Brevet FR3098270A1 — publié le 20210108

Description Titre de l'invention : PURGEUR AUTOMATIQUE D'AIR Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine des installations de climatisation, de chauffage et de fourniture d'eau chaude sanitaire. Il s'agit de systèmes en circuits fermés, dont il est important de purger l'air pour éviter divers désagréments voire dysfonctionnements, tels que le bruit, un mauvais rendement de l'installation, une exploitation coûteuse, une circulation perturbée, de la corrosion, ou de formation de gaz tels que l'hydrogène ou le méthane par réaction au contact de divers matériaux ou encore la formation de boues. [0002] Ces réactions se produisent notamment par l'interaction entre des microbulles avec des coudes, au passage de vannes, ou dans des zones en mouvement, par un effet de cavitation et d'arrachage de particules métalliques dites topomagnétites, parfois magnétisées par les mouvements d'arrachage, qui forment des boues qui viennent se déposer dans les conduits. [0003] Les gaz dans l'eau peuvent se présenter sous forme dissoute ou sous forme de bulles libres. S'il y a une surabondance en gaz (air, azote, hydrogène) dans l'eau, les gaz dissous se libèrent sous forme de bulles. [0004] Sous l'influence de la pression et de la température, les poches d'air peuvent en partie se dissoudre dans l'eau, ce qui entraîne une saturation en gaz excessive de l'eau. La diminution de solubilité qui en découle provoque la libération des bulles qui seront véhiculés clans toute l'installation. La vitesse d'écoulement de l'eau clans les tuyaux rendra difficile leurs séparations. [0005] Pour limiter ce phénomène, il est connu de prévoir dans la partie supérieure de l'installation des purgeurs d'air automatique présentant des évents d'air s'ouvrant depuis une chambre vers l'extérieur. L'air et les gaz accumulent dans les zones supérieures de l'installation, et les purgeurs permettent l'évacuation de l'air et des gaz accumulés vers l'extérieur tout en évitant les fuites d'eau. [0006] Ces purgeurs d'air automatique sont installés directement sur des conduites qui ne purgent que très rarement lorsque les pompes de circulations fonctionnent. En présence d'air, un flotteur muni d'un pointeau se trouve en partie basse du purgeur et permet d'évacuer l'air quand la pression de l'eau est suffisante le flotteur est en partie haute et le pointeau ferme le purgeur. Accessoirement, ils permettent aussi d'aérer le circuit hydraulique pour faciliter la vidange de l'installation. [0007] Ces purgeurs sont toutefois aussi des voies favorisant l'aspiration d'air dans : en cas de dépression, par exemple par manque d'eau dans tous les circuits et par aspiration d'02 dans les circuits d'eau glacée (avidité d'02 à basse tem- 2 pérature), l'air extérieur pénètre par l'évent, et du fait de la dépression migre dans l'eau circulant dans l'installation. De surcroît, l'aspiration peut entraîner des bactéries qui accélèrent des réactions biochimiques conduisant à la formation de dépôts clans les conduits, une fuite importante sur circuit sera catastrophique avec un purgeur traditionnel (appel d'air) alors que le phénomène sera supprimé avec le système breveté. État de la technique [0008] La demande de brevet US2015159766 décrit un exemple de purgeur d'air au- tomatique pour une installation d'eau chaude sanitaire ou une climatisation. Il est constitué par un corps comportant une cavité intérieure, une première extrémité et une seconde extrémité. Un couvercle est disposé sur lune des extrémités du corps. Un siège disposé de manière adjacente au couvercle comprend un orifice en communication avec la cavité intérieure du corps. Un point de pivotement primaire est disposé dans la cavité intérieure. Une première extrémité d'un bras principal est reliée de manière pivotante au point de pivotement principal. Une deuxième extrémité du bras principal est connectée à un flotteur. Une première extrémité d'un bras secondaire est fixée de manière pivotante à un point de pivotement secondaire sur le bras principal. Un point d'appui et un élément d'étanchéité sont disposés sur une surface supérieure de la seconde extrémité du bras secondaire. Le flotteur commande le déplacement d'un pointeau venant fermer l'évent lorsque le niveau de liquide monte dans la cavité, et évite ainsi les fuites en cas de surpression, tout en permettant l'évacuation des gaz en conditions normales. [0009] Le brevet suisse CH479834A décrit un autre exemple de purgeur d'air automatique qui comprend un premier levier sur lequel agit le flotteur et un second levier articulé sur le premier et qui actionne le clapet, les axes d'articulation desdits leviers étant disposés de telle sorte qu'il existe une démultiplication entre le mouvement du flotteur et le mouvement du clapet. [0010] Inconvénients de l'art antérieur [0011] Dans les purgeurs automatiques de l'art antérieur, rien n'empêche l'aspiration d'air extérieur en cas de dépression passagère du liquide circulant dans le système de climatisation ou de chauffage. Dans ce cas, l'air peut former des micro-bulles dans le l'eau circulant dans l'installation de climatisation, ou de chauffage ou d'eau chaude sanitaire, avec tous les inconvénients précités. [0012] Solution apportée par l'invention [0013] Afin de répondre à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un purgeur automatique d'air constitué par un corps creux prolongé à sa partie inférieure par un raccord pour le branchement sur un conduit d'une installation d'eau chaude et fermé à sa partie supérieure par un bouchon présentant un 3 passage débouchant dans un évent communiquant avec la chambre formée par ledit corps creux, ladite chambre contenant un flotteur commandant le déplacement d'un obturateur entre une position de repos assurant la fermeture dudit évent et une position de dégazage correspondant à un niveau bas dudit flotteur, dans laquelle ledit obturateur libère le passage d'air entre ladite chambre et ledit évent, [0014] Caractérisé en cc que ledit évent comporte un clapet, mobile entre une position de repos où ledit clapet obture un siège disposé transversalement par rapport audit évent, et une position où ledit clapet est écarté dudit siège par la pression liquide ou gazeuse en amont dudit siège. [0015] Selon une première variante, le ledit clapet est formé par une bille. [0016] Selon une deuxième variante, ledit clapet est formé par une tige prolongée par un ob- turateur, le raccord comportant au moins un guide pour le coulissement axial de ladite tige et un siège de forme complémentaire audit obturateur. [0017] Selon une première implémentation, ledit clapet est disposé dans un évent s'ouvrant à la partie frontale supérieure d'une chambre. [0018] Selon une seconde implémentation, ledit clapet est disposé dans un évent s'ouvrant à la partie latérale d'une chambre. [0019] De préférence, le purgeur comporte en outre un ressort repoussant la bille ou le clapet contre le siège pour assurer la fermeture. [0020] L'invention concerne aussi un accessoire pour purgeur automatique d'air destiné à limiter l'aspiration d'air dans une installation en cas de dépression dans ladite installation, caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps présentant un raccord pour la fixation sur l'évent d'un purgeur automatique, ledit corps contenant un clapet, mobile entre une position de repos où ledit clapet obture un siège disposé transversalement par rapport audit évent, et une position où ledit clapet est écarté dudit siège par la pression liquide ou gazeuse en amont dudit siège. [0021] Selon une première variante de cet accessoire, ledit clapet G12) est formé par une bille. [0022] Selon une deuxième variante, ledit clapet est formé par une tige prolongée par un ob- turateur, le raccord comportant au moins un guide pour le coulissement axial de ladite tige et un siège de forme complémentaire audit obturateur. [0023] Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention [0024] La présente invention est décrite dans ce qui suit à d'exemple détaillé non limitatif, illustré par les dessins annexés où : [0025] [Fig. 1] La figure 1 représente une vue schématique d'un premier exemple de réalisation de l'invention [Fig. 2] La figure 2 représente une vue schématique d'un deuxième exemple de réalisation de l'invention [Fig. 3] La figure 3 représente une vue schématique d'un troisième exemple de réalisation de l'invention [0026] Premier exemple de réalisation [0027] Les figures 1 et 2 représentent des vues d'un exemple de réalisation d'un purgeur au- tomatique d'air selon l'invention, avec une sortie dirigée vers le haut. [0028] Il doit être installé à la verticale, sur la bouteille de découplage, sur les colonnes et en général aux points de l'installation susceptibles dc contenir des poches d'air. [0029] Il comporte un purgeur automatique d'air (100) de type connu, et un raccord (200) pour le branchement sur un conduit (300) d'une installation de climatisation, de chauffage ou d'eau chaude sanitaire. [0030] Le purgeur (100) est constitué par un corps (101) métallique définissant une chambre cylindrique (102). La partie frontale supérieure du corps (101) est fermé par un bouchon (103) vissé. La partie frontale inférieur de la chambre (102) présente un passage (104) débouchant dans une conduite (300). [0031] Un flotteur (105) est logé dans la chambre cylindrique (102). Il est prolongé par un bras vertical (106) articulé par rapport à un levier (107) par l'intermédiaire d'un axe (108). L'extrémité opposée du levier (107) est articulée par rapport à un point fixe par l'intermédiaire d'un axe (110). Le bouchon (103) comporte un perçage débouchant dans un évent (110) présentant deux perçages latéraux (111, 112) permettant à l'air et aux gaz de s'échapper vers l'extérieur. [0032] Une soupape (115) muni d'un obturateur (114) est mobile à l'intérieur de l'évent, et assure la fermeture lorsque le flotteur (105) est en position haute. [0033] Un ressort (120) repousse la soupape (115) en position de fermeture par défaut. L'accumulation de bulles d'air dans le corps du purgeur (102) provoque la descente du flotteur (105) et l'ouverture de l'obturateur (114). Ce phénomène, dont dépend le bon fonctionnement du purgeur, se poursuit tant que la pression de l'eau reste inférieure à la pression maxi de vidange. [0034] Une fois que l'air a été extrait, le fluide remplit de nouveau la chambre (102) du purgeur (100), et le flotteur (105), se soulève et permet la fermeture de l'obturateur (114). [0035] Le clapet anti-retour (400) est disposé verticalement dans les exemples illustrés par les figures 1 et 2, pour permettre le passage d'un flux liquide et gazeux depuis le corps (102) vers l'orifice (110) seulement en cas de surpression dans le circuit de chauffage sur lequel le dispositif est raccordé. Une bille (112) repose sur un joint annulaire (113) au repos. Un ressort (101) repousse cette bille (112) vers le joint annulaire (113). [0036] Lorsqu'une dépression se crée dans le système de climatisation ou de chauffage ou dans la chambre (102), la bille (102) vient obturer la prise d'air supérieure et empêche la pénétration d'air dans le circuit. [0037] La déformation des lèvres en élastomères permet d'assurer une parfaite étanchéité pour réduire la diffusion d'air et de gaz depuis la chambre (102) dans le liquide de chauffage. [0038] Optionnellement, un ressort (111) très doux en Astelloy (nom commercial) ou autre matériau résistant à la corrosion repousse la bille (112) ou le clapet contre le siège (113) pour assurer la fermeture au repos du passage (301). [0039] Ce ressort n'est pas obligatoire, lorsque la masse de la bille (112) ou d'un clapet est suffisante pour assurer un fonctionnement satisfaisant de climatisation, d'ECS ou de chauffage. [0040] Variante latérale [0041] La figure 3 représente une autre variante de réalisation où l'évent est disposé laté- ralement. Le débouché de la chambre (102) munie d'un flotteur (105) est prolongé par une valve (400) comprenant une bille (112) repoussée contre un joint annulaire (113) par un ressort (111). [0042] Lorsqu'une dépression se forme dans la chambre du purgeur, la bille vient se coller contre le joint (113) et empêche la pénétration d'air dans le circuit de chauffage. Par contre lorsqu'il règne une pression supérieure à la pression atmosphérique, l'évent permet aux vapeurs contenues dans la chambre (102) de s'échapper. [0043] L'ensemble (400) peut notamment constituer un accessoire adaptable à un purgeur automatique, afin de limiter l'introduction d'air en cas de dépression dans l'installation équipée du purgeur. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] - Purgeur automatique d'air constitué par un corps creux prolongé à sa partie inférieure par un raccord pour le branchement sur un conduit d'une installation d'eau glacée, d' ECS et de chauffage et fermé à sa partie supérieure par un bouchon présentant un passage débouchant dans un évent communiquant avec la chambre formée par ledit corps creux, ladite chambre (102) contenant un flotteur (105) commandant le déplacement d'un obturateur entre une position de repos assurant la fermeture dudit évent et une position de dégazage correspondant à un niveau bas dudit flotteur, dans laquelle ledit obturateur libère le passage d'air entre ladite chambre et ledit évent, Caractérisé en ce que ledit évent comporte un clapet (112), mobile entre une position de repos où ledit clapet (112) obture un siège (113) disposé transversalement par rapport audit évent, et une position où ledit clapet (112) est écarté dudit siège par la pression liquide ou gazeuse en amont dudit siège. [Revendication 2] - Purgeur automatique d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit clapet (112) est formé par une bille. [Revendication 3] - Purgeur automatique d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit clapet (112) est formé par une tige prolongée par un obturateur, le raccord comportant au moins un guide pour le coulissement axial de ladite tige et un siège de forme complémentaire audit obturateur. [Revendication 4] - Purgeur automatique d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit clapet (112) est disposé dans un évent s'ouvrant à la partie frontale supérieure d'une chambre (102). [Revendication 5] - Purgeur automatique d'air selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit clapet (112) est disposé dans un évent s'ouvrant à la partie latérale d'une chambre (102). [Revendication 6] - Purgeur automatique d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ressort (111) repoussant la bille (112) ou le clapet contre le siège (113) pour assurer la fermeture. [Revendication 7] - Accessoire pour purgeur automatique d'air destiné à limiter l'aspiration d'air dans une installation en cas de dépression dans ladite installation, caractérisé en ce qu'il est constitué par un corps présentant un raccord pour la fixation sur l'évent d'un purgeur automatique, ledit 7 [Revendication 8] corps contenant un clapet (112), mobile entre une position de repos où ledit clapet (112) obture un siège (113) disposé transversalement par rapport audit évent, et une position où ledit clapet (112) est écarté dudit siège par la pression liquide ou gazeuse en amont dudit siège. [Revendication 9] - Accessoire pour purgeur automatique d'air destiné à limiter l'aspiration d'air dans une installation en cas de dépression dans ladite installation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit clapet (112) est formé par une bille. - Accessoire pour purgeur automatique d'air destiné à limiter l'aspiration d'air dans une installation en cas de dépression dans ladite installation selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit clapet (112) est formé par une tige prolongée par un obturateur, le raccord comportant au moins un guide pour le coulissement axial de ladite tige et un siège de forme complémentaire audit obturateur.