EP4671638A1 - Canne d'injection de liquide et réservoir avec au moins une telle canne - Google Patents

Canne d'injection de liquide et réservoir avec au moins une telle canne

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Publication number
EP4671638A1
EP4671638A1 EP25180210.4A EP25180210A EP4671638A1 EP 4671638 A1 EP4671638 A1 EP 4671638A1 EP 25180210 A EP25180210 A EP 25180210A EP 4671638 A1 EP4671638 A1 EP 4671638A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tubular body
reservoir
tank
cane
longitudinal axis
Prior art date
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Pending
Application number
EP25180210.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Jacques Fiacre
Jean-Dominique THOMASSIN
Julien PETITGIRARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Viessmann Climate Solutions SE
Original Assignee
Viessmann Climate Solutions SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Viessmann Climate Solutions SE filed Critical Viessmann Climate Solutions SE
Publication of EP4671638A1 publication Critical patent/EP4671638A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/12—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes
    • F24H9/13—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes for water heaters
    • F24H9/133—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D20/0039—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material with stratification of the heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0214—Inlets or outlets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2240/00—Characterizing positions, e.g. of sensors, inlets, outlets
    • F24D2240/30—At vertical variable positions, e.g. a movable inlet pipe within a tank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • F28D2020/0069—Distributing arrangements; Fluid deflecting means

Definitions

  • the present invention relates to the field of liquid storage equipment, in particular hot water storage tanks or so-called “buffer” tanks, and has as its object a liquid injection lance and a tank comprising at least one such lance.
  • the main objective of the present invention is to overcome the limitations of these known achievements and to meet the demand expressed, in particular in an application context related to a hot water storage tank or a so-called “buffer” tank, and in particular in relation to the implementation of a heat pump or a similar heat generator with high flow rate and low temperature delta.
  • the invention relates to a liquid injection pipe for a tank, in particular an injection pipe for a domestic hot water tank or buffer tank, intended to be mounted through the wall of said tank and to extend partially into the internal volume of said tank, said pipe comprising a tubular body which is open at one end and closed at its opposite end, and which has at least one lateral opening in an invasive part of the tubular body intended to be located in the tank, cane characterized in that the tubular body has two openings in the form of two slits extending over a fraction of the length of the invasive part of the tubular body and along the longitudinal axis of this invasive part, and where applicable of the tubular body.
  • FIG. 1 illustrate by way of example in accordance with the invention, a liquid injection lance (1) for a tank (2), in particular an injection lance for a domestic hot water tank or buffer tank, intended to be mounted through the wall (2') of said tank (2) and to extend partially into the internal volume of said tank (2), said lance (1) comprising a tubular body (3) which is open at one end (4) and closed at its opposite end (4'), and which has at least one lateral opening (5, 5') in an invasive part (3') of the tubular body (3) intended to be located in the tank (2).
  • this cane (1) is characterized in that the tubular body (3) has two openings (5 and 5') in the form of two slits extending over a fraction of the length of the invasive part (3') of the tubular body (3) and along the longitudinal axis (AL) of this invasive part (3'), and where appropriate of the tubular body (3).
  • the two slits (5 and 5') are preferably identical in terms of dimensions and shapes, and advantageously both located in the same position of the invasive part (3') of the cane (3) in the longitudinal direction along the axis (AL).
  • the invention provides an injection lance (1) that achieves the intended objective.
  • an injection lance (1) specifically featuring two continuous slots (5 and 5') as injection openings resulted in a reduction of the inertial forces of the injected flows and their structuring into two laminar/stratified flows, delivered in bands or layers, which integrate relatively continuously into the thermally stratified fluidic structure of the reservoir (2) in question.
  • the solution proposed by the invention does not significantly disrupt the stratified distribution of the liquid along a vertical thermal gradient in a reservoir (2) equipped with such an injection lance (1).
  • the tubular body (3) has a straight structure along its entire length and a circular or elliptical section.
  • the two slots (5 and 5') are both located i) on either side and at the same distance from a plane of symmetry (PS) of the tubular body (3) containing its longitudinal axis (AL), and ii) on the same side and at the same distance from a plane (PP) perpendicular to said plane of symmetry (PS) and also containing the longitudinal axis (AL) (see figure 4 notably).
  • the normals (N5, N5') to the planes (PLS) of the passage sections of the two slots (5 and 5') both form an identical angle (A) with a plane of symmetry (PS) of the tubular body (3) containing its longitudinal axis (AL), the value of said angle being less than 90°, in particular between 75° and 55°, advantageously between 70° and 65°, preferably on the order of approximately 70°.
  • the two slots (5 and 5') are located on the same side and at the same distance from a plane (PP) perpendicular to said plane of symmetry (PS).
  • the tubular body (3) advantageously comprises at its open end (4), located opposite its invasive part (3'), a visual index (6) for locating the position in rotation around the longitudinal axis (AL) of said tubular body (3).
  • the visual index (6) may consist of a local modification of the wall of the tubular body (3), for example a deformation or a cut of this wall, such as a hole or a lug, or even a simple marking.
  • the tubular body (3) may also include, at its open end (4), a mounting collar or flange (7), for example in the form of a washer fixed by welding, and is closed at its opposite end (4') by an added plate (7'), and for example secured by welding, the mounting collar or flange (7) possibly including a visual index (6) for locating the position in rotation around the longitudinal axis (AL).
  • a mounting collar or flange (7) for example in the form of a washer fixed by welding, and is closed at its opposite end (4') by an added plate (7'), and for example secured by welding, the mounting collar or flange (7) possibly including a visual index (6) for locating the position in rotation around the longitudinal axis (AL).
  • the two slots (5 and 5') have a constant width over their entire length.
  • the two slots (5 and 5') have a width which decreases continuously and progressively towards the closed end of the tubular body (3), preferably in a straight line.
  • the combined cross-sectional area of the two openings (5 and 5') is between 3 and 9 times, advantageously between 4 and 7 times, and preferably between 5 and 6 times, the cross-sectional area of the tubular body (3).
  • This cross-sectional area ratio prevents an excessively small cross-section at the point where the nozzle passes through the internal volume of the reservoir from causing an increase in the injection velocity and therefore the kinetic energy of the liquid upon its entry into the resident liquid mass.
  • the two continuous slit-shaped openings (5 and 5') each extend over approximately 85% to 99%, preferably over approximately 90% to 95%, of the length of the invasive portion (3') of the tubular body (3).
  • Such a distribution of the two flows over a large outlet width (or outlet length along the AL axis) further facilitates a smooth introduction of the injected fluid into the stratified distribution of the resident fluid volume.
  • each of the slits (5, 5') has a length of approximately 550 mm and a width that decreases continuously and straight down from 5 mm at its widest end to 1.5 mm at its narrowest end (preferably, and as shown in particular by the Figures 1 and 2A (The slots are pointed cutouts with a symmetrical structure and rounded ends).
  • the invention also relates, as shown partially and by way of example, to figures 6 And 7 , a tank (2), in particular a domestic hot water tank or buffer tank, which includes at least one liquid injection pipe (1), this pipe (1) being mounted through the wall (2') of said tank (2) and extending partially into the internal volume of said tank (2), with its longitudinal axis (AL) located in a horizontal plane (PH) and directed towards the center of said internal volume.
  • a tank (2) in particular a domestic hot water tank or buffer tank, which includes at least one liquid injection pipe (1), this pipe (1) being mounted through the wall (2') of said tank (2) and extending partially into the internal volume of said tank (2), with its longitudinal axis (AL) located in a horizontal plane (PH) and directed towards the center of said internal volume.
  • a tank (2) in particular a domestic hot water tank or buffer tank, which includes at least one liquid injection pipe (1), this pipe (1) being mounted through the wall (2') of said tank (2) and extending partially into the internal volume of said tank (2), with its longitudinal axis (AL)
  • this reservoir is characterized in that said at least one injection lance is an injection lance (1) as described above.
  • said or each lance (1) is advantageously arranged such that the plane of symmetry (PS) of the tubular body (3), containing the longitudinal axis (AL) and equidistant from the two slots (5 and 5') of the lance (1) considered, is perpendicular to the horizontal plane (PH) and that the two slots (5 and 5') are directed towards the bottom of the reservoir (2).
  • the longitudinal axis (AL) of the injection lance(s) (1) advantageously passes through the center of the reservoir (2), and intersects the vertical axis of symmetry of the latter (especially when it has a circular cylindrical shape with axis of revolution AR, see figure 6
  • the slots (5 and 5') extend substantially from the wall (2') of the tank to at least the center of the tank (2).
  • the or each injection lance (1) is mounted, preferably in a substantially adjusted manner and with shimming, in a tubular nozzle or sleeve (8) forming a sealed passage through the wall (2') of said reservoir (2) and integral with this wall and integral with this wall.
  • the invasive portion (3') in contact with the internal volume is defined by this sleeve (8), which advantageously receives the tubular body with minimal play and over a sufficient length to ensure rigid support.
  • This invasive portion (3') may or may not extend to the center of the reservoir, or even beyond.
  • the nozzle or sleeve (8) is provided at its outer end (8') with a means (9) for blocking the translation of the injection lance (1) along the longitudinal axis (AL), this means (9) simultaneously achieving a leak-proof coupling of said lance (1), at its open end (4) provided with a mounting collar or flange (7), with, on the one hand, the nozzle or sleeve (8), advantageously also provided with a collar or flange, and, on the other hand, with an external conduit (9') (only a portion of whose end is shown in the figure 7 ).
  • the locking and coupling means (9) may, for example, include, as shown in the figure 7 , a nut mounted on the end of the conduit (9') to be connected and intended to cooperate with an external thread of the end (8') of the fitting or sleeve (8).
  • the seal at the two connection interfaces of the pipe (1) / fitting (8) / conduit (9') can, for example, be achieved by flat gaskets compressed by tightening the nut.
  • the reservoir (2) is provided to have a single injection lance (1) disposed at a variable height in the reservoir (2) according to the desired fractionation of the internal volume of said reservoir (2), for example substantially at mid-height.
  • the reservoir (2) is provided to have at least two injection rods (1) arranged at different heights in said reservoir (2), the longitudinal axes (AL) of these rods being preferably located in the same vertical plane.

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Abstract

L'invention concerne une canne (1) d'injection de liquide destinée à être montée de manière traversante dans la paroi d'un réservoir et à s'étendre partiellement dans le volume interne dudit réservoir, ladite canne (1) comprenant un corps tubulaire (3) qui est ouvert à une extrémité (4) et fermé à son extrémité opposée (4'), et qui présente au moins une ouverture latérale (5, 5') dans une partie invasive du corps tubulaire (3) destinée à être située dans le réservoir.Canne (1) caractérisée en ce que le corps tubulaire (3) comporte deux ouvertures (5 et 5') sous la forme de deux fentes s'étendant sur une fraction de la longueur de la partie invasive du corps tubulaire (3) et selon l'axe longitudinal de cette partie invasive, et le cas échéant du corps tubulaire (3).

Description

  • La présente invention concerne le domaine des équipements de stockage de liquides, notamment des réservoirs de stockage d'eau chaude ou des réservoirs dits « tampon », et a pour objet une canne d'injection de liquide et un réservoir comportant au moins une telle canne.
  • De nombreuses réalisations de canne d'injection sont déjà connues, par exemple par les documents FR 2976348 , DE 10 2009 002 712 et EP 0 881 438 .
  • Dans un contexte de réservoir d'eau chaude sanitaire ou de réservoir tampon, il est souhaitable de fournir et de maintenir une stratification des températures de l'eau, pour un confort d'utilisation optimal. En effet, l'eau étant prélevée pour les usages des utilisateurs en partie supérieure du réservoir, une telle stratification permet de préserver dans cette partie une réserve importante (par rapport au volume du ballon) d'eau la plus chaude, pour des besoins de consommation sanitaire et/ou de chauffage.
  • Or, dans le cas d'un réservoir de ce type alimenté par une source d'eau chaude extérieure, l'injection d'eau chauffée a tendance à perturber cette stratification, et donc à réduire le confort d'utilisation qui va avec. De plus, le maintien de cette stratification augmente la performance et l'efficacité du système complet d'alimentation en eau chaude.
  • Ce problème est particulièrement sensible lorsque la source d'eau chaude extérieure est une pompe à chaleur qui présente généralement un débit d'injection important associé à un différentiel en température de l'eau injectée faible. Il est alors important et souhaitable de pouvoir réduire la vitesse d'injection de l'eau chaude, briser la force d'inertie du flux selon sa direction d'injection, et répartir du mieux possible le flux injecté dans le réservoir, en évitant de créer des remous et des brassages conséquents, ce tout en ne limitant pas notablement le débit d'injection maximal admissible.
  • Or, les cannes d'injection connues mentionnées ci-dessus ne permettent pas de répondre de manière satisfaisante à cette problématique complexe, avec un souci de réalisation et de préservation d'une stratification thermique du liquide dans le réservoir concerné.
  • Ainsi, la présente invention a pour objectif principal de surmonter les limitations de ces réalisations connues et de répondre à la demande exprimée, en particulier dans un contexte d'application liée à un réservoir de stockage d'eau chaude ou à un réservoir dit « tampon », et en relation notamment avec la mise en œuvre d'une pompe à chaleur ou d'un générateur de chaleur analogue à fort débit et à faible delta en température.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une canne d'injection de liquide pour un réservoir, notamment canne d'injection pour réservoir d'eau chaude sanitaire ou réservoir tampon, destinée à être montée de manière traversante dans la paroi dudit réservoir et à s'étendre partiellement dans le volume interne dudit réservoir, ladite canne comprenant un corps tubulaire qui est ouvert à une extrémité et fermé à son extrémité opposée, et qui présente au moins une ouverture latérale dans une partie invasive du corps tubulaire destinée à être située dans le réservoir,
    canne caractérisée en ce que le corps tubulaire comporte deux ouvertures sous la forme de deux fentes s'étendant sur une fraction de la longueur de la partie invasive du corps tubulaire et selon l'axe longitudinal de cette partie invasive, et le cas échéant du corps tubulaire.
  • L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
    • [Fig. 1] est une vue en perspective d'une canne d'injection selon l'invention ;
    • [Fig. 2A] et [Fig. 2B] sont des vues respectivement en élévation latérale et de dessus de la canne représentée figure 1 ;
    • [Fig. 3] est une vue en coupe selon A-A (et donc selon le plan PP) de la canne représentée figure 2A ;
    • [Fig. 4A] et [Fig. 4B] sont des vues à une échelle différente des détails B et C de la figure 3 ;
    • [Fig. 5] est une vue en coupe selon D-D de la canne représentée figure 2A ;
    • [Fig. 6] est une vue partielle (partie supérieure seulement) et en coupe selon un plan vertical d'un réservoir comportant une canne d'injection selon l'invention ;
    • [Fig. 7] est une vue à une échelle différente du détail E de la figure 6.
  • Les figures 1 à 5 illustrent à titre d'exemple en accord avec l'invention, une canne (1) d'injection de liquide pour un réservoir (2), notamment canne d'injection pour réservoir d'eau chaude sanitaire ou réservoir tampon, destinée à être montée de manière traversante dans la paroi (2') dudit réservoir (2) et à s'étendre partiellement dans le volume interne dudit réservoir (2), ladite canne (1) comprenant un corps tubulaire (3) qui est ouvert à une extrémité (4) et fermé à son extrémité opposée (4'), et qui présente au moins une ouverture latérale (5, 5') dans une partie invasive (3') du corps tubulaire (3) destinée à être située dans le réservoir (2).
  • Conformément à l'invention, cette canne (1) est caractérisée en ce que le corps tubulaire (3) comporte deux ouvertures (5 et 5') sous la forme de deux fentes s'étendant sur une fraction de la longueur de la partie invasive (3') du corps tubulaire (3) et selon l'axe longitudinal (AL) de cette partie invasive (3'), et le cas échéant du corps tubulaire (3).
  • Les deux fentes (5 et 5') sont préférentiellement identiques en termes de dimensions et de formes, et avantageusement situées toutes les deux à la même position de la partie invasive (3') de la canne (3) dans le sens longitudinal selon l'axe (AL).
  • Grâce à ces dispositions, l'invention fournit une canne d'injection (1) permettant d'atteindre l'objectif visé. En effet, les inventeurs ont constaté que la mise en œuvre d'une canne d'injection (1) présentant précisément deux fentes (5 et 5') continues en tant qu'ouvertures d'injection aboutissait à une réduction des forces d'inertie des flux injectés et à une structuration de ces derniers en deux flux laminaires/stratifiés, délivrés en bandes ou couches, s'insérant relativement continûment dans la structure fluidique, thermiquement stratifiée, résidente du réservoir (2) concerné. Ainsi, la solution proposée par l'invention ne perturbe pas significativement la répartition stratifiée, selon un gradient thermique vertical, du liquide dans un réservoir (2) comportant une telle canne d'injection (1).
  • Avantageusement, et comme le montrent les figures précitées, le corps tubulaire (3) présente une structure rectiligne sur toute sa longueur et une section circulaire ou elliptique.
  • Afin de pouvoir orienter les flux vers le bas du réservoir, tout en brisant l'énergie cinétique des deux flux liquides injectés dans le volume interne du réservoir (en les faisant impacter la paroi du réservoir avant d'avoir atteint la partie la plus basse du réservoir), il peut être avantageusement prévu que les deux fentes (5 et 5') soient situées toutes deux i) de part et d'autre et à distance identique d'un plan de symétrie (PS) du corps tubulaire (3) contenant l'axe longitudinal (AL) de ce dernier et ii) d'un même côté et à distance identique d'un plan (PP) perpendiculaire audit plan de symétrie (PS) et contenant également l'axe longitudinal (AL) (voir figure 4 notamment).
  • En accord avec une variante constructive très favorable, les normales (N5, N5') respectivement aux plans (PLS) des sections de passage des deux fentes (5 et 5') forment toutes deux un angle (A) identique avec un plan de symétrie (PS) du corps tubulaire (3) contenant l'axe longitudinal (AL) de ce dernier, la valeur dudit angle étant inférieure à 90°, notamment comprise entre 75° et 55°, avantageusement comprise entre 70° et 65°, préférentiellement de l'ordre d'environ 70°. De manière très préférée, les deux fentes (5 et 5') sont situées d'un même côté et à distance identique d'un plan (PP) perpendiculaire audit plan de symétrie (PS).
  • En particulier, et comme l'illustrent les figures 5 et 6, lorsque la canne (1) est montée dans un réservoir (2) avec une stratification thermique selon une direction verticale (confondue avec l'axe de révolution AR sur la figure 5), et que le plan (PP) est alors confondu avec le plan horizontal (PH), les deux fentes (5 et 5') sont situées en dessous dudit plan (PP, PH) et les deux normales (N5 et N5') précitées sont inclinées d'un angle de (90°-A) par rapport audit plan (PP, PH). De ce fait, la strate de liquide située au-dessus de la canne (1), et plus généralement l'ensemble de la structure fluidique statique (stratifiée thermiquement) résidente, ne sont pas notablement perturbés, ou alors de manière nettement plus limitée qu'avec les solutions existantes.
  • Pour permettre de repérer aisément l'orientation autour de l'axe (AL) de la canne (1) lors de son montage, et comme repéré sur la figure 2B, le corps tubulaire (3) comporte avantageusement au niveau de son extrémité ouverte (4), située à l'opposé de sa partie invasive (3'), un index visuel (6) de repérage de la position en rotation autour de l'axe longitudinal (AL) dudit corps tubulaire (3).
  • A titre d'exemple, l'index visuel (6) peut consister en une modification locale de la paroi du corps tubulaire (3), par exemple une déformation ou une découpe de cette paroi, telle qu'un trou ou un ergot, ou encore un simple marquage.
  • Pour faciliter son montage et son blocage en position, le corps tubulaire (3) peut aussi comporter, au niveau de son extrémité ouverte (4), une collerette ou bride de montage (7), par exemple sous la forme d'une rondelle fixée par soudure, et est fermé au niveau de son extrémité (4') opposée par une plaque (7') rapportée, et par exemple solidarisée par soudure, la collerette ou bride de montage (7) pouvant éventuellement comporter un index visuel (6) de repérage de la position en rotation autour de l'axe longitudinal (AL).
  • En accord avec une première variante de réalisation non représentée, les deux fentes (5 et 5') présentent une largeur constante sur toute leur longueur.
  • En accord avec une seconde variante de réalisation préférée et ressortant des figures annexées, les deux fentes (5 et 5') présentent une largeur qui décroit continument et progressivement en direction de l'extrémité fermée du corps tubulaire (3), préférentiellement de manière rectiligne.
  • Cette caractéristique permet de répartir l'inertie du fluide injecté de manière proportionnée sur toute la longueur d'extension longitudinale des fentes, entre les portions des fentes proches de l'extrémité ouverte (4) du corps tubulaire (3) et les portions des fentes (5,5') proches de l'extrémité fermée (4').
  • En vue de favoriser une éjection à vitesse réduite mais avec un débit néanmoins conséquent, la valeur de la section de passage cumulée des deux ouvertures (5 et 5') représente entre 3 et 9 fois, avantageusement entre 4 et 7 fois, préférentiellement entre 5 et 6 fois, la valeur de la section de passage du corps tubulaire (3). Cette caractéristique de ratio de sections de passage permet d'éviter qu'une section trop faible au niveau du passage de la canne dans le volume intérieur du réservoir ne provoque une augmentation de la vitesse d'injection et donc de l'énergie cinétique du liquide lors de son arrivée dans la masse liquide résidente.
  • De manière additionnelle, et toujours dans le but de limiter les perturbations et déstratifications susceptibles d'être créées par l'injection, il peut être prévu que les deux ouvertures (5 et 5') en forme de fentes continues s'étendent chacune sur environ 85% à 99%, préférentiellement sur environ 90% à 95% de la longueur de la partie invasive (3') du corps tubulaire (3). Une telle distribution des deux flux sur une grande largeur de sortie (ou longueur de sortie selon l'axe AL) favorise additionnellement une introduction en douceur du liquide injecté dans la répartition stratifiée du volume de liquide résident.
  • A titre de réalisation pratique, et pour une canne d'injection (1) présentant un diamètre intérieur d'environ 42 mm et une longueur de la partie invasive (3') d'environ 570 mm, chacune des fentes (5, 5') présente une longueur d'environ 550 mm et une largeur qui décroit continûment et rectilignement de 5 mm à son extrémité la plus large, jusqu'à 1, 5 mm à son extrémité la plus mince (préférentiellement, et comme le montre notamment les figures 1 et 2A, les fentes sont des découpes en forme de pointes à structure symétrique, et avec des extrémités arrondies).
  • L'invention concerne également, comme le montrent partiellement et à titre d'exemple les figures 6 et 7, un réservoir (2), notamment un réservoir d'eau chaude sanitaire ou réservoir tampon, lequel comporte au moins une canne (1) d'injection de liquide, cette canne (1) étant montée de manière traversante dans la paroi (2') dudit réservoir (2) et s'étendant partiellement dans le volume interne dudit réservoir (2), avec son axe longitudinal (AL) situé dans un plan horizontal (PH) et dirigé vers le centre dudit volume interne.
  • Conformément à l'invention ce réservoir est caractérisé en ce que ladite au moins une canne d'injection est une canne d'injection (1) telle que décrite ci-dessus. Préférentiellement, ladite ou chaque canne (1) est avantageusement arrangée de telle manière que le plan de symétrie (PS) du corps tubulaire (3), contenant l'axe longitudinal (AL) et équidistant des deux fentes (5 et 5') de la canne (1) considérée, soit perpendiculaire au plan horizontal (PH) et que les deux fentes (5 et 5') soient dirigées vers le bas du réservoir (2).
  • L'axe longitudinal (AL) de la ou chaque canne d'injection (1) passe avantageusement par le centre du réservoir (2), et coupe l'axe de symétrie vertical de ce dernier (notamment lorsqu'il présente une forme cylindrique circulaire-axe de révolution AR, voir figure 6). Avantageusement, les fentes (5 et 5') s'étendent sensiblement de la paroi (2') du réservoir jusqu'au centre du réservoir (2) au moins.
  • En accord avec une variante constructive de l'invention, illustrée plus précisément sur la figure 7, la ou chaque canne d'injection (1) est montée, préférentiellement de manière sensiblement ajustée et avec calage, dans un embout ou manchon tubulaire (8) formant un passage étanche à travers la paroi (2') dudit réservoir (2) et solidaire de cette paroi et solidaire de cette paroi.
  • La partie invasive (3') en contact avec le volume intérieur est définie par ce manchon (8) qui reçoit avantageusement le cops tubulaire avec un jeu minimum et sur une longueur suffisante pour assurer un maintien rigide. Cette partie invasive (3') peut ou non s'étendre jusqu'au centre du réservoir, voire au-delà.
  • Selon une caractéristique optionnelle dans le cadre de cette variante, l'embout ou le manchon (8) est pourvu au niveau de son extrémité extérieure (8') d'un moyen (9) de blocage en translation de la canne d'injection (1) selon l'axe longitudinal (AL), ce moyen (9) réalisant simultanément un accouplement étanche de ladite canne (1), au niveau de son extrémité ouverte (4) pourvue d'une collerette ou bride de montage (7), avec, d'une part, l'embout ou le manchon (8), avantageusement également pourvu d'une collerette ou bride, et, d'autre part, avec un conduit extérieur (9') (dont seule une portion d'extrémité est représentée sur la figure 7).
  • Le moyen (9) de blocage et d'accouplement peut par exemple comprendre, comme le montre la figure 7, un écrou monté sur l'extrémité du conduit (9') à raccorder et destiné à coopérer avec un filetage externe de l'extrémité (8') de l'embout ou du manchon (8). L'étanchéité au niveau des deux interfaces de raccordement canne (1) /embout (8) /conduit (9') peut par exemple être réalisée par des joints plats comprimés par serrage de l'écrou.
  • Conformément à un premier mode de réalisation, il est prévu que le réservoir (2) comporte une unique canne d'injection (1) disposée à une hauteur variable dans le réservoir (2) en fonction du fractionnement souhaité du volume intérieur dudit réservoir (2), par exemple sensiblement à mi-hauteur.
  • Conformément à un second mode de réalisation, il est prévu que le réservoir (2) comporte au moins deux cannes d'injection (1) disposées à des hauteurs différentes dans ledit réservoir (2), les axes longitudinaux (AL) de ces cannes étant préférentiellement situés dans un même plan vertical.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (16)

  1. Canne (1) d'injection de liquide pour un réservoir (2), notamment canne d'injection pour réservoir d'eau chaude sanitaire ou réservoir tampon, destinée à être montée de manière traversante dans la paroi (2') dudit réservoir (2) et à s'étendre partiellement dans le volume interne dudit réservoir (2), ladite canne (1) comprenant un corps tubulaire (3) qui est ouvert à une extrémité (4) et fermé à son extrémité opposée (4'), et qui présente au moins une ouverture latérale (5, 5') dans une partie invasive (3') du corps tubulaire (3) destinée à être située dans le réservoir (2),
    canne (1) caractérisée en ce que le corps tubulaire (3) comporte deux ouvertures (5 et 5') sous la forme de deux fentes s'étendant sur une fraction de la longueur de la partie invasive (3') du corps tubulaire (3) et selon l'axe longitudinal (AL) de cette partie invasive (3'), et le cas échéant du corps tubulaire (3).
  2. Canne (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps tubulaire (3) présente une structure rectiligne sur toute sa longueur et une section circulaire ou elliptique.
  3. Canne (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux fentes (5 et 5') sont situées toutes deux i) de part et d'autre et à distance identique d'un plan de symétrie (PS) du corps tubulaire (3) contenant l'axe longitudinal (AL) de ce dernier et ii) d'un même côté et à distance identique d'un plan (PP) perpendiculaire audit plan de symétrie (PS) et contenant également l'axe longitudinal (AL).
  4. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les normales (N5, N5') respectivement aux plans (PLS) des sections de passage des deux fentes (5 et 5') forment toutes deux un angle (A) identique avec un plan de symétrie (PS) du corps tubulaire (3) contenant l'axe longitudinal (AL) de ce dernier, la valeur dudit angle étant comprise entre 75° et 55°, avantageusement comprise entre 70° et 65°, préférentiellement de l'ordre d'environ 70°, les deux fentes (5 et 5') étant situées d'un même côté et à distance identique d'un plan (PP) perpendiculaire audit plan de symétrie (PS).
  5. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le corps tubulaire (3) comporte, au niveau de son extrémité ouverte (4), située à l'opposé de sa partie invasive (3'), un index visuel (6) de repérage de la position en rotation autour de l'axe longitudinal (AL) dudit corps tubulaire (3).
  6. Canne (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'index visuel (6) consiste en une modification locale de la paroi du corps tubulaire (3), par exemple une déformation ou une découpe de cette paroi, telle qu'un trou ou un ergot.
  7. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le corps tubulaire (3) comporte, au niveau de son extrémité ouverte (4), une collerette ou bride de montage (7), par exemple sous la forme d'une rondelle fixée par soudure, et est fermé au niveau de son extrémité (4') opposée par une plaque (7') rapportée, et par exemple solidarisée par soudure, la collerette ou bride de montage (7) pouvant éventuellement comporter un index visuel (6) de repérage de la position en rotation autour de l'axe longitudinal (AL).
  8. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ce que les deux fentes (5 et 5') présentent une largeur constante sur toute leur longueur.
  9. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les deux fentes (5 et 5') présentent une largeur qui décroit continument et progressivement en direction de l'extrémité fermée du corps tubulaire (3).
  10. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la valeur de la section de passage cumulée des deux ouvertures (5 et 5') représente entre 3 et 9 fois, avantageusement entre 4 et 7 fois, préférentiellement entre 5 et 6 fois, la valeur de la section de passage du corps tubulaire (3).
  11. Canne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les deux ouvertures (5 et 5') en forme de fente s'étendent sur environ 85% à 99%, préférentiellement sur environ 90% à 95% de la longueur de la partie invasive (3') du corps tubulaire (3).
  12. Réservoir (2), notamment réservoir d'eau chaude sanitaire ou réservoir tampon, lequel comporte au moins une canne (1) d'injection de liquide, cette canne (1) étant montée de manière traversante dans la paroi (2') dudit réservoir (2) et s'étendant partiellement dans le volume interne dudit réservoir (2), avec son axe longitudinal (AL) situé dans un plan horizontal (PH) et dirigé vers le centre dudit volume interne,
    réservoir (12) caractérisé en ce que ladite au moins une canne d'injection (1) est une canne d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, ladite ou chaque canne (1) étant avantageusement arrangée de telle manière que le plan de symétrie (PS) du corps tubulaire (3), contenant l'axe longitudinal (AL) et équidistant des deux fentes (5 et 5') de la canne (1) considérée, soit perpendiculaire au plan horizontal (PH) et que les deux fentes (5 et 5') soient dirigées vers le bas du réservoir (2).
  13. Réservoir (2) selon la revendication 12, caractérisé en ce que la ou chaque canne d'injection (1) est montée, préférentiellement de manière sensiblement ajustée et avec calage, dans un embout ou manchon tubulaire (8) formant un passage étanche à travers la paroi (2') dudit réservoir (2) et solidaire de cette paroi.
  14. Réservoir (2) selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'embout ou le manchon (8) est pourvu au niveau de son extrémité extérieure (8') d'un moyen (9) de blocage en translation de la canne d'injection (1) selon l'axe longitudinal (AL), ce moyen (9) réalisant simultanément un accouplement étanche de ladite canne (1), au niveau de son extrémité ouverte (4) pourvue d'une collerette ou bride de montage (7), avec, d'une part, l'embout ou le manchon (8), avantageusement également pourvu d'une collerette ou bride, et, d'autre part, avec un conduit extérieur (9').
  15. Réservoir (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte une unique canne d'injection (1) disposée à une hauteur variable dans le réservoir (2) en fonction du fractionnement souhaité du volume intérieur dudit réservoir (2), par exemple sensiblement à mi-hauteur.
  16. Réservoir (2) selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux cannes d'injection (1) disposées à des hauteurs différentes dans ledit réservoir (2), les axes longitudinaux (AL) de ces cannes étant préférentiellement situés dans un même plan vertical.
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Citations (6)

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DE102009002712A1 (de) 2008-04-29 2009-11-12 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Heißwasserbereiter und Wasserverteilvorrichtung für Heißwasserbereiter
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