée en un matériau résistant à une température 30 d'au moins 70°C, est située sur la partie interne de la membrane et le matériau qui la compose est aussi résistant à la corrosion et au dépôt de calcaire. 3039638 14 8. Cuve (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la partie (4), réalisée en un matériau résistant à une température d'au moins 70°C, est située sur la partie interne de la 5 membrane et le matériau qui la compose est aussi non conducteur d'électricité. 9. Cuve (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la partie (4), réalisée en un matériau résistant à une température d'au moins 70°C, est située sur la partie interne de la membrane et le matériau qui la compose est aussi de qualité alimentaire. 10. Cuve (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la bride (5) est réalisée dans un matériau inoxydable. 11. Chauffe-eau caractérisé en ce qu'il comporte 20 une cuve (1) souple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. Chauffe-eau comportant une cuve (1) souple apte soit à se collapser soit à se gonfler suivant une forme 25 prédéterminée, une entrée d'eau froide (81), une sortie d'eau chaude (82) et un orifice apte à permettre l'introduction d'un corps de chauffe (7) caractérisé en ce qu'il comprend : - d'une part une platine séparable (6) de la cuve souple 30 (1) et supportant les dites entrée et sortie d'eau (8) et l'orifice (71) du corps de chauffe (7) - et d'autre part la dite cuve souple (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10.