WO2010057957A1 - Thermostatic valve having an impeller - Google Patents

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WO2010057957A1
WO2010057957A1 PCT/EP2009/065504 EP2009065504W WO2010057957A1 WO 2010057957 A1 WO2010057957 A1 WO 2010057957A1 EP 2009065504 W EP2009065504 W EP 2009065504W WO 2010057957 A1 WO2010057957 A1 WO 2010057957A1
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turbine
valve according
valve
section
flow
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Application number
PCT/EP2009/065504
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French (fr)
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Thierry Allard
Jean-Luc Morand
Laurent Lame
Original Assignee
Wirecom Technologies
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1925Control of temperature characterised by the use of electric means using a combination of auxiliary electric and non-electric power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/706Application in combination with an electrical generator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the invention relates to thermostatic valves regulating the temperature of a radiator.
  • a thermostatic valve forms a bulb mounted according to a series connection on the pipe supplying a radiator in hot water from a boiler whose pump can provide a certain flow.
  • a needle valve regulates the flow rate of the hot water flow by throttling the passage in the valve body. The needle is pushed in sliding, by screwing a cap of the bulb pushing a return spring, to the chosen setpoint position.
  • the bulb contains a temperature sensor and actuator, of bimetallic kind, which modulates the position of the needle, to advance or retreat relative to the set position, depending on whether the ambient temperature is higher or lower than the setpoint.
  • thermostatic valve initially purely mechanical, has thus become electromechanical, so that it is necessary to provide a power source.
  • this function is provided by a battery, which must be replaced periodically. However, in the absence of a remaining charge tester, the user can not determine when to replace that battery. Either he replaces it at a fixed period, if he thinks of it, or he expects the breakdown. In the first case, it will replace a battery that could still serve some time, and in the second case, the radiator is no longer regulated during the duration of the failure. The user must then periodically test the temperature of the radiator to try to determine if this temperature seems to him in agreement with the difference between the ambient temperature and the set temperature, that is to say if its comfort still seems to him assured. Specifically, if the user has a feeling of coldness in the ambient air when he has set the set temperature, he should normally find that the radiator is hot, that is to say that the chain of Servo remote control execution is still functional.
  • the present invention aims to provide a more user-friendly solution to maintain a power source, by avoiding the problem of monitoring the status of a battery.
  • the invention aims to provide local energy kinetic, which can be used in various ways, for example to move any led member, or to produce electric current by relative displacement between an inductor and an armature, for example by rotating a rotor.
  • the present invention relates first of all to a thermostatic valve comprising means for throttling a liquid flow to be regulated, inserted between an inlet channel and a flow starting channel intended to be inserted into a supply pipe for an air-conditioning radiator, valve characterized in that it comprises a turbine, connected between said channels and comprising means for driving a driven member.
  • the invention is equally applicable to a refrigeration radiator as a heating radiator, since the invention is independent of any thermal aspect at this level.
  • the turbine is thus coupled to the pump, the boiler or a refrigeration system, through the flow of water that it sets in motion, and the turbine can thus recover some of the mechanical energy that the pump transmitted to water.
  • it is thus possible to constitute a chain of energy transmission, formed by: the electrical network, the pump that it supplies, which translates the electric current that it receives into a kinetic energy transformed into hydraulic energy of the flow of water, the pipe for the flow of water, the valve according to the invention, the turbine of which recovers a part of the hydraulic energy of the particles of the water flow to restore it in the form of mechanical energy readily available on an output shaft or as a rotating magnetic field.
  • the generator thus constitutes a final link in the above motor chain, that is to say that, overall, it is the power grid current that is deported to the valve, through the hydraulic circuit, with the transformation, intermediate and temporary on the section "transport", into a kinetic energy of water flow.
  • the turbine and the generator thus constitute, with respect to the functions of the pump and the mains network, elements with inverse functions, which thus makes it possible to restore the physical quantities of departure, that is to say the mechanical energy but also electrical energy.
  • the first result of the invention is to supply mechanical energy through its output means, to drive a driven member.
  • a second result is that one can for example electrically feed circuits if the driven member is a generator.
  • the turbine is integrated, in a bulb, with the driven member, consisting of a current generator.
  • the current generator is provided for supplying means for receiving temperature control commands connected to control means of the throttling means. This achieves the original goal of electrical autonomy of the temperature control circuits.
  • the turbine is of the type of radial, centrifugal or centripetal water flow, the inlet channel or respectively the starting channel, opening, on the turbine side, by an internal arrival section, respectively starting, which occupies an axial position with respect to a geometrical axis of rotation of the turbine.
  • the starting channel comprises an internal starting section comprising a sleeve surrounding the internal arrival section.
  • connection is very compact. It may in particular be of mechanically compatible section with a conventional fitting, so that the valve according to the invention can be substituted for a conventional valve, in the context, for example, of renovation work.
  • a wheel of the turbine has buckets whose radially outer edge zone has a direction of extension substantially axial with respect to the geometric axis, continuing with a return channel directed obliquely towards the geometric axis to join the internal stretch of departure.
  • the incident flux is thus returned after a reversal of approximately 180 degrees, which corresponds to an optimum of efficiency since the variation of the momentum of the particles of the incident flux, and thus the transfer of kinetic energy, corresponds to the difference vector of two speed vectors opposite meanings.
  • the efficiency is optimal if the distance between the two vertices of two vectors of the same amplitude is maximum, that is to say when they are exactly aligned and in opposite directions.
  • Such a turbine therefore has characteristics of compactness and efficiency that depend only on the geometry of the various arrival and return channels or departure, and the geometry of the buckets. It is therefore conceivable that such a turbine, whose structure is independent of the downstream kinematic chain that it controls, can be used in applications other than the present heating application. It can be provided that the two inner sections are parallel to a direction of a given geometric axis, perpendicular to an extension direction of any one of the two outer sections, the other outer section extending in one direction. any of the two said directions.
  • connection to the pipe which can be straight or have an elbow.
  • the turbine and the generator occupy staggered positions axially along said geometric axis of rotation, the generator being housed in a removable cap at the free end of the bulb. It is thus possible to limit the flooded area, containing the turbine, relative to the rest and thus allow the change of hood without purging or removing the installation.
  • the throttling means can be of various types, for example a butterfly pivotally mounted about an axis transverse to the channel in question or a curtain blade, movable in rectilinear or circular translation in its plane, to come shear the flow.
  • the throttling means comprise a pin mounted sliding along said geometrical axis and having a front surface with a substantially conical lateral profile, for radially deflecting an incoming flow coming from the internal arrival section. .
  • the needle thus has a dual function, which reduces the volume of material accordingly.
  • the inner arrival section has an outlet mouth provided with a deflector guiding the incoming flow.
  • a rear section of the needle is slidably mounted in a sleeve constituting said drive means, the sleeve being housed in an axial passage of a flow containment bulkhead.
  • the set of elements is therefore coaxial, which simplifies the structure.
  • a radially outer surface of the sleeve constituting the drive means is carried by a bearing housed in the passage of the partition.
  • the sleeve is thus multifunctional.
  • the turbine may be associated with an adjustable water injection device.
  • the injection device comprises two sheets of material facing and mutually movable to occupy several predetermined relative positions, a first sheet having a plurality of injection nozzles and a second sheet having size lights. and arrangements arranged to unmask a variable number of nozzles when one of the sheets passes from one said position to another. There can be provided an adjustment motor of the injection device.
  • the valve may also include a set of rotational speed measurement of the turbine.
  • valve it is advantageous for the valve to be provided with a coupling comprising a shut-off valve arranged to take an intermediate position allowing passage, between the inlet channel and the starting channel, of a jet of sweeping water a front surface of an access control filter to an internal arrival section belonging to the arrival channel.
  • the valve comprises connection circuits with a central management unit of an installation comprising a plurality of at least one said valve, connecting circuits arranged to transmit to the central unit data entered locally. and to receive feedback commands from an actuator of a water flow control member.
  • the invention also relates to a local data transmission network comprising a plurality of at least one valve according to the invention, and a central management unit comprising connecting means arranged to transmit to the at least one valve, through the connection circuits, said control commands of an actuator of a water flow control member.
  • the central unit may be arranged to a) receive measurements from a set of rotational speed measurement of the turbine constituting said data entered locally, b) comparing a value thus measured with a flow setpoint value commissioning a radiator associated with the valve in question, and c) generate and send back, a said control command to adjust a pressure drop.
  • FIG. 1 is a schematic view of an air-conditioning installation, here heating by hot water distribution loops connecting a boiler to radiators provided with a thermostatic valve according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic axial sectional view of the thermostatic valve
  • FIG. 3 is a detailed view of the valve in axial section, with a drive turbine of a current generator supplying servocontrollers, battery charging and radio communication circuits;
  • FIG. 5 formed from FIGS. 5A, 5B and 5C, in axial sectional views, illustrates three types of connection connections of the valve to the pipeline of the loop,
  • FIG. 7 shows the elements of FIG. 3, except for a cover and the electrical circuits and the stator of the generator which it carried, which are replaced by only a conventional mechanical needle control cover,
  • FIG. 8 is an axial sectional view of a variant of the valve Figure 3, centripetal turbine fed tangentially and through a controlled injector, adjusting the incident flow,
  • FIG. 9 is a perspective view of the turbine FIG. 8,
  • FIG. 10 is a developed view, very schematic, two cylindrical rings coaxial and superimposed, providing injection, mutually angularly movable to ensure the flow control,
  • FIG. 11 is a variant of the assembly of FIG. 10, the rings being mutually axially movable
  • FIG. 12 is a diagrammatic view in axial section of a mechanism for adjusting the angular position of one of the rings, able to operate as part of a local network for managing said valves in the heating installation.
  • FIG. 1 schematically represents an installation for heating an apartment by a loop distribution of hot water coming from a boiler 100.
  • the distribution circuit comprises a starting pipe 101 and a return pipe 102 between which are connected radiators 200 and 300 in parallel.
  • an upstream section of the starting pipe 101 comprises a regulator 103 with a looping pipe 104 ensuring at least a certain flow rate in the overall loop when thermostatic controllers or valves 1, 301 of the radiators 200 and 300 are in the state closed, that is to say with upstream loopback lines 203 and downstream or return 204, respectively 303 and 304, having no flow.
  • the thermostatic valves 1, 301 which are identical, are controlled by radio by respective room temperature sensors 205, 305.
  • FIG. 2 illustrates the structure of the thermostatic valve 1.
  • the valve 1 essentially comprises four functional slices, namely a base slice, constituted by a hydraulic connection 34, followed by first, second and third stages containing the active components of the valve.
  • connection 34 captures the flow of water from the upstream pipe 203 and injects it into the first stage of the bulb 9 containing a flux regulating needle 2 and the turbine 5.
  • the second stage contains a current generator 6 driven by the turbine 5 for supplying, in the third stage, a set 8 of electric control circuits servocontrol the needle 2.
  • connection 34 is inserted at the outlet of the upstream pipe 203 to divert the flow inward of the thermostatic valve 1 by an inlet channel 3 and return it to the return pipe 204 by a starting channel 4.
  • FIG. 3 is an axial sectional view of the thermostatic valve 1, the connection 34 being represented in full in FIG. 4.
  • FIG. schematically three possible types of forms of the connector 34 and Figure 6 shows a wheel 50 of the turbine 5.
  • the axial and radial directions refer to the general axis 10, unless otherwise indicated or evidence. Description of fitting 34.
  • connection 34 comprises two parts, namely an arrival channel 3 and a departure channel 4.
  • the arrival channel 3 comprises an upstream section, or an external arrival section, 31, direction of extension or geometric axis of arrival 30, constituting the extension of the upstream pipe 203 in the direction thereof, and, after a right angle bend, a downstream section, or internal arrival section , 32, of geometric axis or direction of internal extension of arrival 39 which is here co linear with the geometric axis 10 of the bulb 9.
  • the starting channel 4 comprises a downstream section, or outgoing external section, 41, direction of extension or departure geometric axis 40, here collinear with the direction of arrival 30, thus constituting the extension of the upstream pipe 203 according to therefore the direction of it.
  • the starting channel 4 comprises an upstream section, or internal starting section, 42, with a geometric axis or a starting internal extension direction 49 which is colinear with the direction of internal extension. 39 and therefore also with the geometric axis 10 of the bulb 9.
  • the internal start section 42 comprises a sleeve surrounding, coaxially, the internal arrival section 32. Description of the turbine 5.
  • the turbine 5 is of the centrifugal type, since the inlet channel 3 opens, via the internal arrival section 32, at an axial position relative to the geometric axis 10 of rotation of the the turbine 5.
  • the jet of the stream of water coming from the inner arrival section 32 is projected on a deflector to impart on its trajectory, initially in axial direction and in central position, a radial component in order to reach blades 51 of the wheel 50 of the turbine 5, and then to be evacuated peripherally by the centrifugal force.
  • the blades 51, N 8 in this case (FIG. 6), extend in a spiral direction of extension. obliquely in the opposite direction to that of the rotation of the turbine 5 (arrow F5).
  • the blade 51 Due to the rotation of the wheel 50 and the angularly curved shape behind the blades 51, the blade 51 considered has a current contact point, with the water particle, whose position slides radially outwards, of by the radial component of velocity of the particle. During the same radial travel time, the blade 51 rotates at a certain angle, that is to say that, if it were rectilinear and radial, it would tend to escape the path of the water particle. It is therefore the curvature towards the rear (FIG. 6) of the blade 51 which makes it possible to compensate for this "evasion".
  • each blade 51 may have an angular span greater than 360 / N degrees, i.e. a rear edge portion of the blade 51 extends angularly behind a leading edge portion of the blade 51 next.
  • a gutter shape also allows to channel, over the entire length of the blade 51, the flow of water incident.
  • FIG. 3 shows that the blades 51 are integral with a hub of the wheel 50, forming a sleeve 52 constituting an output shaft, in which is mounted axially sliding a rear section 24 of the needle 2, a head 21 of which has a surface substantially conical frontal 22 oriented axis 10, facing the outlet of the inner arrival section 32. Except the nose area which is more pointed, the angle of conicity is about twice 55 degrees, so that the arrival incident flow tends to be deflected in a radial direction towards the blades 51, with a speed vector retaining however initially an axial component to the front of the bulb 9, that is to say the opposite of the connection 34, this to optimize the coupling.
  • the internal arrival section 32 has an outlet mouth provided with a deflector 33, funnel generally conical divergent guide the radially deflected arrival stream. Specifically, a frontal zone of the flow of arrival is guided by abutment on the frontal surface 22 and then on the blades 51 and a posterior zone of the flow is guided by the deflector 33, the assembly thus constituting an arrival channel 35 applying a external radial component deflection.
  • the blades 51 have the particularity of having a very marked hollow shape, bucket 55 with a generally radial extension.
  • the trough 55 has a radially internal inlet surface 56 located in the extension of the front surface 22 and which is thus partially turned towards the connection 34 and radially outwardly.
  • a radially outer outlet surface 57 is also partly turned towards the connection 34 but also radially towards the general axis 10.
  • a radially outer edge zone 58 where the starting flow leaves contact with the outlet surface 57, is substantially axially oriented.
  • the starting stream leaving the buckets 55 to return to the fitting 34, has a large axial velocity component to the fitting 34. It may even be provided that the radially outer edge zone 58 is partially folded towards the coupling 34. general axis 10.
  • a return channel 45 constituted by a rear surface of the deflector 33 and a guide surface
  • the return channel 45 is here substantially parallel to the inlet channel 35, with an inclination of about 55 degrees on the general axis 10.
  • the bucket 55 thus forms a trough in the form of a trough. torso chistera.
  • the front surface 22 has a divergent beam of ribs 23 extending radially spirally in the direction of rotation F5 ( Figure 6) to further deflect the incoming flow circularly. Precisely, this makes it possible to increase the circular component of the momentum of the water and thus to increase the hydraulic coupling efficiency water / blades 51.
  • the turbine 5 may be centripetal type, so with a reversal of the direction of the water path, and therefore a permutation of associated names, such as "arrival” and “departure” or other.
  • the sleeve or hub 52 is housed in an axial passage 94 of a substantially radial watertight septum 93 for confining water, while a cylindrical, radially external support surface of the sleeve 52 is carried by a ring bearing. 95 housed in the passage 94.
  • Two O-rings 25 seal between the cylindrical side surface of the needle 2 and the inner surface of the sleeve 52, and likewise the bearing 95 is of tight type.
  • the second stage is thus "in the open air", and precisely housed, with the third stage, in a removable cap 92 mounted on the bulb body 91.
  • the needle 2 could be mounted in a fixed angular position, that is to say indexed on the body 91 of the bulb 9 containing the first stage. However, here it is mounted angularly indexed on the sleeve 52, that is to say that the needle 2 is part of the wheel 50 and therefore rotates.
  • the seals 25 are then subjected to no rotational friction, which would represent a wear greater by several orders of magnitude than that due to sliding friction, which is only episodic and at low speed. In addition, a corresponding loss of efficiency is avoided.
  • the second floor contains the generator 6, housed in the removable hood
  • the generator 6 can be removably connected to the drive shaft-shaft 52.
  • the generator 6 comprises a stator 61 associated with a rotor 62 comprising an inductor 63 in the form of permanent magnets, alternating poles, carried by a hub 64 mounted on the shaft-sleeve 52 and angularly coupled by a coupling rib 53 thereof.
  • the stator 61 comprises a coil which is excited by the alternating magnetic field induced by the rotation of the rotor 62.
  • the electric current thus generated feeds the circuit assembly 8, by the charging of a battery 81 for supplying a set 82 of electrical or electronic circuits, in particular circuits 83, here radio, for receiving commands from temperature control.
  • the radio circuits 83 thus control, by output signals, an electronic control unit 84 for controlling the needle 2 through an electromechanical actuator in the form of a stepper motor 85, for controlling the incoming water flow, by " “throttling" of the outlet mouth of the inner arrival section 31, this constriction here being a front closure.
  • Figure 5 illustrates three types of connection 34.
  • FIG. 5A corresponds to the case of FIG. 3, that is to say that the connection 34 forms a T with a vertical bar along the general axis 10 and whose two branches, on the left and on the right, correspond to the directions 30 and 40 of the arrival and departure channels 4 and 4 respectively.
  • the incoming stream is captured in a central passage of reduced section, representing a downstream section of the outer arrival section 31, then passing a bend of arriving at a right angle and reach the internal arrival section 32, here of the same section, oriented on the general axis 10.
  • the internal starting section 42 forms the indicated sleeve around it and joins the outer outboard section 41 , after a starting elbow at right angles.
  • downstream section above the outer arrival section 31 and that of the inner arrival section 32 can be increased to limit the pressure drop, and the bends can be rounded. It is thus possible to expand the drawing in the connection area of the top of the central branch of the T with the branches, this expansion being able to be in the horizontal direction of the directions 30, 40 of the branches and / or in the vertical direction (general axis 10).
  • the cross section of the inner sections 32, 42 is no longer circular but is elongated substantially in a rectangle, horizontal on Figure 5A, that is to say that it is a three-dimensional shape widened funnel, somewhat flattened in the direction 30, 40 of the branches, to be connected to said increased length.
  • the flow of the sections thus expanded is reconcentrated by the top of the funnel shape constituting the outlet of the internal arrival section 32, thereby restoring a sufficient speed for driving the turbine 5.
  • the lateral detection bypass constituted by the inner sections 32 and 42 only concerns a portion, here lower in the drawing, of the periphery of the two branches
  • the increased volume of the inner sections 32, 42 can be defined as the volume swept them by turning an angle around the directions 30, 40 branches. This would define a virtual volume funnel virtual summit centered on the axis 30, 40 of the branches and having a vertex angle corresponding to the virtual rotation described above.
  • the various directions or axes 10, 30, 40 are not necessarily parallel or perpendicular, that is to say that all angles are possible, in the as each component finds its place.
  • FIG. 5B differs from FIG. 5A in that the positions of the start channel 4 and of the general axis 10 have been permuted, that is to say that it is the starting channel 4 which constitutes the trunk T.
  • the arrival elbow is omitted and the axes 10 and 30 are thus co-linear, so that the pressure drop to the turbine 5 is less.
  • the right branch representing the inner sections of the channels 3 and 4
  • the top of the trunk of the T that is to say the outer portion of 41, can be expanded in the plane of Figure 5B, that is to say in the common direction 10 and 30.
  • FIG. 5C differs from FIG.
  • the two internal sections 32, 42 are parallel to the direction of the general axis 10, which is perpendicular to an extension direction 30, 40 of any one of the two sections external 31, 41, while the other outer portion 41, 31 extends in either of said two directions 10 and 30 or 40.
  • the electrical circuits 82 can thus operate in autarky, as regards the power supply, and receive remote controls by radio so that a slide rod 86, angularly coupled to the rotor of the rotary step motor 85, moves the needle 2 until at a desired axial position, depending on the temperature difference observed by the electronic unit 84 (or by an equivalent block of the remote sensor) between the setpoint temperature and the measured current temperature.
  • the set temperature may have been provided by a radio signal or by a local sensor measuring, for example, a degree of screwing of the cap 92, or the position of a potentiometer.
  • the slide rod 86 has a threaded shank housed in a tapping of a fixed sleeve or nut 87, so that the rotation of the slide rod 87, in one direction or the other, causes an axial advance movement. or its retreat thereof and thus also the needle 2, to ensure the desired servocontrol.
  • the slide rod 86 can be slidably mounted axially on the rotor, with a male lateral relief, such as a finger, or female which couples it in rotation with the rotor.
  • the entire stepping motor 85 is slidably mounted on an inner wall of the cover 92.
  • the spring 26 is optional if the rod slide 86 is secured to the cup of the front end of the needle 2.
  • a battery charge level monitoring circuit 81 for example a circuit which temporarily connects a determined resistance to ensure a certain flow, for example, one tenth of the nominal flow rate In, in order to avoid carrying out an empty measurement, which may not represent the remaining charge. The battery voltage is then measured, numerically or analogically, and compared with a low threshold value.
  • the electronic control unit 84 can then command to open the internal arrival section 32 by a temporary recoil of the needle 2, to restart the turbine 5 for a predetermined time or even until reaching a high threshold of load of the battery 81.
  • circuits for standby and wake up at least the electronic control unit 84 can also be provided circuits for standby and wake up at least the electronic control unit 84, to limit the average consumption.
  • the reception of a remote control can then control the circuits of standby and wake up so that they wake up the electronic control unit 84.
  • Figure 7 shows that it is possible to remove the assembly constituted by the hood
  • This presentation is an embodiment considered optimal in terms of performance and compactness.
  • the arrival and departure channels may not be concentric, but be totally disjointed.
  • the derivation to the turbine 5 may be only partial, and then the needle head 21 will be housed directly in the pipe in question, with a conventional profile.
  • the bulb in the pipe concerned it is possible to directly insert the bulb in the pipe concerned, by cutting a section of it.
  • the turbine 5 will be housed in the inserted section and its output shaft will pass through a passage of the wall of the body 91 of the bulb 9 then modified, possibly after a return.
  • An angle of 90 degrees if the pipe in question does not have an elbow that would allow live exit.
  • the generator 6 it is then free to arrange the generator 6 at any desired location, for example in the hood 92 radial direction relative to the direction 30, 40 of the pipe.
  • Example of dimensioning values With regard to the electrical dimensioning, the power of the circulating pump of the boiler being for example 50 W, with a yield of 25%, it thus has a hydraulic power of 12.5 W .
  • each valve 1 The maximum hydraulic power taken by each valve 1 is for example set at 0.08 W, which takes a maximum of 0.8 W on an installation of 10 radiators.
  • the mechanical / electrical conversion efficiency of the turbine 5 and the generator 6 is 60%, which results in a maximum useful power of 0.048 W.
  • the bulb 9 of this particular example has a diameter of about 45 millimeters for a length of about 50 mm.
  • the trunk of the connector 34 has an outer diameter of about 25 mm and the branches are of a similar diameter ( Figure 4).
  • the diameter of the inner inlet section 32 is about 7 mm and the diameter of the inner start section 42 is about 13 mm for the "wet" wall surface limiting the flow radially outer side, with an inner diameter 10 mm for the "wet" wall surface limiting the flow radially inner side.
  • the internal arrival section 32 is thus doubly favored with respect to the internal starting section 42, by, on the one hand, an upper section and, on the other hand, in transverse view, a smaller wall surface, since there is only one "wet" wall, radially external side.
  • the flow of the arrival stream is therefore optimal, with a maximum speed on the general axis 10.
  • the valve 1 then has three connections, namely the external arrival section 31, which branches functionally, in a first branch, to the outer outward section 41 through a needle or the like, and, according to a second branch, to the turbine 5, the needle or equivalent does not influence the flow arriving on it.
  • the second branch requires a short pipe downstream, resulting in an additional connection.
  • the valve 1 is then considered to be a consumer member in its own right, that is to say that it perceives the totality of the differential pressure between the starting pipes 101 and return pipes 102, so that its power is increased. since the pressure drop of the radiator 200 no longer intervenes. It is thus possible to recover hydraulic energy supplied by the pump without however consuming calories. This is interesting in the summer. For the winter, a switch organ can be provided for bring back the output of the second branch in the first branch, that is to say return to the operating diagram of the detailed example.
  • FIG. 8 illustrates a variant of the turbine valve 1 of FIGS. 3 and 4, in which the homologous elements have retained their reference number, however with the suffix "A".
  • the references of new constituents also include the suffix "A”.
  • This variant differs from, inter alia, the drawing of Figure 3 in that in the valve IA, the sleeve 52 constituting the output shaft is omitted.
  • the driving force of the turbine 5A is transmitted not mechanically but by a rotating magnetic field.
  • the wheel 50A carries a plurality of at least one drive magnet 63A, for example ten, regularly distributed around its periphery.
  • the turbine 5A thus integrates the rotor 62A, in the "wet" stage of the bulb 9A.
  • the windings of the associated stator 61A may be arranged radially to the drive magnets 63A, ie on the outer surface of the bulb 9A, or, as here, in an axial position other, and specifically to the the other side of the bulkhead 93A generally radial, that is to say in the adjacent "dry" stage.
  • the separating wall thus provided between the rotor 62A and the stator 61 A is a material capable of transmitting the magnetic flux.
  • the turbine 5A is then centripetal type that is to say that it is fed globally in a reverse path from that discussed with reference to Figures 3 and 4 essentially.
  • the downstream arrival section 32A of the connection 34A situated exclusively above the axis 10 in FIG. 8, deviates from it obliquely going towards the periphery of the wheel 50A, along a path F32, to reach a volume 95 A ring surrounding an injection device 99A cylindrical adjustable diaphragm itself encircling the wheel 5OA.
  • Motor elements, with references of hundred "1" are explained with reference to FIG. 12.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the wheel 5OA of the turbine 5A.
  • the water outlet is effected by the internal starting section 42 A, axial and located just below the axis 10.
  • the two types of characteristics namely the type of the output coupler of the turbine 5, 5 A, mechanical or magnetic, and the type of turbine 5, 5 A, centripetal or centrifugal, can be chosen independently one the other.
  • a detector circuit 89A measures the frequency of the voltage induced in the winding of the stator 6A1.
  • the detector circuit 89A is for example a counter of the number of alternations, of the same sign or not, of the alternating voltage thus generated, this count being carried out cyclically for periods of time of predetermined value by a time base, for example 1 second.
  • a dual system, periodemeter, is also possible, counting the number of pulses of a high frequency generator on the duration of an alternation.
  • the wheel 50A can however carry a said drive magnet 63A and the detector circuit 89A then comprises a magnetic flux detector winding of the drive magnet 63 A.
  • a transceiver emits a wave to the blades 51A of the wheel 50A to measure the Doppler modulation back.
  • the bulb 9A is transparent for optical detection of the rotation of the blades IA, for example by an optical fork, or by detection of an optical mark on the periphery of the wheel 50A.
  • the rotational speed measuring device is independent of the type of turbine 5, 5 A.
  • FIG. 10 shows that the injection device 99A comprises a first sheet of material, here a first ring 110 of axis 10, limiting a radially inner portion of the toric volume 95A, thus radially facing the wheel 50A, but the first ring 110 is here drawn in the form of a sheet developed flat, that is to say a rectangle, here vertical, the length of which represents the circular periphery.
  • the axis 10 is drawn horizontally.
  • the nozzles 111 to 114 are oriented in the desired direction of injection, so here with a radial component relative to the axis 10.
  • the nozzles 111 to 114 are here all of the same cross section, that is to say of the same axial extent and of the same angular extent with respect to the axis 10. They are arranged in an alignment along the length of the rectangle, that is to say that they occupy the same position axial.
  • the nozzles 111 to 114 are here equidistributed angularly, so here spaced 90 degrees.
  • the above three indications of equal section, alignment and even distribution of the nozzles 111 to 114 are each optional.
  • sheet here means any wall having a sufficient surface to provide the desired water injection passages, such a sheet may have any thickness, depending on other needs.
  • a second sheet of ring-shaped material 120 is concentrically disposed near the first ring 110, either internally or externally.
  • the four sectors 121 to 124 have an axial extension at least equal to the homologous value of the nozzles 111 to
  • Sectors 121 to 124 have associated nozzle unmasking lumens 111 to 114 which have angular extensions of mutually different sizes.
  • the first sector 121 has an angular extension, with respect to the axis 10, representing at least N times the angular extent of the nozzle 111.
  • Each of the N elementary sectors 121A to 121D is a elemental light.
  • the second sector 122 thus occupying a position offset by 90 degrees with respect to the first sector 121, is likewise divided into the same N elementary sectors, respectively 122A, 122B, 123C, 122D. It is the same for the third sector 123 and the fourth sector 124, having elementary sectors 123A, 123B, 123C, 123D and 124A, 124B, 124C, 124D respectively.
  • the four sectors 121 to 124 differ mutually in that elementary sectors of each are, in increasing number according to the sector rank 121, 123, 123, 124, constituted by a wall zone, therefore opaque, and not by a light elementary.
  • the first elementary sector 122A of the second sector 122 is opaque, and it is the same for the first and second elementary sectors 123A, 123B third sector 123 and for the first, second and third elementary sectors 124 A, 124B, 124C of the fourth sector 124.
  • Two other such offsets gradually unmask the nozzles 113 and 114.
  • a rotation out of the above angular range masks all the nozzles 111 to 114.
  • the desired rotation, to perform the relative shear movement can be carried out by one or other of the two rings 110, 120.
  • each of the sectors 121 to 124 may be larger than exposed, if it turns out that the adjacent adjacent elementary sectors, such as 121A to 121D, are angularly arranged adjacent. Note, however, that the switching between the opening adjustment positions from 0 to N nozzles 111 to 114 is performed without discontinuity if the elementary sectors are, as here, adjacent.
  • FIG. 11 illustrates a variant of the assembly of FIG. 10, with two rings 210, 220 which are respective homologues of the first and second rings 110, 120.
  • the elements homologous to those of FIG. 10 bear the same reference number, with however a number of hundred "2". Only the new characteristics of FIG. 1 1 will therefore be exposed.
  • the difference in principle lies in the fact that the first and second rings 210, 220 are mutually axially movable along the axis 10. Therefore, each of the first, second, third, and fourth nozzles 211, 212, 213, 214 is axially offset relative to the others, here increasing with its rank, and the first, second, third and fourth sectors 221, 222, 223, 224 are extended axial, and not circumferential as in Figure 10.
  • Figure 12 is an axial sectional view showing the second ring 120 angularly movable, secured by a radial disk, an axial shaft 150 angular position control, the assembly forming an axial cup open to the connector 34A.
  • the shaft 150 comprises a ring gear 151 coupled to a pinion 161 driven by an actuator constituted by a stepping adjustment motor 162.
  • the adjustment motor 162 is omitted and the angular adjustment is manually controlled by a wheel or equivalent.
  • FIG. 8 represents the elements above, the cup being however returned to unmask the driving magnets 63A, that is to say that the radial disc above is between the connection 34A and the wheel 50A, this last being carried by a sleeve, not drawn, surrounding the shaft 150.
  • the ring gear 151 is replaced by a radial relief, female or male, such as a groove or a bead or an axial rack that drives axially the motor pinion 161 then axially orthogonal to the axis 10.
  • the axial drive mechanism may also be of translation type, that is to say that the motor pinion 161 may also be replaced by a finger, or respectively a fork, to drive the shaft 150 in axial translation in one direction and the other, on bearings provided for this purpose.
  • the position adjustment control of the second ring 120, 220 is effected by radial rather than axial access.
  • the bulb 9 then comprises a radial circular passage of determined geometric axis, facing the toric volume 95 A, through, sealed, by a radial adjustment shaft, internal end of the crank type, or bayonet.
  • An end section, internal to the bulb 9, of the radial adjustment shaft thus extends at a distance from the geometric axis of the radial passage, so that, during the rotation of the radial adjustment shaft, the inner end section traverses an arc in a plane tangential to the second movable ring 120, 220, that is to say a plane parallel to the general axis 10 and at a distance therefrom.
  • the second movable ring 120, 220 comprises a drive cavity housing the inner end of the radial adjustment shaft allowing it to pivot.
  • the radial adjustment shaft can thus, by a circular path, cause the second angularly movable ring 120, respectively the second axially movable ring 220.
  • the driving cavity may therefore be a groove whose width is adapted to the diameter of the end of the drive shaft and the length of which provides the degree freedom to allow the path of the curve curve above, that is to say with a component "parasite" away from the useful direction, for example purely tangential.
  • the second ring 120, 220 considered is mounted so that it is also somewhat mobile in the "parasitic" direction above.
  • the angular or axial position of the second ring 120, respectively 220 is regulated by a magnetic coupling comprising a ring gear, angularly and / or axially, of radially external driving magnets 9, cooperating with a ring gear. magnets conducted at opposite poles, fixed on the second ring 120, 220.
  • Any one, led or driven, of the two magnet rings can be replaced by a crown passive material of high permeability, for example ferrite, forming a circular serration, each pair of teeth thus providing, from a tooth tip to the neighbor, a magnetic path of minimum impedance, that is to say of maximum permeability.
  • a driving rotation of the driving ring, made of ferrite or magnets, is thus copied by the driven ring, respectively magnet or ferrite, under the effect of the forces due to the minimum magnetic path maintenance law, it is ie permeability or maximum value coupling.
  • the second ring 120 rotatable, that the passage from one angular position to the next is performed with further a clutch release clutch in a back and forth in axial sliding.
  • the second ring 120 then comprises at least one toothed ring sector, serration of not equal to or multiple of the value of a said elementary pitch of angular offset, serration which, in any set position, is engaged with an anti-finger. rotation, fixed relative to the bulb 9A.
  • the axial axial movement temporarily releases the above serration, to make it perform the desired elementary angular rotation, and then the coupling again to the anti-rotation finger.
  • the same principle can be applied, dualally, to the second ring 220, axially movable, that is to say that the circular ring with serration above is replaced by an axial rack and the second ring 220 is driven according to an intermediate disengagement-clutch movement comprising an angular reciprocating movement from one axial position to another.
  • first and second rings 110, 120 and 210, 220 are driven by the wheel 50, 50A, that is to say at its speed. It can thus be considered that the wheel 50, 50A, thus provided with rings 110, 120 or 210, 220, is of variable geometry.
  • the axial position of the second ring 220, axially movable will for example be regulated by a said radial adjustment shaft, in engagement with a said cavity of the second ring 220, in the form of a circular groove to thus offer the said degree of freedom wanted in total rotation.
  • the rings above are replaced by two essentially radial discs and axially opposite, for example located at the outlet of the inner section of arrival 32.
  • the desired relative shear movement of the two disks is effected by rotation of one.
  • one is a curtain movable in a predetermined radial direction, as in Figure 9, that is to say a kind of guillotine with functional areas that can close the desired nozzles, non-contact areas. functional may possibly not be sealed if the areas facing the other disc provide the desired seal, that is to say the non-circumvention of the nozzles.
  • the motor 162 is controlled by an electronic interface circuit 88 A receiving, by radio or by a wire link, the orders of a central management unit 170 managing various such IA valves distributed in an installation.
  • the central unit 170 receives the flow measurements of each valve IA, coming from the detector circuit 89A and retransmitted by wire circuits or by the radio circuits 83, then operating in transmission, and / or associated water temperature measurements or further measurements of air temperature of corresponding premises, these measurements being provided by sensors integrated to each valve IA or, overall, to the heating installation, or being external.
  • the flow control of the set of nozzles 111 to 114 thus carried out thus makes it possible to regulate the flow rate in the radiator 200 associated with the valve 1, IA. If, however, the connection 34 comprises a shunt, it will be provided to provide a low flow rate to the radiator 200, and the valve 1, IA can perfectly regulate the flow exceeding the low flow rate.
  • the central unit 170 can be programmed to control the desired settings, initial balancing of the flow rates of the various radiators 200, 300, mutually in parallel, that is to say set of the respective pressure drops.
  • the measurements of the respective flow rates for example according to the measured rotational speed of the respective turbines 5 or 5A, are thus acquired and compared with a setpoint value, general or individual, for then, according to a measurement of error as well. acquired, issue orders to move the second ring 120 or 220 in the direction tending to cancel the error.
  • the comparison above obviously takes into account the possible flow of low water.
  • the initial setting of the pressure drop can be carried out by means of the injection device 99A or by a needle located in series with it, in the bulb 9.
  • the needle can however be provided on the direct path between the external arrival section 3 IA and the external departure section 4 IA, particularly if it is desired a certain independence between the flow of water passing through the radiator 200 and that through the turbine 5A, and possibly starting with a downstream path not passing through the radiator 200, as mentioned above in relation to the application to an LED.
  • the control of the pressure drop calibration can be stored in a memory of the bulb 9, to locally retain the desired position mark even if the connection with the central unit 170 is cut off.
  • the installation For a precise adjustment of the installation, it is to carry out an iterative process because, as the overall flow of the installation tends to remain constant, the setting of the nominal flow rate of a radiator 200 modifies the supply pressure various radiators 200, 300 and therefore the flow rate of the other radiators 300.
  • An installer spends long hours to perform such a conventional balancing work, and, moreover, he can not hope to achieve, in an economically reasonable time, a perfect balancing.
  • the present system thus constitutes a local area network that performs the desired balancing in a much smaller time and with any desired accuracy.
  • the installer has a data exchange device, such as a wireless telephone, such as cellular or local cellular telephone, for receiving data from the central unit 170, for example the instantaneous flow rate value, the temperature of the water and that of the local, and others.
  • a data exchange device such as a wireless telephone, such as cellular or local cellular telephone
  • the installer can transmit commands to the central unit 170, for example to set such flow rate setpoint values, each valve 1, IA being associated with a network address.
  • the type of network in particular the communication protocol, can be arbitrary, a relatively simple network, not real time, Ethernet type, being well suited since the risk of collision is very limited due to the low traffic.
  • the data exchange device can however be fully integrated in the bulb 9, that is to say that it will be duplicated throughout the installation.
  • the data of the central unit 170 received by the bulb 9 is then displayed on a screen, or broadcast by voice synthesis.
  • the setting control data to be transmitted to the central unit 170 and any voice synthesis repeat control data and other human-machine relationship data can be entered by a keyboard, or touch screen, of the bulb 9 or by speech Recognition.
  • the water flow to the turbine 5A can be regulated to modulate the power thereof, and thus change its action on the driven member.
  • the turbine 5 A drives a fan
  • the CPU 170 will accelerate it in case of growth detection of the ambient air temperature.
  • the turbine 5A drives a generator 6 supplying a room light LED
  • the supply current will be increased if a brightness sensor indicates to the CPU 170 that the sun is declining. It is therefore a regulation of the turbine 5A which takes into account a totally external need for the heating system.
  • the pressure drop adjustment can be performed at the second ring 120, 220, for such an external need, or at the needle 2, for a need internal to the heating system.
  • the valve 1, IA also has a pipe and needle or drawers allowing it to be connected, optionally, in series with the radiator 200 (normal operation) or in parallel (Radiator 200 "cut” or insufficient flow vis-à-vis the external need of the valve 1, IA).
  • the central unit 170 establishes a history of the water flows thus measured. This history thus reflects the thermal needs of the locality considered, which were expressed through the movements of the valve 1, IA.
  • the CPU 170 can thus detect generally excessive flow rates, that is to say excessive thermal leakage in a room. Conversely, generally low flow rates may be indicative of a partial closure of a pipe. An alarm is then generated, for example by editing the history and highlighting outliers.
  • FIG. 13 is an axial sectional view illustrating a T-fitting incorporating a 3-way valve, referenced 180, mounted in series on the upstream loopback pipe 203 and constituting a variant 34A of the T-joint 34.
  • the valve 180 has a rotary switching part comprising first, second and third radial arms 181, 182, 183, equidistant from to a geometric axis of rotation 180X perpendicular to the plane of extension of the T, which arms are carried by a hub 184 housed in a body 185 of the valve 180.
  • the hub 184 has, at an accessible axial end, a relief, here a cavity , With non-circular cross section, here hexagonal, receiving an Allen type adjustment key.
  • a relief here a cavity
  • non-circular cross section here hexagonal, receiving an Allen type adjustment key.
  • the first arm 181 is aligned with, and in the direction of, the axis 10 of the valve 1, IA, perpendicular to the extension direction 30, 40 of the branches of the T, that is to say the external arrival section 31 A and the external departure section 4 IA.
  • the flow of incident water, descending in FIG. 13, from the external arrival section 3 IA is diverted at right angles in the inner arrival section 32 A, locally parallel to the axis 10 and located just above.
  • the free end of the first arm 181 is in sealing contact with a wall zone 187 centered on the axis 10 and generally radial thereto, located at the top of the trunk of the T, that is to say at the end of the
  • the second and third arms 182, 183 are each in contact with a circular zone 180C of an internal wall 180D, on the right-hand side, of the valve 180 opposite to the valve IA, so that there is there is no shunt of this last in this example.
  • the third arm 183 is then redundant with the second arm 182, since they represent two interruptions in series in the virtual direct flow path of the water to the right of the axis 180X.
  • FIG. 13 being symmetrical with respect to the horizontal axis 10, the water leaves the valve IA passing through the internal starting section 42A situated under the axis 10 and thus under the first arm 181 and it flows in the external departure section 41A.
  • the valve 180 further comprises a valve 189 connected between the outer arrival section 31A and the outer outward section 4 IA.
  • the valve 189 is here integrated in the hub 184, and it controls a shunt passage of the first arm 181, that is to say a passage generally perpendicular to the radial direction of the first arm 181.
  • the valve 189 is here calibrated at 0.3 bar to short-circuit the incoming external portion 31A and the outer outward portion 41A if the second ring 120, 220 causes an excess of pressure by excessively reducing the flow of water.
  • the excess pressure drop allows any significant reduction in drive flow of the turbine 1, IA, since the distribution of the flows in the various radiators 200, 300 is not seriously disturbed.
  • the hub 184 has rotated, with respect to the drawing of FIG. 13, by about 15 degrees in one direction (the other direction also being suitable because of the symmetry with respect to the axis 10) to close partially the supply of the valve IA, being effected by the internal arrival section 32A, located just above the axis 10.
  • the hub 184 has rotated, with respect to the drawing of FIG. 13, by about 15 degrees in one direction (the other direction also being suitable because of the symmetry with respect to the axis 10) to close partially the supply of the valve IA, being effected by the internal arrival section 32A, located just above the axis 10.
  • the hub 184 has rotated, with respect to the drawing of FIG. 13, by about 15 degrees in one direction (the other direction also being suitable because of the symmetry with respect to the axis 10) to close partially the supply of the valve IA, being effected by the internal arrival section 32A, located just above the axis 10.
  • the internal arrival section 32A located just above the axis 10.
  • the ends of a pair of arms here the second and third arms 182, 183, respectively are in contact with two 180F, 180E areas located on both sides of the mouthpiece constituting the top of the trunk of the T in a wall of left 180B.
  • the V-shaped cap formed by the second and third arms 182, 183 thus closes the internal arrival sections 32A and 42A, thus isolating the valve IA.
  • the first arm 181 is in contact with the circular zone 180C opposite the axis 10, so that the first and third arms 181, 183 close the external arrival section 3 IA, thus cutting off the supply of the radiator 200 and therefore, redundantly, also cutting power to the valve IA.
  • the three arms 181, 182, 183 delimit, two by two, three caps able to simultaneously simultaneously obstruct the three passageways of the T 180.
  • the arms 181 to 183 are in increased number and / or that they extend in mutually unequal directions and / or that the cylindrical housing, three passages, containing the hub 184 has contact areas, with the arms 181 to 183, having angular extents other than those indicated.
  • the hub 184 can also be controlled by an actuator, such as an electric motor preferably powered by the generator 6 and controlled by the central unit 170.
  • a time base thereof can thus cyclically control a temporary passage in the cleaning position of the various filters 188 according to Figure 14. It may also be expected to remotely control a cutoff of the water supply of any valve 1, IA of the installation, to allow the disassembly of a valve 1, IA defective, cutting, totally or not (see variant above), the supply of the radiator 200, 300.

Abstract

The thermostatic valve (1), housed in a bulb (9), includes a needle (2) for regulating the flow of air-conditioning water, inserted between a flow inlet channel (3) and a flow outlet channel (4), and includes radio circuits (83) for receiving temperature control commands, said circuits being connected to a block (84) for controlling the needle (2), and it includes a centrifugal or centripetal impeller (5) connected between the channels (3, 4), an output shaft (52) of said impeller driving a current generator (6) supplying the radio circuits (83) and the control block (84).

Description

Vanne thermostatique à turbine Thermostatic valve with turbine
1. Domaine de l'invention1. Field of the invention
L'invention concerne les vannes thermostatiques régulant la température d'un radiateur.The invention relates to thermostatic valves regulating the temperature of a radiator.
2. Art antérieur2. Prior Art
Une vanne thermostatique, ou thermostat, forme un bulbe monté selon un branchement série sur le tuyau alimentant un radiateur en eau chaude issue d'une chaudière dont la pompe peut assurer un certain débit. Un pointeau régule le débit du flux d'eau chaude par étranglement du passage dans le corps de vanne. Le pointeau est poussé en coulissement, par vissage d'un capuchon du bulbe repoussant un ressort de rappel, jusqu'à la position de consigne choisie. Par ailleurs, le bulbe renferme un capteur de température et actionneur, du genre bilame, qui module la position du pointeau, pour l'avancer ou le reculer par rapport à la position de consigne, selon que la température ambiante est supérieure ou inférieure à la consigne.A thermostatic valve, or thermostat, forms a bulb mounted according to a series connection on the pipe supplying a radiator in hot water from a boiler whose pump can provide a certain flow. A needle valve regulates the flow rate of the hot water flow by throttling the passage in the valve body. The needle is pushed in sliding, by screwing a cap of the bulb pushing a return spring, to the chosen setpoint position. In addition, the bulb contains a temperature sensor and actuator, of bimetallic kind, which modulates the position of the needle, to advance or retreat relative to the set position, depending on whether the ambient temperature is higher or lower than the setpoint.
Cet art antérieur a été perfectionné. Il est en effet apparu des vannes thermostatiques dans lesquelles le capteur de température ci-dessus n'assure plus la fonction d'actionneur car il est déporté à distance du bulbe et remplacé par un récepteur de télécommandes qui pilote un actionneur électrique commandant le pointeau. Le capteur, associé à un émetteur de télécommandes d'asservissement à une température de consigne, peut ainsi être placé à distance du radiateur, afin de mesurer effectivement la température de l'air ambiant de la pièce, puisque le capteur déporté ne subit plus l'influence des points chauds que constituent le radiateur et son tuyau d'alimentation. 3. Inconvénients de l'art antérieurThis prior art has been perfected. It has indeed appeared thermostatic valves in which the above temperature sensor no longer provides the actuator function because it is remote from the bulb and replaced by a remote control receiver which controls an electric actuator controlling the needle. The sensor, associated with a control remote control transmitter at a set temperature, can thus be placed at a distance from the radiator, in order to effectively measure the ambient air temperature of the room, since the remote sensor is no longer subjected to influence of hot spots that constitute the radiator and its supply pipe. 3. Disadvantages of prior art
La vanne thermostatique, initialement purement mécanique, est ainsi devenue électromécanique, si bien qu'il faut prévoir une source d'alimentation électrique. On peut songer à l'alimenter par le secteur, mais cela nécessite des travaux d'installation d'un câble, et donc implique un certain coût. En effet, les prises de courant reliées au secteur ne sont pratiquement jamais présentes à proximité immédiate d'un radiateur.The thermostatic valve, initially purely mechanical, has thus become electromechanical, so that it is necessary to provide a power source. We can think of feeding it by the sector, but it requires the installation of a cable, and therefore involves a certain cost. Indeed, the power outlets connected to the sector are almost never present in the immediate vicinity of a radiator.
Classiquement, cette fonction est donc assurée par une pile, qu'il faut alors remplacer périodiquement. Toutefois, en l'absence de testeur de charge restante, l'utilisateur ne peut pas déterminer l'instant auquel il faut remplacer cette pile. Soit il la remplace à période fixe, s'il y pense, soit il attend la panne. Dans le premier cas, il va donc remplacer une pile qui pourrait encore servir quelque temps, et, dans le second cas, le radiateur n'est plus régulé pendant la durée de la panne. L'utilisateur doit alors périodiquement tester manuellement la température du radiateur pour tenter de déterminer si cette température lui semble en accord avec l'écart entre la température ambiante et la température de consigne, c'est-à-dire si son confort lui semble encore assuré. Précisément, si l'utilisateur a une sensation de froid dans l'air ambiant alors qu'il a bien réglé la température de consigne, il doit normalement constater que le radiateur est chaud, c'est-à-dire que la chaîne d'exécution des télécommandes d'asservissement est encore fonctionnelle.Classically, this function is provided by a battery, which must be replaced periodically. However, in the absence of a remaining charge tester, the user can not determine when to replace that battery. Either he replaces it at a fixed period, if he thinks of it, or he expects the breakdown. In the first case, it will replace a battery that could still serve some time, and in the second case, the radiator is no longer regulated during the duration of the failure. The user must then periodically test the temperature of the radiator to try to determine if this temperature seems to him in agreement with the difference between the ambient temperature and the set temperature, that is to say if its comfort still seems to him assured. Specifically, if the user has a feeling of coldness in the ambient air when he has set the set temperature, he should normally find that the radiator is hot, that is to say that the chain of Servo remote control execution is still functional.
On conçoit que de telles vérifications sont fastidieuses et approximatives, c'est-à-dire que l'état de panne risque de n'être détecté qu'après plusieurs jours. Cette situation peut donc affecter le confort et éventuellement la santé des occupants de la pièce, en particulier si le manque d'alimentation immobilise le pointeau en position de quasi fermeture. Inversement, une immobilisation en position d'ouverture va provoquer une consommation inutile de calories, avec en outre la gêne occasionnée par une ambiante surchauffée. 4. Objectifs de l'inventionIt is understood that such checks are tedious and approximate, that is to say that the state of failure may be detected after several days. This situation can therefore affect the comfort and possibly the health of the occupants of the room, especially if the lack of power immobilizes the needle in the close position. Conversely, immobilization in the open position will cause unnecessary consumption of calories, with further discomfort caused by overheated room. 4. Objectives of the invention
La présente invention vise à proposer une solution plus conviviale pour maintenir une source d'alimentation électrique, en s'affranchissant du problème de surveillance de l'état d'une pile.The present invention aims to provide a more user-friendly solution to maintain a power source, by avoiding the problem of monitoring the status of a battery.
On notera que, si l'invention a effectivement pour origine le problème ci- dessus, d'alimentation d'un circuit électrique de commande de vanne thermostatique, la solution apportée par l'invention va au-delà de la solution du problème particulier exposé ci-dessus, car l'invention vise à permettre d'alimenter tout circuit électrique, qu'il soit ou non impliqué dans la fonction de régulation de température.It will be noted that, if the invention actually originates from the above problem of supplying an electric circuit for controlling a thermostatic valve, the solution provided by the invention goes beyond the solution of the particular problem exhibited. above, because the invention aims to allow to supply any electrical circuit, whether or not involved in the temperature control function.
Plus généralement encore, l'invention vise à permettre de fournir localement de l'énergie cinétique, que l'on peut utiliser de diverses façons, par exemple pour déplacer un organe mené quelconque, ou pour produire du courant électrique par déplacement relatif entre un inducteur et un induit, par exemple par rotation d'un rotor.More generally, the invention aims to provide local energy kinetic, which can be used in various ways, for example to move any led member, or to produce electric current by relative displacement between an inductor and an armature, for example by rotating a rotor.
5. Caractéristiques essentielles de l'invention5. Essential characteristics of the invention
A cet effet, la présente invention concerne tout d'abord une vanne thermo statique comportant des moyens d'étranglement d'un flux de liquide à réguler, insérés entre un canal d'arrivée et un canal de départ du flux prévus pour être insérés dans une canalisation d'alimentation d'un radiateur de climatisation, vanne caractérisée par le fait qu'elle comporte une turbine, branchée entre les dits canaux et comportant un moyen d'entraînement d'un organe mené.For this purpose, the present invention relates first of all to a thermostatic valve comprising means for throttling a liquid flow to be regulated, inserted between an inlet channel and a flow starting channel intended to be inserted into a supply pipe for an air-conditioning radiator, valve characterized in that it comprises a turbine, connected between said channels and comprising means for driving a driven member.
L'invention est applicable tout aussi bien à un radiateur de réfrigération qu'à un radiateur de chauffage, puisque l'invention est indépendante de tout aspect thermique à ce niveau. La turbine se trouve ainsi couplée à la pompe, de la chaudière ou d'un système frigorifique, à travers le flux d'eau qu'elle met en mouvement, et la turbine peut ainsi récupérer une partie de l'énergie mécanique que la pompe a transmise à l'eau. En d'autres termes, on peut ainsi constituer une chaîne de transmission d'énergie, formée par : le réseau électrique, la pompe qu'il alimente, qui traduit le courant électrique qu'elle reçoit en une énergie cinétique transformée en énergie hydraulique du flux d'eau, la canalisation pour le flux d'eau, la vanne selon l'invention, dont la turbine récupère une partie de l'énergie hydraulique des particules du flux d'eau pour la restituer sous forme d'énergie mécanique aisément disponible sur un arbre de sortie ou sous forme d'un champ magnétique tournant.The invention is equally applicable to a refrigeration radiator as a heating radiator, since the invention is independent of any thermal aspect at this level. The turbine is thus coupled to the pump, the boiler or a refrigeration system, through the flow of water that it sets in motion, and the turbine can thus recover some of the mechanical energy that the pump transmitted to water. In other words, it is thus possible to constitute a chain of energy transmission, formed by: the electrical network, the pump that it supplies, which translates the electric current that it receives into a kinetic energy transformed into hydraulic energy of the flow of water, the pipe for the flow of water, the valve according to the invention, the turbine of which recovers a part of the hydraulic energy of the particles of the water flow to restore it in the form of mechanical energy readily available on an output shaft or as a rotating magnetic field.
C'est donc une liaison hydraulique qui relie l'élément moteur amont, c'est- à-dire la pompe, à l'élément moteur aval que constitue la turbine, ainsi déportée par rapport à l'élément moteur amont. On conçoit l'intérêt d'un tel moyen de déport, puisqu'une liaison hydraulique s'affranchit grandement de toute contrainte de forme du trajet.It is therefore a hydraulic connection that connects the upstream motor element, that is to say the pump, to the downstream motor element that constitutes the turbine, and deported relative to the upstream motor element. The interest of such a means of offset is conceivable since a hydraulic connection is largely free from any constraint of shape of the path.
Il est alors facile de se raccorder sur l'arbre de sortie, ou équivalent, de la turbine pour entraîner tout organe mené voulu, et en particulier une génératrice d'alimentation de tout circuit électrique prévu, par exemple les moyens de commande d'un pointeau ou équivalent.It is then easy to connect to the output shaft, or equivalent, of the turbine to drive any desired driven member, and in particular a power generator of any electrical circuit provided, for example the control means of a needle or equivalent.
En pareil cas, la génératrice constitue donc un maillon final de la chaîne ci- dessus, motrice, c'est-à-dire que, globalement, c'est le courant du réseau électrique qui se trouve déporté jusqu'à la vanne, à travers le circuit hydraulique, avec la transformation, intermédiaire et temporaire sur le tronçon "transport", en une énergie cinétique de flux d'eau. La turbine et la génératrice constituent donc, par rapport aux fonctions de la pompe et au réseau secteur, des éléments à fonctions inverses, ce qui permet donc de restituer les grandeurs physiques de départ, c'est- à-dire l'énergie mécanique mais aussi l'énergie électrique. On notera donc que le résultat premier de l'invention est de fournir de l'énergie mécanique par son moyen de sortie, pour entraîner un organe mené. Un résultat second est que l'on peut par exemple alimenter électriquement des circuits si l'organe mené est une génératrice. Ainsi, il est intéressant que la turbine soit intégrée, dans un bulbe, avec l'organe mené, constitué par une génératrice de courant.In such a case, the generator thus constitutes a final link in the above motor chain, that is to say that, overall, it is the power grid current that is deported to the valve, through the hydraulic circuit, with the transformation, intermediate and temporary on the section "transport", into a kinetic energy of water flow. The turbine and the generator thus constitute, with respect to the functions of the pump and the mains network, elements with inverse functions, which thus makes it possible to restore the physical quantities of departure, that is to say the mechanical energy but also electrical energy. It will therefore be noted that the first result of the invention is to supply mechanical energy through its output means, to drive a driven member. A second result is that one can for example electrically feed circuits if the driven member is a generator. Thus, it is interesting that the turbine is integrated, in a bulb, with the driven member, consisting of a current generator.
Dans l'application principale visée, la génératrice de courant est prévue pour alimenter des moyens de réception de commandes d'asservissement de température reliés à des moyens de commande des moyens d'étranglement. On atteint ainsi le but particulier initialement visé, d'autonomie électrique des circuits d'asservissement de la température.In the main application targeted, the current generator is provided for supplying means for receiving temperature control commands connected to control means of the throttling means. This achieves the original goal of electrical autonomy of the temperature control circuits.
De façon avantageuse, la turbine est de type à flux d'eau radial, centrifuge ou centripète, le canal d'arrivée ou respectivement le canal de départ, débouchant, côté turbine, par un tronçon interne d'arrivée, respectivement de départ, qui occupe une position axiale par rapport à un axe géométrique de rotation de la turbine.Advantageously, the turbine is of the type of radial, centrifugal or centripetal water flow, the inlet channel or respectively the starting channel, opening, on the turbine side, by an internal arrival section, respectively starting, which occupies an axial position with respect to a geometrical axis of rotation of the turbine.
Dans ce cas, il est intéressant que le canal de départ comporte un tronçon interne de départ comprenant un manchon entourant le tronçon interne d'arrivée.In this case, it is interesting that the starting channel comprises an internal starting section comprising a sleeve surrounding the internal arrival section.
Le raccord est ainsi très compact. Il peut en particulier être de section mécaniquement compatible avec un raccord classique, de sorte que la vanne selon l'invention peut se substituer à une vanne classique, dans le cadre, par exemple, de travaux de rénovation.The connection is very compact. It may in particular be of mechanically compatible section with a conventional fitting, so that the valve according to the invention can be substituted for a conventional valve, in the context, for example, of renovation work.
De façon avantageuse, une roue de la turbine présente des augets dont une zone de bord radialement externe présente une direction d'extension sensiblement axiale par rapport à l'axe géométrique, se poursuivant par un canal de retour dirigé en oblique vers l'axe géométrique pour rejoindre le tronçon interne de départ.Advantageously, a wheel of the turbine has buckets whose radially outer edge zone has a direction of extension substantially axial with respect to the geometric axis, continuing with a return channel directed obliquely towards the geometric axis to join the internal stretch of departure.
Le flux incident est ainsi renvoyé après un retournement d'environ 180 degrés, ce qui correspond à un optimum de rendement puisque la variation de la quantité de mouvement des particules du flux incident, et donc le transfert d'énergie cinétique, correspond à la différence vectorielle de deux vecteurs vitesse de sens opposés. En d'autres termes, le rendement est optimal si la distance entre les deux sommets de deux vecteurs de même amplitude est maximale, c'est-à-dire lorsque ceux-ci sont exactement alignés et de directions opposées.The incident flux is thus returned after a reversal of approximately 180 degrees, which corresponds to an optimum of efficiency since the variation of the momentum of the particles of the incident flux, and thus the transfer of kinetic energy, corresponds to the difference vector of two speed vectors opposite meanings. In other words, the efficiency is optimal if the distance between the two vertices of two vectors of the same amplitude is maximum, that is to say when they are exactly aligned and in opposite directions.
Une telle turbine présente donc des caractéristiques de compacité et de rendement qui ne dépendent que de la géométrie des divers canaux d'arrivée et de retour ou départ, et de la géométrie des augets. On conçoit donc qu'une telle turbine, dont la structure est indépendante de la chaîne cinématique aval qu'elle commande, peut être utilisée dans des applications toutes autres que la présente application de chauffage. II peut être prévu que les deux tronçons internes soient parallèles à une direction d'un axe géométrique déterminé, perpendiculaire à une direction d'extension de l'un quelconque des deux tronçons externes, l'autre tronçon externe s'étendant selon l'une quelconque des deux dites directions.Such a turbine therefore has characteristics of compactness and efficiency that depend only on the geometry of the various arrival and return channels or departure, and the geometry of the buckets. It is therefore conceivable that such a turbine, whose structure is independent of the downstream kinematic chain that it controls, can be used in applications other than the present heating application. It can be provided that the two inner sections are parallel to a direction of a given geometric axis, perpendicular to an extension direction of any one of the two outer sections, the other outer section extending in one direction. any of the two said directions.
On dispose ainsi de plusieurs possibilités de raccordement à la tuyauterie, qui peut donc être rectiligne ou présenter un coude.There are thus several possibilities of connection to the pipe, which can be straight or have an elbow.
De préférence, la turbine et la génératrice occupent des positions étagées axialement selon le dit axe géométrique de rotation, la génératrice étant logée dans un capot amovible en extrémité libre du bulbe. On peut ainsi limiter la zone noyée, contenant la turbine, par rapport au reste et autoriser ainsi le changement de capot sans purger ni déposer l'installation.Preferably, the turbine and the generator occupy staggered positions axially along said geometric axis of rotation, the generator being housed in a removable cap at the free end of the bulb. It is thus possible to limit the flooded area, containing the turbine, relative to the rest and thus allow the change of hood without purging or removing the installation.
Les moyens d'étranglement peuvent être de divers types, par exemple un papillon monté pivotant autour d'un axe transverse au canal considéré ou encore une lame rideau, mobile en translation rectiligne ou circulaire dans son plan, pour venir cisailler le flux. Toutefois, dans une forme de réalisation intéressante, les moyens d'étranglement comportent un pointeau monté coulissant selon le dit axe géométrique et présentant une surface frontale à profil latéral sensiblement conique, pour défléchir radialement un flux d'arrivée issu du tronçon interne d'arrivée. Le pointeau présente ainsi une double fonction, ce qui diminue d'autant le volume de matériel. On peut en outre prévoir que le tronçon interne d'arrivée présente une embouchure de sortie munie d'un déflecteur de guidage du flux d'arrivée.The throttling means can be of various types, for example a butterfly pivotally mounted about an axis transverse to the channel in question or a curtain blade, movable in rectilinear or circular translation in its plane, to come shear the flow. However, in an interesting embodiment, the throttling means comprise a pin mounted sliding along said geometrical axis and having a front surface with a substantially conical lateral profile, for radially deflecting an incoming flow coming from the internal arrival section. . The needle thus has a dual function, which reduces the volume of material accordingly. It can further be provided that the inner arrival section has an outlet mouth provided with a deflector guiding the incoming flow.
Le flux est ainsi mieux guidé et orienté et est donc plus efficace.The flow is thus better guided and oriented and is therefore more efficient.
Selon une forme de réalisation intéressante, un tronçon arrière du pointeau est monté coulissant dans un manchon constituant le dit moyen d'entraînement, le manchon étant logé dans un passage axial d'une cloison étanche de confinement du flux.According to an interesting embodiment, a rear section of the needle is slidably mounted in a sleeve constituting said drive means, the sleeve being housed in an axial passage of a flow containment bulkhead.
L'ensemble des éléments est donc coaxial, ce qui simplifie la structure.The set of elements is therefore coaxial, which simplifies the structure.
Il peut être prévu qu'une surface radialement externe du manchon constituant le moyen d'entraînement est portée par un palier logé dans le passage de la cloison.It can be provided that a radially outer surface of the sleeve constituting the drive means is carried by a bearing housed in the passage of the partition.
Le manchon est ainsi multifonctionnel.The sleeve is thus multifunctional.
Il est intéressant que le pointeau soit angulairement couplé avec la turbine.It is interesting that the needle is angularly coupled with the turbine.
On limite ainsi l'usure des joints prévus, puisque le pointeau n'a pas de vitesse relative angulaire par rapport à la roue de la turbine.This limits the wear of the joints provided, since the needle does not have an angular relative speed with respect to the wheel of the turbine.
La turbine peut être associée à un dispositif d'injection d'eau réglable.The turbine may be associated with an adjustable water injection device.
On peut ainsi régler la puissance motrice de la turbine en fonction du besoin.It is thus possible to adjust the driving power of the turbine as needed.
Dans une forme de réalisation intéressante, le dispositif d'injection comporte deux feuilles de matériau en regard et mutuellement mobiles pour occuper plusieurs positions relatives prédéterminées, une première feuille présentant une pluralité d'ajutages d'injection et une seconde feuille présentant des lumières de tailles et de dispositions agencées pour démasquer un nombre variable d'ajutages lorsque l'une des feuilles passe d'une dite position à une autre. II peut être prévu un moteur de réglage du dispositif d'injection.In an interesting embodiment, the injection device comprises two sheets of material facing and mutually movable to occupy several predetermined relative positions, a first sheet having a plurality of injection nozzles and a second sheet having size lights. and arrangements arranged to unmask a variable number of nozzles when one of the sheets passes from one said position to another. There can be provided an adjustment motor of the injection device.
La vanne peut aussi comporter un ensemble de mesure de vitesse de rotation de la turbine.The valve may also include a set of rotational speed measurement of the turbine.
Il est intéressant que la vanne soit munie d'un raccord comportant un robinet d'arrêt agencé pour prendre une position intermédiaire autorisant le passage, entre le canal d'arrivée et le canal de départ, d'un jet d'eau de balayage d'une surface frontale d'un filtre de contrôle d'accès à un tronçon interne d'arrivée appartenant au canal d'arrivée.It is advantageous for the valve to be provided with a coupling comprising a shut-off valve arranged to take an intermediate position allowing passage, between the inlet channel and the starting channel, of a jet of sweeping water a front surface of an access control filter to an internal arrival section belonging to the arrival channel.
Dans une forme de réalisation intéressante, la vanne comporte des circuits de liaison avec une unité centrale de gestion d'une installation comportant une pluralité d'au moins une dite vanne, circuits de liaison agencés pour transmettre à l'unité centrale des données saisies localement et pour recevoir en retour des ordres de commande d'un actionneur d'un organe de réglage de débit d'eau.In an interesting embodiment, the valve comprises connection circuits with a central management unit of an installation comprising a plurality of at least one said valve, connecting circuits arranged to transmit to the central unit data entered locally. and to receive feedback commands from an actuator of a water flow control member.
L'invention concerne aussi un réseau local de transmission de données comportant une pluralité d'au moins une vanne selon l'invention, et une unité centrale de gestion comportant des moyens de liaison agencés pour transmettre à l'au moins une vanne, à travers les circuits de liaison, de dits ordres de commande d'un actionneur d'un organe de réglage de débit d'eau.The invention also relates to a local data transmission network comprising a plurality of at least one valve according to the invention, and a central management unit comprising connecting means arranged to transmit to the at least one valve, through the connection circuits, said control commands of an actuator of a water flow control member.
L'unité centrale peut être agencée pour a) recevoir des mesures, issues d'un ensemble de mesure de vitesse de rotation de la turbine, constituant de dites données saisies localement, b) comparer une valeur ainsi mesurée à une valeur de consigne de débit de mise en service d'un radiateur associé à la vanne considérée, et c) engendrer, et émettre en retour, un dit ordre de commande pour régler une perte de charge.The central unit may be arranged to a) receive measurements from a set of rotational speed measurement of the turbine constituting said data entered locally, b) comparing a value thus measured with a flow setpoint value commissioning a radiator associated with the valve in question, and c) generate and send back, a said control command to adjust a pressure drop.
6. Liste des figures6. List of figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation préférée d'une vanne thermo statique selon l'invention, et d'une variante, présentées à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment of a thermostatic valve according to the invention, and alternatively presented as a simple example. illustrative and non-limiting, with reference to the accompanying drawings, in which:
- la figure 1 est une vue schématique d'une installation de climatisation, ici de chauffage par des boucles de distribution d'eau chaude reliant une chaudière à des radiateurs munis d'une vanne thermo statique selon l'invention, - la figure 2 est une vue en section axiale schématique de la vanne thermostatique,FIG. 1 is a schematic view of an air-conditioning installation, here heating by hot water distribution loops connecting a boiler to radiators provided with a thermostatic valve according to the invention, FIG. 2 is a schematic axial sectional view of the thermostatic valve,
- la figure 3 est une vue détaillée de la vanne en section axiale, avec une turbine d'entraînement d'une génératrice de courant alimentant des circuits électriques d'asservissement, de charge de batterie et de communication radio, - la figure 4 est une vue en coupe illustrant un raccord en T, de liaison à la canalisation,FIG. 3 is a detailed view of the valve in axial section, with a drive turbine of a current generator supplying servocontrollers, battery charging and radio communication circuits; FIG. sectional view illustrating a T-connection, connection to the pipe,
- la figure 5, formée des figures 5A, 5B et 5C, en vues en section axiale, illustre trois types de raccords de liaison de la vanne à la canalisation de la boucle,FIG. 5, formed from FIGS. 5A, 5B and 5C, in axial sectional views, illustrates three types of connection connections of the valve to the pipeline of the loop,
- la figure 6, formée des figures 6A et 6B, représente la roue de la turbine, respectivement en vue avant depuis son axe, et en section latérale axiale, etFIG. 6, formed from FIGS. 6A and 6B, shows the wheel of the turbine, respectively in front view from its axis, and in axial lateral section, and
- la figure 7 reprend les éléments de la figure 3, hormis un capot et les circuits électriques et le stator de la génératrice qu'il portait, qui sont remplacés par uniquement un capot classique de commande mécanique de pointeau,FIG. 7 shows the elements of FIG. 3, except for a cover and the electrical circuits and the stator of the generator which it carried, which are replaced by only a conventional mechanical needle control cover,
- la figure 8 est une vue en coupe axiale d'une variante de la vanne la figure 3, à turbine centripète alimentée tangentiellement et à travers un injecteur commandé, de réglage du débit incident,- Figure 8 is an axial sectional view of a variant of the valve Figure 3, centripetal turbine fed tangentially and through a controlled injector, adjusting the incident flow,
- la figure 9 est une vue en perspective de la turbine la figure 8,FIG. 9 is a perspective view of the turbine FIG. 8,
- la figure 10 est une vue développée, très schématique, de deux bagues cylindriques coaxiales et superposées, assurant l'injection, mutuellement mobiles angulairement pour assurer le réglage du débit,- Figure 10 is a developed view, very schematic, two cylindrical rings coaxial and superimposed, providing injection, mutually angularly movable to ensure the flow control,
- la figure 11 est une variante du montage de la figure 10, les bagues étant mutuellement mobiles axialement,FIG. 11 is a variant of the assembly of FIG. 10, the rings being mutually axially movable,
- la figure 12 est une vue schématique en coupe axiale d'un mécanisme de réglage de la position angulaire de l'une des bagues, aptes à fonctionner dans le cadre d'un réseau local de gestion de dites vannes de l'installation de chauffage, etFIG. 12 is a diagrammatic view in axial section of a mechanism for adjusting the angular position of one of the rings, able to operate as part of a local network for managing said valves in the heating installation. , and
- les figures 13, 14 et 15 sont des vues en coupe axiale illustrant un dit raccord en T, comportant un robinet 3-voies, représenté dans différentes positions angulaires. 7. Description de la forme préférée de réalisation de l'invention- Figures 13, 14 and 15 are views in axial section illustrating a said T-fitting, having a 3-way valve, shown in different angular positions. 7. Description of the preferred embodiment of the invention
La figure 1 représente schématiquement une installation de chauffage d'un appartement par une distribution en boucle d'eau chaude issue d'une chaudière 100. Le circuit de distribution comporte une canalisation de départ 101 et une canalisation de retour 102 entre lesquelles sont branchés des radiateurs 200 et 300 en parallèle. Précisément, un tronçon amont de la canalisation de départ 101 comporte un régulateur 103 avec une canalisation de rebouclage 104 assurant au moins un certain débit dans la boucle globale lorsque des programmateurs ou vannes thermostatiques 1, 301 des radiateurs 200 et 300 sont à l'état fermé, c'est-à- dire avec des canalisations de rebouclage amont 203 et aval ou de retour 204, respectivement 303 et 304, ne présentant pas de débit. Les vannes thermostatiques 1, 301, identiques, sont commandées par radio par des capteurs respectifs de température ambiante 205, 305. La figure 2 illustre la structure de la vanne thermo statique 1.FIG. 1 schematically represents an installation for heating an apartment by a loop distribution of hot water coming from a boiler 100. The distribution circuit comprises a starting pipe 101 and a return pipe 102 between which are connected radiators 200 and 300 in parallel. Specifically, an upstream section of the starting pipe 101 comprises a regulator 103 with a looping pipe 104 ensuring at least a certain flow rate in the overall loop when thermostatic controllers or valves 1, 301 of the radiators 200 and 300 are in the state closed, that is to say with upstream loopback lines 203 and downstream or return 204, respectively 303 and 304, having no flow. The thermostatic valves 1, 301, which are identical, are controlled by radio by respective room temperature sensors 205, 305. FIG. 2 illustrates the structure of the thermostatic valve 1.
La vanne 1 comporte essentiellement quatre tranches fonctionnelles, à savoir une tranche de base, constituée par un raccord hydraulique 34, suivi par des premier, deuxième et troisième étages contenant les composants actifs de la vanneThe valve 1 essentially comprises four functional slices, namely a base slice, constituted by a hydraulic connection 34, followed by first, second and third stages containing the active components of the valve.
1, logés dans un bulbe 9 globalement cylindrique autour d'un axe géométrique général 10 qui est aussi l'axe de rotation d'une turbine 5.1, housed in a globally cylindrical bulb 9 around a general geometric axis 10 which is also the axis of rotation of a turbine 5.
Le raccord 34 capte le flux d'eau de la canalisation amont 203 et l'injecte dans le premier étage du bulbe 9 contenant un pointeau 2 de régulation du flux et la turbine 5. Le deuxième étage contient une génératrice de courant 6 entraînée par la turbine 5 pour alimenter, dans le troisième étage, un ensemble 8 de circuits électriques de commande d'asservissement du pointeau 2.The connection 34 captures the flow of water from the upstream pipe 203 and injects it into the first stage of the bulb 9 containing a flux regulating needle 2 and the turbine 5. The second stage contains a current generator 6 driven by the turbine 5 for supplying, in the third stage, a set 8 of electric control circuits servocontrol the needle 2.
Le raccord 34 est inséré en coupure en sortie de la canalisation amont 203 pour en détourner le flux vers l'intérieur de la vanne thermo statique 1 par un canal d'arrivée 3 et le restituer à la canalisation de retour 204 par un canal de départ 4.The connection 34 is inserted at the outlet of the upstream pipe 203 to divert the flow inward of the thermostatic valve 1 by an inlet channel 3 and return it to the return pipe 204 by a starting channel 4.
La figure 3 est une vue axiale en section de la vanne thermo statique 1, le raccord 34 étant représenté en entier sur la figure 4. La figure 5 représente schématiquement trois types possibles de formes du raccord 34 et la figure 6 représente une roue 50 de la turbine 5. Dans la présente description, les directions axiale et radiale se rapportent à l'axe général 10, sauf indication ou évidence contraire. Description du raccord 34.FIG. 3 is an axial sectional view of the thermostatic valve 1, the connection 34 being represented in full in FIG. 4. FIG. schematically three possible types of forms of the connector 34 and Figure 6 shows a wheel 50 of the turbine 5. In the present description, the axial and radial directions refer to the general axis 10, unless otherwise indicated or evidence. Description of fitting 34.
En référence d'abord à la figure 4, le raccord 34 comporte deux parties, à savoir un canal d'arrivée 3 et un canal de départ 4. Le canal d'arrivée 3 comprend un tronçon amont, ou tronçon externe d'arrivée, 31 , à direction d'extension ou axe géométrique d'arrivée 30, constituant le prolongement de la canalisation amont 203 selon la direction de celle-ci, et, après un coude à angle droit, un tronçon aval, ou tronçon interne d'arrivée, 32, d'axe géométrique ou direction d'extension interne d'arrivée 39 qui est ici co linéaire avec l'axe géométrique 10 du bulbe 9.Referring first to FIG. 4, the connection 34 comprises two parts, namely an arrival channel 3 and a departure channel 4. The arrival channel 3 comprises an upstream section, or an external arrival section, 31, direction of extension or geometric axis of arrival 30, constituting the extension of the upstream pipe 203 in the direction thereof, and, after a right angle bend, a downstream section, or internal arrival section , 32, of geometric axis or direction of internal extension of arrival 39 which is here co linear with the geometric axis 10 of the bulb 9.
Le canal de départ 4 comprend un tronçon aval, ou tronçon externe de départ, 41, à direction d'extension ou axe géométrique de départ 40, ici colinéaire avec la direction d'arrivée 30, constituant donc le prolongement de la canalisation amont 203 selon donc la direction de celle-ci. Avant un coude à angle droit, le canal de départ 4 comprend un tronçon amont, ou tronçon interne de départ, 42, d'axe géométrique ou direction d'extension interne de départ 49 qui est ici colinéaire avec la direction d'extension interne d'arrivée 39 et donc aussi avec l'axe géométrique 10 du bulbe 9. Le tronçon interne de départ 42 comprend un manchon entourant, de façon coaxiale, le tronçon interne d'arrivée 32. Description de la turbine 5.The starting channel 4 comprises a downstream section, or outgoing external section, 41, direction of extension or departure geometric axis 40, here collinear with the direction of arrival 30, thus constituting the extension of the upstream pipe 203 according to therefore the direction of it. Before a right-angle bend, the starting channel 4 comprises an upstream section, or internal starting section, 42, with a geometric axis or a starting internal extension direction 49 which is colinear with the direction of internal extension. 39 and therefore also with the geometric axis 10 of the bulb 9. The internal start section 42 comprises a sleeve surrounding, coaxially, the internal arrival section 32. Description of the turbine 5.
Comme le montrent les figures 3 et 6, la turbine 5 est de type centrifuge, puisque le canal d'arrivée 3 débouche, par le tronçon interne d'arrivée 32, en une position axiale par rapport à l'axe géométrique 10 de rotation de la turbine 5. Le jet du flux d'eau issu du tronçon interne d'arrivée 32 est projeté sur un déflecteur pour impartir à sa trajectoire, initialement à direction axiale et à position centrale, une composante radiale afin d'atteindre des pales 51 de la roue 50 de la turbine 5, et pour être ensuite évacué en périphérie par la force centrifuge. Les pales 51, ici au nombre de N = 8 (figure 6) s'étendent en spirale à direction d'extension obliquant dans le sens opposé à celui de la rotation de la turbine 5 (flèche F5). Si l'on considère une particule d'eau, elle est projetée par le déflecteur selon une direction prédéterminée, purement ou partiellement radiale. Pour un couplage optimal à une pale 51, c'est-à-dire un transfert maximal de quantité de mouvement et donc d'énergie cinétique, il faut que la pale 51 constitue un obstacle tout au long de la trajectoire radiale de la particule d'eau, c'est-à-dire sur tout le rayon de la turbine 5. On évite ainsi de devoir concevoir le mécanisme pour qu'il se produise une percussion de la particule sur une longueur radiale très limitée, ce qui entraînerait des perturbations du flux et donc un rendement médiocre. Du fait de la rotation de la roue 50 et de la forme courbée angulairement en arrière des pales 51 , la pale 51 considérée présente un point de contact courant, avec la particule d'eau, dont la position glisse radialement vers l'extérieur, de par la composante radiale de vitesse de la particule. Pendant ce même temps de parcours radial, la pale 51 tourne d'un certain angle, c'est-à-dire que, si elle était rectiligne et radiale, elle tendrait à se dérober de la trajectoire de la particule d'eau. C'est donc la courbure vers l'arrière (figure 6) de la pale 51 qui permet de compenser cette "dérobade" . On conçoit que, pour une vitesse radiale prédéterminée de la particule d'eau, il existe une vitesse de rotation pour laquelle le point de contact va courir sur toute la longueur radiale de la pale 51. Pour offrir une plage accrue de vitesse de fonctionnement, la partie radialement externe de chaque pale 51 peut présenter une envergure angulaire supérieure à 360/N degrés, c'est-à-dire qu'une partie de bord arrière de la pale 51 se prolonge angulairement derrière une partie de bord avant de la pale 51 suivante. Une forme en gouttière permet aussi de canaliser, sur toute la longueur de la pale 51 , le flux d'eau incident.As shown in FIGS. 3 and 6, the turbine 5 is of the centrifugal type, since the inlet channel 3 opens, via the internal arrival section 32, at an axial position relative to the geometric axis 10 of rotation of the the turbine 5. The jet of the stream of water coming from the inner arrival section 32 is projected on a deflector to impart on its trajectory, initially in axial direction and in central position, a radial component in order to reach blades 51 of the wheel 50 of the turbine 5, and then to be evacuated peripherally by the centrifugal force. The blades 51, N = 8 in this case (FIG. 6), extend in a spiral direction of extension. obliquely in the opposite direction to that of the rotation of the turbine 5 (arrow F5). If we consider a water particle, it is projected by the deflector in a predetermined direction, purely or partially radial. For an optimal coupling to a blade 51, that is to say a maximum transfer of momentum and therefore of kinetic energy, it is necessary that the blade 51 constitutes an obstacle along the radial trajectory of the particle d water, that is to say over the entire radius of the turbine 5. This avoids having to design the mechanism for percussion of the particle to occur over a very limited radial length, which would cause disturbances flow and therefore poor performance. Due to the rotation of the wheel 50 and the angularly curved shape behind the blades 51, the blade 51 considered has a current contact point, with the water particle, whose position slides radially outwards, of by the radial component of velocity of the particle. During the same radial travel time, the blade 51 rotates at a certain angle, that is to say that, if it were rectilinear and radial, it would tend to escape the path of the water particle. It is therefore the curvature towards the rear (FIG. 6) of the blade 51 which makes it possible to compensate for this "evasion". It will be understood that, for a predetermined radial velocity of the water particle, there is a rotational speed for which the contact point will run over the entire radial length of the blade 51. To provide an increased range of operating speed, the radially outer portion of each blade 51 may have an angular span greater than 360 / N degrees, i.e. a rear edge portion of the blade 51 extends angularly behind a leading edge portion of the blade 51 next. A gutter shape also allows to channel, over the entire length of the blade 51, the flow of water incident.
La figure 3 montre que les pales 51 sont solidaires d'un moyeu de la roue 50, formant un manchon 52 constituant un arbre de sortie, dans lequel est monté coulissant axialement un tronçon arrière 24 du pointeau 2, dont une tête 21 présente une surface frontale 22 sensiblement conique axée sur l'axe 10, en regard du débouché du tronçon interne d'arrivée 32. Hormis la zone de nez qui est plus pointue, l'angle de conicité est d'environ deux fois 55 degrés, de sorte que le flux incident d'arrivée tend à être défléchi selon une direction radiale vers les pales 51 , avec un vecteur vitesse conservant toutefois initialement une composante axiale vers l'avant du bulbe 9, c'est-à-dire à l'opposé du raccord 34, ceci pour optimiser le couplage.FIG. 3 shows that the blades 51 are integral with a hub of the wheel 50, forming a sleeve 52 constituting an output shaft, in which is mounted axially sliding a rear section 24 of the needle 2, a head 21 of which has a surface substantially conical frontal 22 oriented axis 10, facing the outlet of the inner arrival section 32. Except the nose area which is more pointed, the angle of conicity is about twice 55 degrees, so that the arrival incident flow tends to be deflected in a radial direction towards the blades 51, with a speed vector retaining however initially an axial component to the front of the bulb 9, that is to say the opposite of the connection 34, this to optimize the coupling.
Le tronçon interne d'arrivée 32 présente une embouchure de sortie munie d'un déflecteur 33, en entonnoir divergent globalement conique, de guidage du flux d'arrivée défléchi radialement. Précisément, une zone frontale du flux d'arrivée est guidée par butée sur la surface frontale 22 puis sur les pales 51 et une zone postérieure du flux est guidée par le déflecteur 33, l'ensemble constituant ainsi un canal d'arrivée 35 appliquant une déflexion à composante radiale externe. Les pales 51 présentent la particularité d'avoir une forme creuse très marquée, en auget 55 à extension globalement radiale.The internal arrival section 32 has an outlet mouth provided with a deflector 33, funnel generally conical divergent guide the radially deflected arrival stream. Specifically, a frontal zone of the flow of arrival is guided by abutment on the frontal surface 22 and then on the blades 51 and a posterior zone of the flow is guided by the deflector 33, the assembly thus constituting an arrival channel 35 applying a external radial component deflection. The blades 51 have the particularity of having a very marked hollow shape, bucket 55 with a generally radial extension.
Ainsi, l'auget 55 comporte une surface d'entrée radialement interne 56 située dans le prolongement de la surface frontale 22 et qui est donc partiellement tournée vers le raccord 34 et radialement vers l'extérieur. Une surface de sortie radialement externe 57 est aussi partiellement tournée vers le raccord 34 mais aussi radialement vers l'axe général 10. En particulier, on voit qu'une zone de bord radialement externe 58, où le flux de départ quitte le contact avec la surface de sortie 57, est sensiblement à orientation axiale. De ce fait, le flux de départ, quittant les augets 55 pour retourner vers le raccord 34, présente une importante composante de vitesse axiale vers le raccord 34. Il peut même être prévu que la zone de bord radialement externe 58 soit partiellement rabattue vers l'axe général 10. Pour revenir vers l'axe général 10 et entrer dans le tronçon interne de départ 42 en manchon, le flux de retour est guidé dans un canal de retour 45 constitué par une surface arrière du déflecteur 33 et une surface de guidage appartenant à un corps de bulbe 91. Le canal de retour 45 est ici sensiblement parallèle au canal d'arrivée 35, avec une inclinaison d'environ 55 degrés sur l'axe général 10. L'auget 55 forme ainsi une gouttière en forme de chistera torse. II peut aussi être prévu que la surface frontale 22 présente un faisceau divergent de nervures 23 s'étendant radialement en spirale selon la direction de rotation F5 (figure 6) pour en outre défléchir circulairement le flux d'arrivée. Précisément, cela permet d'accroître la composante circulaire de quantité de mouvement de l'eau et ainsi d'augmenter le rendement de couplage hydraulique eau / pales 51.Thus, the trough 55 has a radially internal inlet surface 56 located in the extension of the front surface 22 and which is thus partially turned towards the connection 34 and radially outwardly. A radially outer outlet surface 57 is also partly turned towards the connection 34 but also radially towards the general axis 10. In particular, it is seen that a radially outer edge zone 58, where the starting flow leaves contact with the outlet surface 57, is substantially axially oriented. As a result, the starting stream, leaving the buckets 55 to return to the fitting 34, has a large axial velocity component to the fitting 34. It may even be provided that the radially outer edge zone 58 is partially folded towards the coupling 34. general axis 10. To return to the general axis 10 and enter the inner internal portion 42 in the sleeve, the return flow is guided in a return channel 45 constituted by a rear surface of the deflector 33 and a guide surface The return channel 45 is here substantially parallel to the inlet channel 35, with an inclination of about 55 degrees on the general axis 10. The bucket 55 thus forms a trough in the form of a trough. torso chistera. It can also be expected that the front surface 22 has a divergent beam of ribs 23 extending radially spirally in the direction of rotation F5 (Figure 6) to further deflect the incoming flow circularly. Precisely, this makes it possible to increase the circular component of the momentum of the water and thus to increase the hydraulic coupling efficiency water / blades 51.
On notera que, en variante, la turbine 5 peut être de type centripète, avec donc une inversion du sens du trajet de l'eau, et donc une permutation des appellations associées, telles que "arrivée" et "départ" ou autres. Le manchon ou moyeu 52 est logé dans un passage axial 94 d'une cloison étanche 93 sensiblement radiale, de confinement de l'eau, alors qu'une surface cylindrique, de support, radialement externe du manchon 52 est portée par un palier en bague 95 logé dans le passage 94. Deux joints toriques 25 assurent l'étanchéité entre la surface latérale cylindrique du pointeau 2 et la surface interne du manchon 52, et, de même, le palier 95 est de type étanche. Le deuxième étage est ainsi "à l'air libre", et précisément logé, avec le troisième étage, dans un capot amovible 92 monté sur le corps de bulbe 91.Note that, alternatively, the turbine 5 may be centripetal type, so with a reversal of the direction of the water path, and therefore a permutation of associated names, such as "arrival" and "departure" or other. The sleeve or hub 52 is housed in an axial passage 94 of a substantially radial watertight septum 93 for confining water, while a cylindrical, radially external support surface of the sleeve 52 is carried by a ring bearing. 95 housed in the passage 94. Two O-rings 25 seal between the cylindrical side surface of the needle 2 and the inner surface of the sleeve 52, and likewise the bearing 95 is of tight type. The second stage is thus "in the open air", and precisely housed, with the third stage, in a removable cap 92 mounted on the bulb body 91.
Le pointeau 2 pourrait être monté selon une position angulaire fixe, c'est-à- dire indexée sur le corps 91 du bulbe 9 contenant le premier étage. Toutefois ici, il est monté angulairement indexé sur le manchon 52, c'est-à-dire que le pointeau 2 fait partie de la roue 50 et donc tourne. Les joints 25 ne sont alors soumis à aucun frottement de rotation, qui représenterait une usure supérieure, de plusieurs ordres de grandeur, à celle due au frottement de coulissement, qui n'est qu'épisodique et à faible vitesse. On évite en outre une perte de rendement correspondante. Le deuxième étage contient la génératrice 6, logée dans le capot amovibleThe needle 2 could be mounted in a fixed angular position, that is to say indexed on the body 91 of the bulb 9 containing the first stage. However, here it is mounted angularly indexed on the sleeve 52, that is to say that the needle 2 is part of the wheel 50 and therefore rotates. The seals 25 are then subjected to no rotational friction, which would represent a wear greater by several orders of magnitude than that due to sliding friction, which is only episodic and at low speed. In addition, a corresponding loss of efficiency is avoided. The second floor contains the generator 6, housed in the removable hood
92 en extrémité libre du bulbe 9. La génératrice 6 peut être reliée de façon amovible à l'arbre-manchon d'entraînement 52.92 at the free end of the bulb 9. The generator 6 can be removably connected to the drive shaft-shaft 52.
La génératrice 6 comporte un stator 61 associé à un rotor 62 comportant un inducteur 63 sous forme d'aimants permanents, à pôles alternés, portés par un moyeu 64 monté sur de l'arbre-manchon 52 et couplé angulairement par une nervure de couplage 53 de celui-ci. Le stator 61 comporte un bobinage qui est excité par le champ magnétique alternatif induit par la rotation du rotor 62.The generator 6 comprises a stator 61 associated with a rotor 62 comprising an inductor 63 in the form of permanent magnets, alternating poles, carried by a hub 64 mounted on the shaft-sleeve 52 and angularly coupled by a coupling rib 53 thereof. The stator 61 comprises a coil which is excited by the alternating magnetic field induced by the rotation of the rotor 62.
Le courant électrique ainsi engendré alimente l'ensemble de circuits 8, par la charge d'une batterie 81 d'alimentation d'un ensemble 82 de circuits électriques ou électroniques, en particulier des circuits 83, ici radio, de réception de commandes d'asservissement de température. Les circuits radio 83 commandent ainsi, par des signaux de sortie, un bloc électronique 84 de commande du pointeau 2 à travers un actionneur électromécanique sous forme d'un moteur pas à pas 85, d'asservissement du flux d'eau arrivant, par "étranglement" de l'embouchure de sortie du tronçon interne d'arrivée 31, cet étranglement étant ici une obturation frontale.The electric current thus generated feeds the circuit assembly 8, by the charging of a battery 81 for supplying a set 82 of electrical or electronic circuits, in particular circuits 83, here radio, for receiving commands from temperature control. The radio circuits 83 thus control, by output signals, an electronic control unit 84 for controlling the needle 2 through an electromechanical actuator in the form of a stepper motor 85, for controlling the incoming water flow, by " "throttling" of the outlet mouth of the inner arrival section 31, this constriction here being a front closure.
La figure 5 illustre trois types de raccord 34.Figure 5 illustrates three types of connection 34.
La figure 5 A correspond au cas de la figure 3, c'est-à-dire que le raccord 34 forme un T à barre verticale selon l'axe général 10 et dont les deux branches, de gauche et de droite, correspondent aux directions d'extension respectives 30 et 40 des canaux d'arrivée 3 et de départ 4. Le flux arrivant est capté dans un passage central de section réduite, représentant une section aval du tronçon externe d'arrivée 31 , pour ensuite passer un coude d'arrivée à angle droit et atteindre le tronçon interne d'arrivée 32, ici de même section, axé sur l'axe général 10. Le tronçon interne de départ 42 forme le manchon indiqué autour de celui-ci et rejoint le tronçon externe de départ 41, après un coude de départ à angle droit.FIG. 5A corresponds to the case of FIG. 3, that is to say that the connection 34 forms a T with a vertical bar along the general axis 10 and whose two branches, on the left and on the right, correspond to the directions 30 and 40 of the arrival and departure channels 4 and 4 respectively. The incoming stream is captured in a central passage of reduced section, representing a downstream section of the outer arrival section 31, then passing a bend of arriving at a right angle and reach the internal arrival section 32, here of the same section, oriented on the general axis 10. The internal starting section 42 forms the indicated sleeve around it and joins the outer outboard section 41 , after a starting elbow at right angles.
On notera que la section aval ci-dessus du tronçon externe d'arrivée 31 et celle du tronçon interne d'arrivée 32 peuvent être accrues pour limiter la perte de charge, et les coudes peuvent être arrondis. On peut ainsi prévoir de dilater le dessin dans la zone de raccordement du sommet de la branche centrale du T avec les branches, cette dilatation pouvant être dans le sens horizontal des directions 30, 40 des branches et / ou dans le sens vertical (axe général 10).It will be noted that the downstream section above the outer arrival section 31 and that of the inner arrival section 32 can be increased to limit the pressure drop, and the bends can be rounded. It is thus possible to expand the drawing in the connection area of the top of the central branch of the T with the branches, this expansion being able to be in the horizontal direction of the directions 30, 40 of the branches and / or in the vertical direction (general axis 10).
Dans le premier cas, le raccordement aux branches s'effectuant sur une longueur accrue de celles-ci, la section transversale des tronçons internes 32, 42 n'est plus circulaire mais est allongée sensiblement en un rectangle, horizontal sur la figure 5A, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une forme tridimensionnelle élargie en entonnoir, quelque peu aplatie selon la direction 30, 40 des branches, pour pouvoir s'y raccorder sur la dite longueur accrue. Le flux des sections ainsi dilatées est reconcentré par le sommet de la forme en entonnoir constituant la sortie du tronçon interne d'arrivée 32, pour ainsi rétablir une vitesse suffisante pour l'entraînement de la turbine 5.In the first case, the connection to the branches taking place over an increased length thereof, the cross section of the inner sections 32, 42 is no longer circular but is elongated substantially in a rectangle, horizontal on Figure 5A, that is to say that it is a three-dimensional shape widened funnel, somewhat flattened in the direction 30, 40 of the branches, to be connected to said increased length. The flow of the sections thus expanded is reconcentrated by the top of the funnel shape constituting the outlet of the internal arrival section 32, thereby restoring a sufficient speed for driving the turbine 5.
De même, alors que la dérivation de captage latéral constituée par les tronçons internes 32 et 42 ne concerne qu'une partie, ici basse sur le dessin, du pourtour des deux branches, on peut aussi prévoir d'accroître la surface de captage latéral, c'est-à-dire le sommet du tronc du T, en accroissant la section des tronçons internes 32, 42 dans une direction sensiblement perpendiculaire au plan de la figure 5A. Exposé autrement, le volume accru des tronçons internes 32, 42 peut être défini comme étant le volume que balaieraient ceux-ci en les faisant tourner d'un certain angle autour des directions 30, 40 des branches. On définirait ainsi un volume local en entonnoir à sommet virtuel centré sur l'axe 30, 40 des branches et présentant un angle de sommet correspondant à la rotation virtuelle exposée ci- dessus. Par ailleurs, on conçoit que, dans les diverses formes de réalisation ici exposées, les diverses directions ou axes 10, 30, 40 ne sont pas nécessairement parallèles ou perpendiculaires, c'est-à-dire que tous les angles sont envisageables, dans la mesure où chaque composant trouve sa place.Similarly, while the lateral detection bypass constituted by the inner sections 32 and 42 only concerns a portion, here lower in the drawing, of the periphery of the two branches, it is also possible to increase the lateral catching area, that is to say, the top of the trunk of the T, by increasing the section of the inner sections 32, 42 in a direction substantially perpendicular to the plane of Figure 5A. Exposed otherwise, the increased volume of the inner sections 32, 42 can be defined as the volume swept them by turning an angle around the directions 30, 40 branches. This would define a virtual volume funnel virtual summit centered on the axis 30, 40 of the branches and having a vertex angle corresponding to the virtual rotation described above. Moreover, it is conceivable that, in the various embodiments here exposed, the various directions or axes 10, 30, 40 are not necessarily parallel or perpendicular, that is to say that all angles are possible, in the as each component finds its place.
La figure 5B diffère de la figure 5A par le fait que les positions du canal de départ 4 et de l'axe général 10 ont été permutées, c'est-à-dire que c'est le canal de départ 4 qui constitue le tronc du T. Le coude d'arrivée est donc omis et les axes 10 et 30 sont ainsi co linéaires, de sorte que la perte de charge jusqu'à la turbine 5 est moindre. Comme exposé plus haut, la branche de droite, représentant les tronçons internes des canaux 3 et 4, peut être de section transversale accrue, circulaire ou non, et le sommet du tronc du T, c'est-à-dire le tronçon externe de départ 41, peut être élargi dans le plan la figure 5B, c'est-à-dire dans la direction commune 10 et 30. La figure 5C diffère de la figure 5B par le fait que la direction générale 10 est maintenant colinéaire avec la direction 40 du canal de départ 4, c'est-à-dire que c'est le canal d'arrivée 3 qui constitue le tronc du T. Le couplage en arrivée est identique à celui la figure 5 A. En départ, le flux conserve sa direction 10 dans le canal de départ à direction 40, et le tronçon externe d'arrivée 31, d'axe 30, constitue un léger obstacle radial dans ce flux de départ. Là encore, ou peut prévoir de dilater les éléments.FIG. 5B differs from FIG. 5A in that the positions of the start channel 4 and of the general axis 10 have been permuted, that is to say that it is the starting channel 4 which constitutes the trunk T. The arrival elbow is omitted and the axes 10 and 30 are thus co-linear, so that the pressure drop to the turbine 5 is less. As explained above, the right branch, representing the inner sections of the channels 3 and 4, may be of increased cross section, circular or not, and the top of the trunk of the T, that is to say the outer portion of 41, can be expanded in the plane of Figure 5B, that is to say in the common direction 10 and 30. FIG. 5C differs from FIG. 5B in that the general direction 10 is now collinear with the direction 40 of the starting channel 4, that is to say that it is the arrival channel 3 which constitutes the trunk T. The inward coupling is identical to that of FIG. 5A. Initially, the flow retains its direction in the directional departure channel 40, and the external arrival section 31, of axis 30, constitutes a slight radial obstacle in this starting flow. Again, or may expect to expand the elements.
Ainsi, dans les trois cas de la figure 5, les deux tronçons internes 32, 42 sont parallèles à la direction de l'axe général 10, qui est perpendiculaire à une direction d'extension 30, 40 de l'un quelconque des deux tronçons externes 31, 41, alors que l'autre tronçon externe 41, 31 s'étend selon l'une quelconque des deux dites directions 10 et 30 ou 40.Thus, in the three cases of FIG. 5, the two internal sections 32, 42 are parallel to the direction of the general axis 10, which is perpendicular to an extension direction 30, 40 of any one of the two sections external 31, 41, while the other outer portion 41, 31 extends in either of said two directions 10 and 30 or 40.
Les circuits électriques 82 peuvent ainsi fonctionner en autarcie, en ce qui concerne l'alimentation électrique, et recevoir des télécommandes par radio pour qu'une tige coulisseau 86, couplée angulairement au rotor du moteur rotatif pas à pas 85, déplace le pointeau 2 jusqu'à une position axiale voulue, dépendant de l'écart de température constaté par le bloc électronique 84 (ou par un bloc équivalent du capteur distant) entre la température de consigne et la température courante mesurée. La température de consigne peut lui avoir été fournie par un signal radio ou bien par un capteur local mesurant par exemple un degré de vissage du capot 92, ou encore la position d'un potentiomètre. Précisément, la tige coulisseau 86 comporte une queue filetée logée dans un taraudage d'une douille ou écrou fixe 87, de sorte que la rotation de la tige coulisseau 87, dans un sens ou dans l'autre, provoque un mouvement d'avance axiale ou son recul de celle-ci et donc aussi du pointeau 2, pour assurer l'asservissement voulu. Pour autoriser son coulissement, la tige coulisseau 86 peut être montée coulissante axialement sur le rotor, avec un relief latéral mâle, tel qu'un doigt, ou femelle qui la couple en rotation avec le rotor. En variante, tout le moteur pas à pas 85 est monté coulissant sur une paroi interne du capot 92. Un ressort hélicoïdal 26, en position axiale, prend appui sur l'extrémité libre, avant, de l'arbre-manchon 52 pour rappeler vers l'avant un embout en forme de coupelle solidaire de l'extrémité avant du pointeau 2, opposée à la tête 21. On notera que le ressort 26 est optionnel si la tige coulisseau 86 est solidaire de la coupelle de l'extrémité avant du pointeau 2. II peut être prévu un circuit de surveillance du niveau de charge de la batterie 81, par exemple un circuit qui y connecte temporairement une résistance déterminée pour assurer un certain débit, par exemple le dixième du débit nominal In, afin d'éviter d'effectuer une mesure à vide, susceptible de ne pas bien représenter la charge restante. La tension batterie est alors mesurée, de façon numérique ou analogique et comparée à une valeur de seuil bas. En cas de passage sous le seuil, cela signifie que le pointeau 2 est resté un certain temps en position de fermeture, par exemple en été. Le bloc électronique de commande 84 peut alors commander d'ouvrir le tronçon interne d'arrivée 32 par un recul temporaire du pointeau 2, pour relancer la turbine 5 pendant une durée prédéterminée ou bien encore jusqu'à atteindre un seuil haut de charge de la batterie 81.The electrical circuits 82 can thus operate in autarky, as regards the power supply, and receive remote controls by radio so that a slide rod 86, angularly coupled to the rotor of the rotary step motor 85, moves the needle 2 until at a desired axial position, depending on the temperature difference observed by the electronic unit 84 (or by an equivalent block of the remote sensor) between the setpoint temperature and the measured current temperature. The set temperature may have been provided by a radio signal or by a local sensor measuring, for example, a degree of screwing of the cap 92, or the position of a potentiometer. Specifically, the slide rod 86 has a threaded shank housed in a tapping of a fixed sleeve or nut 87, so that the rotation of the slide rod 87, in one direction or the other, causes an axial advance movement. or its retreat thereof and thus also the needle 2, to ensure the desired servocontrol. To allow its sliding, the slide rod 86 can be slidably mounted axially on the rotor, with a male lateral relief, such as a finger, or female which couples it in rotation with the rotor. As a variant, the entire stepping motor 85 is slidably mounted on an inner wall of the cover 92. A helical spring 26, in axial position, bears on the end free, before, of the shaft-sleeve 52 to bias forward a cup-shaped tip secured to the front end of the needle 2, opposite the head 21. Note that the spring 26 is optional if the rod slide 86 is secured to the cup of the front end of the needle 2. There may be provided a battery charge level monitoring circuit 81, for example a circuit which temporarily connects a determined resistance to ensure a certain flow, for example, one tenth of the nominal flow rate In, in order to avoid carrying out an empty measurement, which may not represent the remaining charge. The battery voltage is then measured, numerically or analogically, and compared with a low threshold value. If it passes below the threshold, this means that the needle 2 has remained for a certain time in the closed position, for example in summer. The electronic control unit 84 can then command to open the internal arrival section 32 by a temporary recoil of the needle 2, to restart the turbine 5 for a predetermined time or even until reaching a high threshold of load of the battery 81.
Il peut aussi être prévu des circuits de mise en veille et de réveil d'au moins le bloc électronique de commande 84, pour limiter la consommation moyenne. La réception d'une télécommande peut alors commander les circuits de veille et de réveil pour qu'ils réveillent le bloc électronique de commande 84. La figure 7 montre que l'on peut enlever l'ensemble constitué par le capotIt can also be provided circuits for standby and wake up at least the electronic control unit 84, to limit the average consumption. The reception of a remote control can then control the circuits of standby and wake up so that they wake up the electronic control unit 84. Figure 7 shows that it is possible to remove the assembly constituted by the hood
92 portant l'ensemble 8 de circuits électriques et le stator 61 de la génératrice 6, pour le remplacer par un capot classique 92A, dit de chantier, à visser sur le corps 91 pour régler manuellement la position axiale du pointeau 2 à l'encontre de la force de rappel du ressort 26 vers l'avant. On peut ainsi ne monter l'ensemble de circuits électriques 8 qu'après la fin d'un chantier, évitant ainsi tout risque de détérioration ou vol.92 carrying the assembly 8 of electrical circuits and the stator 61 of the generator 6, to replace it with a conventional hood 92A, said site, to screw on the body 91 to manually adjust the axial position of the needle 2 against the restoring force of the spring 26 forwards. It is thus possible to mount the electrical circuitry 8 after the end of a construction site, thus avoiding any risk of damage or theft.
Le présent exposé constitue une forme de réalisation considérée comme étant optimale, en termes de rendement et de compacité. Il existe aussi d'autres formes de réalisation, avec par exemple un raccord différent des raccords 34. En particulier, les canaux d'arrivée et de départ peuvent ne pas être concentriques, mais être totalement disjoints. De même, la dérivation vers la turbine 5 peut n'être que partielle, et alors la tête de pointeau 21 sera logée directement dans la canalisation considérée, avec un profil classique.This presentation is an embodiment considered optimal in terms of performance and compactness. There are also other embodiments, for example with a different connection of the connectors 34. In particular, the arrival and departure channels may not be concentric, but be totally disjointed. Similarly, the derivation to the turbine 5 may be only partial, and then the needle head 21 will be housed directly in the pipe in question, with a conventional profile.
Par exemple, on peut insérer directement le bulbe dans la canalisation concernée, en coupant un tronçon de celle-ci. En pareil cas, si l'on veut pouvoir encore accéder aux circuits électriques, seule la turbine 5 sera logée dans le tronçon inséré et son arbre de sortie traversera un passage de la paroi du corps 91 du bulbe 9 alors modifié, éventuellement après un renvoi d'angle de 90 degrés si la canalisation considérée ne présente pas de coude qui permettrait de sortir en direct. Disposant ainsi d'un arbre moteur à l'air libre, on a alors toute liberté pour disposer la génératrice 6 en tout endroit voulu, par exemple dans le capot 92 à direction 10 radiale par rapport à la direction 30, 40 de la canalisation. Exemple de valeurs de dimensionnement En ce qui concerne le dimensionnement électrique, la puissance de la pompe de circulation de la chaudière étant par exemple de 50 W, avec un rendement de 25%, on dispose ainsi d'une puissance hydraulique de 12,5 W.For example, it is possible to directly insert the bulb in the pipe concerned, by cutting a section of it. In such a case, if it is still possible to access the electrical circuits, only the turbine 5 will be housed in the inserted section and its output shaft will pass through a passage of the wall of the body 91 of the bulb 9 then modified, possibly after a return. An angle of 90 degrees if the pipe in question does not have an elbow that would allow live exit. Thus having a motor shaft in the open air, it is then free to arrange the generator 6 at any desired location, for example in the hood 92 radial direction relative to the direction 30, 40 of the pipe. Example of dimensioning values With regard to the electrical dimensioning, the power of the circulating pump of the boiler being for example 50 W, with a yield of 25%, it thus has a hydraulic power of 12.5 W .
La puissance hydraulique maximale prélevée par chaque vanne 1 est par exemple fixée à 0,08 W, ce qui prélève un maximum de 0,8 W sur une installation de 10 radiateurs. Le rendement de conversion mécanique / électrique de la turbine 5 et de la génératrice 6 est de 60 %, ce qui aboutit à une puissance maximale utile de 0,048 W. On dispose ainsi par exemple de 16 mA sous 3 volts après redressement. On peut ainsi prévoir deux batteries de 80 mA.h en série, dont le temps de charge sera donc de 5 heures.The maximum hydraulic power taken by each valve 1 is for example set at 0.08 W, which takes a maximum of 0.8 W on an installation of 10 radiators. The mechanical / electrical conversion efficiency of the turbine 5 and the generator 6 is 60%, which results in a maximum useful power of 0.048 W. Thus, for example, there is 16 mA at 3 volts after rectification. It is thus possible to provide two batteries of 80 mA.h in series, whose charging time will be 5 hours.
En ce qui concerne le dimensionnement mécanique, le bulbe 9 de cet exemple particulier présente un diamètre d'environ 45 millimètres pour une longueur d'environ 50 mm. Le tronc du raccord 34 présente un diamètre externe d'environ 25 mm et les branches sont d'un diamètre voisin (figure 4). Le diamètre du tronçon interne d'arrivée 32 est d'environ 7 mm et le diamètre du tronçon interne de départ 42 est d'environ 13 mm pour la surface de paroi "humide" limitant le flux côté radial ement externe, avec un diamètre interne de 10 mm pour la surface de paroi "humide" limitant le flux côté radialement interne. La section du tronçon interne d'arrivée 32 est ainsi de 49 x π/4 mm 2 et celle du tronçon interne de départ 42 est de (169-100) x π/4 mm2 = 69 x π/4 mm2. Le tronçon interne d'arrivée 32 est ainsi doublement favorisé par rapport au tronçon interne de départ 42, par, d'une part, une section supérieure et, d'autre part, en vue transversale, une surface de paroi moindre, puisqu'il n'y a qu'une paroi "humide", côté radialement externe. L'écoulement du flux d'arrivée est donc optimal, avec une vitesse maximale sur l'axe général 10.With regard to the mechanical dimensioning, the bulb 9 of this particular example has a diameter of about 45 millimeters for a length of about 50 mm. The trunk of the connector 34 has an outer diameter of about 25 mm and the branches are of a similar diameter (Figure 4). The diameter of the inner inlet section 32 is about 7 mm and the diameter of the inner start section 42 is about 13 mm for the "wet" wall surface limiting the flow radially outer side, with an inner diameter 10 mm for the "wet" wall surface limiting the flow radially inner side. The section of the internal arrival section 32 is thus 49 × π / 4 mm 2 and that of the internal starting section 42 is (169-100) x π / 4 mm 2 = 69 × π / 4 mm 2 . The internal arrival section 32 is thus doubly favored with respect to the internal starting section 42, by, on the one hand, an upper section and, on the other hand, in transverse view, a smaller wall surface, since there is only one "wet" wall, radially external side. The flow of the arrival stream is therefore optimal, with a maximum speed on the general axis 10.
Comme exposé au début, la mise à disposition localement d'une force motrice peut être exploitée hors du cadre de la présente application. On peut par exemple penser à faire tourner un ventilateur. En cas de présence de la génératrice 6, on peut assurer l'alimentation d'une source lumineuse, par exemple de type LED. On peut encore penser à alimenter un diffuseur de parfum, ou un capteur d'alarme, ou encore un circuit récepteur de radiodiffusion. En variante du schéma général exposé, on peut prévoir que l'eau du flux de retour, sortant de la turbine 5 par le tronçon interne 42, soit réinjectée, en tout ou partie, en aval du radiateur 200, dans la canalisation de retour 102 ou de rebouclage 104. La vanne 1 présente alors trois raccordements, à savoir le tronçon externe d'arrivée 31 , qui bifurque fonctionnellement, selon une première branche, vers le tronçon externe de départ 41 à travers un pointeau ou équivalent, et, selon une seconde branche, vers la turbine 5, le pointeau ou équivalent n'influençant donc pas le flux arrivant sur celle-ci.As stated at the beginning, the provision of a motive power locally can be exploited outside the scope of this application. For example, you can think of running a fan. If the generator 6 is present, it is possible to supply a light source, for example of the LED type. One can still think of feeding a perfume diffuser, or an alarm sensor, or a broadcast receiver circuit. As a variant of the general diagram exposed, provision can be made for the water of the return flow leaving the turbine 5 via the internal section 42 to be reinjected wholly or partly downstream of the radiator 200 into the return pipe 102. 104. The valve 1 then has three connections, namely the external arrival section 31, which branches functionally, in a first branch, to the outer outward section 41 through a needle or the like, and, according to a second branch, to the turbine 5, the needle or equivalent does not influence the flow arriving on it.
Bien évidemment, la seconde branche nécessite une courte tuyauterie en aval, aboutissant à un raccord supplémentaire. La vanne 1 est alors considérée comme étant un organe consommateur à part entière, c'est-à-dire qu'elle perçoit la totalité de la pression différentielle entre les canalisations de départ 101 et de retour 102, de sorte que sa puissance est accrue puisque la perte de charge du radiateur 200 n'intervient plus. On peut ainsi récupérer de l'énergie hydraulique fournie par la pompe sans toutefois consommer de calories. Ceci est donc intéressant en été. Pour l'hiver, il peut être prévu un organe commutateur pour ramener la sortie de la seconde branche dans la première branche, c'est-à-dire revenir au schéma de fonctionnement de l'exemple détaillé.Of course, the second branch requires a short pipe downstream, resulting in an additional connection. The valve 1 is then considered to be a consumer member in its own right, that is to say that it perceives the totality of the differential pressure between the starting pipes 101 and return pipes 102, so that its power is increased. since the pressure drop of the radiator 200 no longer intervenes. It is thus possible to recover hydraulic energy supplied by the pump without however consuming calories. This is interesting in the summer. For the winter, a switch organ can be provided for bring back the output of the second branch in the first branch, that is to say return to the operating diagram of the detailed example.
Le montage selon la figure 8 illustre une variante de la vanne 1 à turbine 5 des figures 3 et 4, dans laquelle les éléments homologues ont conservé leur numéro de référence, toutefois avec le suffixe "A". Par souci d'homogénéité, les références de nouveaux constituants comportent aussi le suffixe "A".The assembly according to FIG. 8 illustrates a variant of the turbine valve 1 of FIGS. 3 and 4, in which the homologous elements have retained their reference number, however with the suffix "A". For the sake of homogeneity, the references of new constituents also include the suffix "A".
Cette variante diffère, entre autres, du dessin de la figure 3 par le fait que, dans la vanne IA, le manchon 52 constituant l'arbre de sortie est omis. La force motrice de la turbine 5A est transmise non plus mécaniquement mais par un champ magnétique tournant. Pour ce faire, la roue 5OA porte une pluralité d'au moins un aimant d'entraînement 63A, par exemple dix, répartis régulièrement sur son pourtour. La turbine 5A intègre ainsi le rotor 62A, dans l'étage "humide" du bulbe 9A. Les bobinages du stator 61 A associé peuvent être disposés radialement aux aimants d'entraînement 63 A, c'est-à-dire sur la surface externe du bulbe 9A, ou bien, comme ici, dans une position axiale autre, et précisément de l'autre côté de la cloison étanche 93A globalement radiale, c'est-à-dire dans l'étage "sec" adjacent. Bien évidemment, la paroi séparatrice ainsi prévue entre le rotor 62A et le stator 61 A est en un matériau apte à transmettre le flux magnétique.This variant differs from, inter alia, the drawing of Figure 3 in that in the valve IA, the sleeve 52 constituting the output shaft is omitted. The driving force of the turbine 5A is transmitted not mechanically but by a rotating magnetic field. To do this, the wheel 50A carries a plurality of at least one drive magnet 63A, for example ten, regularly distributed around its periphery. The turbine 5A thus integrates the rotor 62A, in the "wet" stage of the bulb 9A. The windings of the associated stator 61A may be arranged radially to the drive magnets 63A, ie on the outer surface of the bulb 9A, or, as here, in an axial position other, and specifically to the the other side of the bulkhead 93A generally radial, that is to say in the adjacent "dry" stage. Of course, the separating wall thus provided between the rotor 62A and the stator 61 A is a material capable of transmitting the magnetic flux.
Par ailleurs, la turbine 5A est alors de type centripète c'est-à-dire qu'elle est alimentée globalement selon un trajet inverse de celui exposé en référence aux figures 3 et 4 essentiellement. Le tronçon aval d'arrivée 32A du raccord 34A, situé exclusivement au-dessus de l'axe 10 sur la figure 8, s'en écarte obliquement en allant vers le pourtour de la roue 5OA, selon une trajectoire F32, pour atteindre un volume torique 95 A entourant un dispositif d'injection 99A à diaphragme réglable cylindrique encerclant lui-même la roue 5OA. Des éléments moteurs, à références de centaine "1", sont expliqués en référence à la figure 12.Furthermore, the turbine 5A is then centripetal type that is to say that it is fed globally in a reverse path from that discussed with reference to Figures 3 and 4 essentially. The downstream arrival section 32A of the connection 34A, situated exclusively above the axis 10 in FIG. 8, deviates from it obliquely going towards the periphery of the wheel 50A, along a path F32, to reach a volume 95 A ring surrounding an injection device 99A cylindrical adjustable diaphragm itself encircling the wheel 5OA. Motor elements, with references of hundred "1", are explained with reference to FIG. 12.
La figure 9 est une vue en perspective montrant la roue 5OA de la turbine 5 A. La disposition oblique de la périphérie des pales 5 IA, par rapport à un plan axial (axe 10) propre à chacune, montre que l'eau est injectée tangentiellement par le canal d'arrivée, selon la direction indiquée par une flèche F50A, et que sa trajectoire est progressivement défléchie sensiblement en direction de l'axe 10, c'est-à-dire une direction à composante centripète. La sortie de l'eau s'effectue par le tronçon interne de départ 42 A, axial et situé juste sous l'axe 10.FIG. 9 is a perspective view showing the wheel 5OA of the turbine 5A. The oblique disposition of the periphery of the blades 5A1, with respect to an axial plane (axis 10) specific to each, shows that the water is injected. tangentially through the arrival channel, in the direction indicated by an arrow F50A, and that its trajectory is progressively deflected substantially in the direction of the axis 10, that is to say a centripetal component direction. The water outlet is effected by the internal starting section 42 A, axial and located just below the axis 10.
Bien évidemment, les deux types de caractéristiques, à savoir le type du coupleur de sortie de la turbine 5, 5 A, mécanique ou magnétique, et le type de turbine 5, 5 A, centripète ou centrifuge, peuvent être choisis indépendamment l'un de l'autre.Of course, the two types of characteristics, namely the type of the output coupler of the turbine 5, 5 A, mechanical or magnetic, and the type of turbine 5, 5 A, centripetal or centrifugal, can be chosen independently one the other.
Il est ici prévu un dispositif de mesure de la vitesse de rotation de la turbine 5A pour, en particulier, en déterminer le débit d'eau qui la traverse. A cet effet, un circuit détecteur 89A mesure la fréquence de la tension induite dans le bobinage du stator 6 IA. Le circuit détecteur 89A est par exemple un compteur du nombre d'alternances, de même signe ou non, de la tension alternative ainsi engendrée, ce comptage s'effectuant cycliquement pendant des périodes de temps de valeur prédéterminée par une base de temps, par exemple 1 seconde. Un système dual, périodemètre, est aussi envisageable, consistant à compter le nombre d'impulsions d'un générateur haute fréquence sur la durée d'une alternance. On notera que, si la génératrice 6 n'est pas prévue, la roue 5OA peut toutefois porter un dit aimant d'entraînement 63A et le circuit détecteur 89A comporte alors un bobinage détecteur du flux magnétique de l'aimant d'entraînement 63 A. En variante, un émetteur-récepteur émet une onde vers les pales 51 A de la roue 5OA pour en mesurer la modulation Doppler en retour. Encore en variante, le bulbe 9A est transparent pour une détection optique de la rotation des pales 5 IA, par exemple par une fourche optique, ou par détection d'un repère optique sur le pourtour de la roue 5OA. Par ailleurs, il est bien évident que le dispositif de mesure de vitesse de rotation est indépendant du type de turbine 5, 5 A.It is here provided a device for measuring the speed of rotation of the turbine 5A to, in particular, to determine the flow of water flowing therethrough. For this purpose, a detector circuit 89A measures the frequency of the voltage induced in the winding of the stator 6A1. The detector circuit 89A is for example a counter of the number of alternations, of the same sign or not, of the alternating voltage thus generated, this count being carried out cyclically for periods of time of predetermined value by a time base, for example 1 second. A dual system, periodemeter, is also possible, counting the number of pulses of a high frequency generator on the duration of an alternation. Note that if the generator 6 is not provided, the wheel 50A can however carry a said drive magnet 63A and the detector circuit 89A then comprises a magnetic flux detector winding of the drive magnet 63 A. Alternatively, a transceiver emits a wave to the blades 51A of the wheel 50A to measure the Doppler modulation back. In another variant, the bulb 9A is transparent for optical detection of the rotation of the blades IA, for example by an optical fork, or by detection of an optical mark on the periphery of the wheel 50A. Moreover, it is obvious that the rotational speed measuring device is independent of the type of turbine 5, 5 A.
L'exploitation de la mesure de vitesse de rotation est exposée plus loin.The operation of the rotational speed measurement is explained below.
Les figures suivantes illustrent le dispositif d'injection 99A. La figure 10 montre que le dispositif d'injection 99A comporte une première feuille de matériau, ici une première bague 110 d'axe 10, limitant une partie radialement interne du volume torique 95 A, donc en regard radial de la roue 5OA, mais la première bague 110 est ici dessinée sous forme d'une feuille développée à plat, c'est-à-dire un rectangle, ici vertical, dont la longueur représente le pourtour circulaire. L'axe 10 est donc dessiné à l'horizontale. La première bague 1 10 comporte une pluralité d'ici N = 4 ajutages d'injection, à savoir un premier ajutage 1 11, un deuxième ajutage 112, un troisième ajutageThe following figures illustrate the injection device 99A. FIG. 10 shows that the injection device 99A comprises a first sheet of material, here a first ring 110 of axis 10, limiting a radially inner portion of the toric volume 95A, thus radially facing the wheel 50A, but the first ring 110 is here drawn in the form of a sheet developed flat, that is to say a rectangle, here vertical, the length of which represents the circular periphery. The axis 10 is drawn horizontally. The first ring 1 10 has a plurality of here N = 4 injection nozzles, namely a first nozzle 11, a second nozzle 112, a third nozzle
113, et un quatrième ajutage 114. Les ajutages 111 à 114 sont orientés selon la direction d'injection voulue, donc ici avec une composante radiale par rapport à l'axe 10. Les ajutages 111 à 114 sont ici tous de même section transversale, c'est- à-dire de même étendue axiale et de même étendue angulaire par rapport à l'axe 10. Ils sont disposés selon un alignement selon la longueur du rectangle, c'est-à- dire qu'ils occupent une même position axiale. Les ajutages 111 à 114 sont ici équirépartis angulairement, donc ici espacés de 90 degrés. Les trois indications ci- dessus, d'égalité de section, d'alignement et d'équirépartition des ajutages 111 à 114 sont toutefois chacune facultatives.113, and a fourth nozzle 114. The nozzles 111 to 114 are oriented in the desired direction of injection, so here with a radial component relative to the axis 10. The nozzles 111 to 114 are here all of the same cross section, that is to say of the same axial extent and of the same angular extent with respect to the axis 10. They are arranged in an alignment along the length of the rectangle, that is to say that they occupy the same position axial. The nozzles 111 to 114 are here equidistributed angularly, so here spaced 90 degrees. The above three indications of equal section, alignment and even distribution of the nozzles 111 to 114 are each optional.
On notera que le terme "feuille" désigne ici toute paroi présentant une surface suffisante pour y ménager les passages d'injection d'eau voulus, une telle feuille pouvant présenter une épaisseur quelconque, fonction de besoins autres.Note that the term "sheet" here means any wall having a sufficient surface to provide the desired water injection passages, such a sheet may have any thickness, depending on other needs.
Une seconde feuille de matériau, en forme de bague 120, est disposée concentriquement à proximité de la première bague 110, soit en interne soit en externe. La seconde bague 120 comporte un nombre de secteurs angulaires égal à la dite pluralité, N = 4, à savoir un premier secteur 121, un deuxième secteur 122, un troisième secteur 123, et un quatrième secteur 124, rangés dans cet ordre et équirépartis tous les 90 degrés pour respectivement, de façon bijective, coopérer avec l'ajutage 111 à 114 de même rang. Les quatre secteurs 121 à 124 présentent une extension axiale au moins égale à la valeur homologue des ajutages 111 àA second sheet of ring-shaped material 120 is concentrically disposed near the first ring 110, either internally or externally. The second ring 120 has a number of angular sectors equal to said plurality, N = 4, namely a first sector 121, a second sector 122, a third sector 123, and a fourth sector 124, arranged in this order and equidistributed all the 90 degrees for respectively, bijectively, cooperate with the nozzle 111 to 114 of the same rank. The four sectors 121 to 124 have an axial extension at least equal to the homologous value of the nozzles 111 to
114, pour pouvoir les démasquer totalement. On notera toutefois que la bijection évoquée ci-dessus, entre chaque passage 111 à 114 et un secteur 121 à 124 particulier associé, n'est qu'un exemple, le plus simple possible. On peut en effet prévoir plusieurs jeux d'ajutages et / ou plusieurs jeux de tels secteurs, par exemple décalés de 360/2N = 45 degrés par rapport à ceux décrits, pour ainsi disposer de plusieurs motifs de disposition des passages ou des secteurs qui soient différents d'un jeu à l'autre. L'intérêt de tels motifs est exposé plus loin.114, to be able to totally unmask them. It will be noted, however, that the bijection mentioned above, between each passage 111 to 114 and a particular sector 121 to 124 associated, is only one example, the simplest possible. It is possible to provide several sets of nozzles and / or several sets of such sectors, for example staggered 360 / 2N = 45 degrees with respect to those described, so as to have several layout patterns of the passages or sectors that are different from one game to another. The interest of such reasons is explained below.
Les secteurs 121 à 124 comportent des lumières de démasquage de l'ajutage associé 111 à 114 qui présentent des extensions angulaires de tailles mutuellement différentes. Ainsi, le premier secteur 121 présente une extension angulaire, par rapport à l'axe 10, représentant au moins N fois l'extension angulaire de l'ajutage 111. Pour la commodité de l'exposé, le premier secteur 121 est virtuellement divisé en N = 4 secteurs élémentaires angulairement adjacents 121A, 121B, 121C, 121D, rangés en ordre montant sur la figure 10, présentant chacun une section transversale au moins égale à celle de l'ajutage 111. Chacun des N secteurs élémentaires 121A à 121D est une lumière élémentaire.Sectors 121 to 124 have associated nozzle unmasking lumens 111 to 114 which have angular extensions of mutually different sizes. Thus, the first sector 121 has an angular extension, with respect to the axis 10, representing at least N times the angular extent of the nozzle 111. For the sake of convenience, the first sector 121 is virtually divided into N = 4 angularly adjacent elementary sectors 121A, 121B, 121C, 121D, arranged in ascending order in FIG. 10, each having a cross section at least equal to that of the nozzle 111. Each of the N elementary sectors 121A to 121D is a elemental light.
Le second secteur 122, occupant donc une position décalée de 90 degrés par rapport au premier secteur 121, est de même divisé en de mêmes N secteurs élémentaires, respectivement 122A, 122B, 123C, 122D. Il en est de même pour le troisième secteur 123 et le quatrième secteur 124, présentant des secteurs élémentaires 123A, 123B, 123C, 123D et respectivement 124A, 124B, 124C, 124D.The second sector 122, thus occupying a position offset by 90 degrees with respect to the first sector 121, is likewise divided into the same N elementary sectors, respectively 122A, 122B, 123C, 122D. It is the same for the third sector 123 and the fourth sector 124, having elementary sectors 123A, 123B, 123C, 123D and 124A, 124B, 124C, 124D respectively.
Les quatre secteurs 121 à 124 diffèrent mutuellement par le fait que des secteurs élémentaires de chacun sont, en nombre croissant selon le rang de secteur 121, 123, 123, 124, constitués par une zone de paroi, donc opaque, et non par une lumière élémentaire. Ainsi, alors que tous les secteurs élémentaires 121A à 121D du premier secteur 121 sont des lumières élémentaires, le premier secteur élémentaire 122 A du deuxième secteur 122 est opaque, et il en est de même pour les premier et deuxième secteurs élémentaires 123 A, 123B du troisième secteur 123 et pour les premier, deuxième et troisième secteurs élémentaires 124 A, 124B, 124C du quatrième secteur 124.The four sectors 121 to 124 differ mutually in that elementary sectors of each are, in increasing number according to the sector rank 121, 123, 123, 124, constituted by a wall zone, therefore opaque, and not by a light elementary. Thus, while all the elementary sectors 121A to 121D of the first sector 121 are elementary lights, the first elementary sector 122A of the second sector 122 is opaque, and it is the same for the first and second elementary sectors 123A, 123B third sector 123 and for the first, second and third elementary sectors 124 A, 124B, 124C of the fourth sector 124.
Ces secteurs élémentaires opaques ne sont donc définis ici qu'à titre didactique, en tant que zone spécifique de la seconde bague 120, pour expliquer que les zones restantes des secteurs 121 à 124 sont des lumières de tailles angulaires régulièrement décroissantes. Plus précisément, si l'on ramenait virtuellement les secteurs 121 à 124 en des positions superposées, par une ou plusieurs rotations de 360 / N = 90 degrés, les quatrièmes secteurs élémentaires 121D, 122D, 123D, 124D, seraient des lumières élémentaires ainsi superposées, dont l'extrémité haute (sur la figure 10) représente une extrémité haute de la lumière globale définie par le secteur 121 à 124 considéré. Par contre, des extrémités opposées, basses, des secteurs élémentaires 121A, 122B, 123C, 124D, donc de rangs croissants, en bas des diverses lumières globales ci-dessus ne seraient pas superposées, mais mutuellement décalées en hauteur, c'est-à-dire de façon circonférentielle sur la seconde bague 120, ce qui explique la fonction de came de réglage du nombre voulu de démasquages d'ajutages 111 à 114.These opaque elementary sectors are therefore defined here only as a didactic, as specific area of the second ring 120, to explain that the remaining areas of the sectors 121 to 124 are regularly decreasing angular size lights. More precisely, if sectors 121 to 124 were virtually brought back into superimposed positions, by one or more rotations of 360 / N = 90 degrees, the fourth elementary sectors 121D, 122D, 123D, 124D would be elementary lights thus superposed. , whose upper end (in Figure 10) represents an upper end of the overall light defined by the sector 121 to 124 considered. On the other hand, opposite, low ends of the elementary sectors 121A, 122B, 123C, 124D, thus of increasing ranks, at the bottom of the various global lights above would not be superimposed, but mutually offset in height, that is to say say circumferentially on the second ring 120, which explains the adjustment cam function of the desired number of nozzle unmasking 111 to 114.
On conçoit ainsi que, si la seconde bague 120 occupe une position angulaire pour laquelle le premier secteur élémentaire 12 IA se trouve en regard de l'ajutage 111, les autres ajutages 112 à 114 sont en regard des secteurs opaques respectifs de rang "A" : 122A, 123 A, 124A. Un décalage, d'un pas élémentaire, de la seconde bague 120, ici vers le bas de la figure 10, de la valeur d'étendue angulaire d'un ajutage 111 à 114, amène les secteurs élémentaires de rang "B" : 121B, 122B, 123B, 124B en coïncidence avec respectivement les ajutages 111 à 114. Alors, le secteur élémentaire 122B démasque le deuxième ajutage 112, les autres ajutages 111 et 113-114 restant respectivement passant et masqués. Deux autres tels décalages démasquent progressivement les ajutages 113 et 114. Une rotation faisant sortir de la plage angulaire ci-dessus masque tous les ajutages 111 à 114. D'une façon générale, la rotation voulue, pour effectuer le mouvement de cisaillement relatif, peut être effectuée par l'une ou l'autre des deux bagues 110, 120. On peut toutefois prévoir en plus une "échelle" de décalages ou came supplémentaire, c'est-à-dire des secteurs élémentaires supplémentaires, en nombres différents, au-delà des quatrièmes secteurs élémentaires 12 ID, 122D, 123D, 124D, la variation de ces nombres pouvant éventuellement être étagée indépendamment du rang de chaque secteur 121 à 124. On peut ainsi, partant d'une position angulaire de fermeture totale, faire tourner la seconde bague 120 dans le sens ici descendant retenu pour exposer le fonctionnement, avec donc les ajutages 111 à 114 qui sont progressivement ouverts selon leur rang. Toutefois, par une rotation d'ouverture en sens inverse, ici montant, on peut prévoir d'ouvrir successivement deux ajutages diamétralement opposés, tels que 111 et 113 ou 112 et 114, par des cinquièmes, sixièmes et autres secteurs élémentaires. De façon générale, on peut ainsi définir, pour l'ensemble des positions angulaires possibles de la seconde bague 120, un motif de nombres déterminés de lumières élémentaires démasquant chacune un ajutage 111 à 114. Dans le présent exemple, le motif se répète modulo 360 / N = 90 degrés. Le motif peut toutefois varier sur 360 degrés si les ajutages 111 à 1 14 ne sont pas répartis de façon régulière, en position angulaire et / ou axiale.It is thus conceivable that, if the second ring 120 occupies an angular position for which the first elementary sector 12 IA is facing the nozzle 111, the other nozzles 112 to 114 are facing respective opaque sectors of rank "A" 122A, 123A, 124A. An offset, of an elementary pitch, of the second ring 120, here downwardly of FIG. 10, of the angular extent value of a nozzle 111 to 114, brings the elementary sectors of rank "B": 121B , 122B, 123B, 124B coinciding with respectively the nozzles 111-114. Then, the elementary sector 122B unmasks the second nozzle 112, the other nozzles 111 and 113-114 remaining respectively passing and masked. Two other such offsets gradually unmask the nozzles 113 and 114. A rotation out of the above angular range masks all the nozzles 111 to 114. In general, the desired rotation, to perform the relative shear movement, can be carried out by one or other of the two rings 110, 120. However, it is also possible to provide a "scale" of shifts or additional cam, that is to say additional elementary sectors, in different numbers, beyond the fourth elementary sectors 12 ID, 122D, 123D, 124D, the variation these numbers can possibly be stepped independently of the rank of each sector 121 to 124. It is thus possible, starting from an angular position of total closure, to rotate the second ring 120 in the direction here descending retained to expose the operation, so with the nozzles 111 to 114 which are progressively opened according to their rank. However, by a rotation opening in the opposite direction, here ascending, it can be expected to successively open two diametrically opposed nozzles, such as 111 and 113 or 112 and 114, by fifth, sixth and other elementary sectors. In general terms, it is thus possible to define, for all the possible angular positions of the second ring 120, a pattern of determined numbers of elemental lights each unmasking a nozzle 111 to 114. In the present example, the pattern is repeated modulo 360 / N = 90 degrees. The pattern may, however, vary over 360 degrees if the nozzles 111 to 114 are not uniformly distributed in angular and / or axial position.
Comme évoqué plus haut, l'étendue angulaire de chacun des secteurs 121 à 124 peut être plus grande qu'exposé, s'il se trouve que les secteurs élémentaires adjacents ci-dessus, tels que 121A à 121D, sont disposés de façon angulairement non adjacente. On notera toutefois que la commutation entre les positions de réglage d'ouverture de 0 à N ajutages 111 à 114 s'effectue sans discontinuité si les secteurs élémentaires sont, comme ici, adjacents.As mentioned above, the angular extent of each of the sectors 121 to 124 may be larger than exposed, if it turns out that the adjacent adjacent elementary sectors, such as 121A to 121D, are angularly arranged adjacent. Note, however, that the switching between the opening adjustment positions from 0 to N nozzles 111 to 114 is performed without discontinuity if the elementary sectors are, as here, adjacent.
La figure 11 illustre une variante du montage de la figure 10, avec deux bagues 210, 220 qui sont des homologues respectifs des première et seconde bagues 110, 120. Les éléments homologues de ceux de la figure 10 en portent le même numéro de référence, avec toutefois un chiffre de centaine "2". Seules donc seront exposées les caractéristiques nouvelles de la figure 1 1. La différence de principe réside dans le fait que les première et seconde bagues 210, 220 sont mutuellement mobiles axialement selon l'axe 10. De ce fait, chacun des premier, deuxième, troisième, et quatrième ajutages 211, 212, 213, 214 est décalé axialement par rapport aux autres, ici de façon croissante avec son rang, et les premier, deuxième, troisième et quatrième secteurs 221, 222, 223, 224 sont à extension axiale, et non pas circonférentielle comme sur la figure 10. L'explication du fonctionnement du montage à commutation progressive de la figure 10 reste valable, à la transposition près de la direction de coulissement mutuel, ici axiale, des première et seconde bagues 210, 220. Un mouvement composite, axial et angulaire, est envisageable, de même que deux tels mouvements possibles, mais alors indépendants, pour offrir un choix étendu de possibilités de motifs de démasquage.FIG. 11 illustrates a variant of the assembly of FIG. 10, with two rings 210, 220 which are respective homologues of the first and second rings 110, 120. The elements homologous to those of FIG. 10 bear the same reference number, with however a number of hundred "2". Only the new characteristics of FIG. 1 1 will therefore be exposed. The difference in principle lies in the fact that the first and second rings 210, 220 are mutually axially movable along the axis 10. Therefore, each of the first, second, third, and fourth nozzles 211, 212, 213, 214 is axially offset relative to the others, here increasing with its rank, and the first, second, third and fourth sectors 221, 222, 223, 224 are extended axial, and not circumferential as in Figure 10. The explanation of the operation of the progressive switching arrangement of Figure 10 remains valid, the transposition near the direction of mutual sliding, here axial, first and second rings 210, 220. A composite motion, axial and angular, is conceivable, as well as two such possible movements, but then independent, to offer an extended choice of possibilities of unmasking patterns.
La figure 12 est une vue en coupe axiale représentant la seconde bague 120 angulairement mobile, solidaire, par un disque radial, d'un arbre axial 150 de commande de position angulaire, l'ensemble formant une coupelle axiale ouverte vers le raccord 34A. L'arbre 150 comporte une couronne dentée 151 couplée à un pignon 161 entraîné par un actionneur constitué par un moteur de manœuvre par réglage pas à pas 162. En variante, le moteur de réglage 162 est omis et le réglage angulaire est commandé manuellement, par une molette ou équivalent.Figure 12 is an axial sectional view showing the second ring 120 angularly movable, secured by a radial disk, an axial shaft 150 angular position control, the assembly forming an axial cup open to the connector 34A. The shaft 150 comprises a ring gear 151 coupled to a pinion 161 driven by an actuator constituted by a stepping adjustment motor 162. In a variant, the adjustment motor 162 is omitted and the angular adjustment is manually controlled by a wheel or equivalent.
La figure 8 représente les éléments ci-dessus, la coupelle étant toutefois retournée pour démasquer les aimants d'entraînement 63A, c'est-à-dire que le disque radial ci-dessus se trouve entre le raccord 34A et la roue 5OA, cette dernière étant portée par un manchon, non dessiné, entourant l'arbre 150.FIG. 8 represents the elements above, the cup being however returned to unmask the driving magnets 63A, that is to say that the radial disc above is between the connection 34A and the wheel 50A, this last being carried by a sleeve, not drawn, surrounding the shaft 150.
En variante, dans le cas de la seconde bague 220, axialement mobile, la couronne dentée 151 est remplacée par un relief radial, femelle ou mâle, tel qu'une gorge ou un bourrelet ou une crémaillère axiale qu'entraîne axialement le pignon moteur 161, alors à axe orthogonal à l'axe 10. Le mécanisme d'entraînement axial peut aussi être de type à translation, c'est-à-dire que le pignon moteur 161 peut aussi être remplacé par un doigt, ou respectivement une fourche, pour entraîner l'arbre 150 en translation axiale dans un sens et dans l'autre, sur des paliers prévus à cet effet. Selon une autre variante, la commande de réglage de position de la seconde bague 120, 220 s'effectue par un accès radial et non plus axial. Le bulbe 9 comporte alors un passage circulaire radial d'axe géométrique déterminé, en regard du volume torique 95 A, traversé, de façon étanche, par un arbre radial de réglage, à extrémité interne de type manivelle, ou baïonnette. Un tronçon d'extrémité, interne au bulbe 9, de l'arbre radial de réglage s'étend ainsi à distance de l'axe géométrique du passage radial, de sorte que, lors de la rotation de l'arbre radial de réglage, le tronçon d'extrémité interne parcourt un arc de cercle dans un plan tangentiel par rapport à la seconde bague mobile 120, 220, c'est-à-dire un plan parallèle à l'axe général 10 et à distance de celui-ci.Alternatively, in the case of the second ring 220, axially movable, the ring gear 151 is replaced by a radial relief, female or male, such as a groove or a bead or an axial rack that drives axially the motor pinion 161 then axially orthogonal to the axis 10. The axial drive mechanism may also be of translation type, that is to say that the motor pinion 161 may also be replaced by a finger, or respectively a fork, to drive the shaft 150 in axial translation in one direction and the other, on bearings provided for this purpose. According to another variant, the position adjustment control of the second ring 120, 220 is effected by radial rather than axial access. The bulb 9 then comprises a radial circular passage of determined geometric axis, facing the toric volume 95 A, through, sealed, by a radial adjustment shaft, internal end of the crank type, or bayonet. An end section, internal to the bulb 9, of the radial adjustment shaft thus extends at a distance from the geometric axis of the radial passage, so that, during the rotation of the radial adjustment shaft, the inner end section traverses an arc in a plane tangential to the second movable ring 120, 220, that is to say a plane parallel to the general axis 10 and at a distance therefrom.
La seconde bague mobile 120, 220 comporte une cavité d'entraînement logeant l'extrémité interne de l'arbre radial de réglage en lui permettant d'y pivoter. Selon le choix de la position, essentiellement axiale ou essentiellement angulairement décalée, de la cavité d'entraînement par rapport à l'axe géométrique de l'arbre radial de réglage, l'arbre radial de réglage peut ainsi, par une trajectoire circulaire, entraîner la seconde bague mobile angulairement 120, respectivement la seconde bague mobile axialement 220. La cavité d'entraînement peut donc être une rainure dont la largeur est adaptée au diamètre de l'extrémité de l'arbre d'entraînement et dont la longueur offre le degré de liberté voulu pour autoriser le parcours de la trajectoire courbe ci-dessus, c'est-à-dire avec une composante "parasite" l'écartant de la direction utile, par exemple purement tangentielle. Il peut toutefois être prévu que la seconde bague 120, 220 considérée soit montée de façon telle qu'elle soit aussi quelque peu mobile dans la direction "parasite" ci- dessus. En variante, la position angulaire ou axiale de la seconde bague 120, respectivement 220 est réglée par un couplage magnétique comprenant une couronne mobile, angulairement et / ou axialement, d'aimants d'entraînement radialement externes au bulbe 9, coopérant avec une couronne d'aimants menés à pôles opposés, fixée sur la seconde bague 120, 220. L'une quelconque, menante ou menée, des deux couronnes d'aimants peut être remplacée par une couronne passive de matériau à forte perméabilité, par exemple en ferrite, formant une dentelure circulaire, chaque paire de dents offrant ainsi, d'un sommet de dent à la voisine, un trajet magnétique d'impédance minimale, c'est-à-dire de perméabilité maximale. Une rotation de commande de la couronne menante, en ferrite ou à aimants, est ainsi recopiée par la couronne menée, respectivement à aimants ou en ferrite, sous l'effet des forces dues à la loi de maintien du trajet magnétique minimal, c'est-à-dire la perméabilité ou couplage de valeur maximale.The second movable ring 120, 220 comprises a drive cavity housing the inner end of the radial adjustment shaft allowing it to pivot. Depending on the choice of the position, essentially axial or substantially angularly offset, of the drive cavity relative to the geometric axis of the radial adjustment shaft, the radial adjustment shaft can thus, by a circular path, cause the second angularly movable ring 120, respectively the second axially movable ring 220. The driving cavity may therefore be a groove whose width is adapted to the diameter of the end of the drive shaft and the length of which provides the degree freedom to allow the path of the curve curve above, that is to say with a component "parasite" away from the useful direction, for example purely tangential. However, it may be provided that the second ring 120, 220 considered is mounted so that it is also somewhat mobile in the "parasitic" direction above. In a variant, the angular or axial position of the second ring 120, respectively 220, is regulated by a magnetic coupling comprising a ring gear, angularly and / or axially, of radially external driving magnets 9, cooperating with a ring gear. magnets conducted at opposite poles, fixed on the second ring 120, 220. Any one, led or driven, of the two magnet rings can be replaced by a crown passive material of high permeability, for example ferrite, forming a circular serration, each pair of teeth thus providing, from a tooth tip to the neighbor, a magnetic path of minimum impedance, that is to say of maximum permeability. A driving rotation of the driving ring, made of ferrite or magnets, is thus copied by the driven ring, respectively magnet or ferrite, under the effect of the forces due to the minimum magnetic path maintenance law, it is ie permeability or maximum value coupling.
Pour assurer une meilleure stabilité, il peut être prévu, dans le cas de la seconde bague 120, rotative, que le passage d'une position angulaire à la suivante s'effectue avec en outre un débrayage-embrayage selon un va-et-vient en coulissement axial. La seconde bague 120 comporte alors au moins un secteur de couronne dentée, à dentelure de pas égal ou multiple de la valeur d'un dit pas élémentaire de décalage angulaire, dentelure qui, en toute position réglée, est en prise avec un doigt anti-rotation, fixe par rapport au bulbe 9A. Le mouvement annexe axial permet d'en libérer temporairement la dentelure ci-dessus, pour lui faire effectuer la rotation angulaire élémentaire voulue, et ensuite la coupler à nouveau au doigt anti-rotation.To ensure better stability, it can be provided, in the case of the second ring 120, rotatable, that the passage from one angular position to the next is performed with further a clutch release clutch in a back and forth in axial sliding. The second ring 120 then comprises at least one toothed ring sector, serration of not equal to or multiple of the value of a said elementary pitch of angular offset, serration which, in any set position, is engaged with an anti-finger. rotation, fixed relative to the bulb 9A. The axial axial movement temporarily releases the above serration, to make it perform the desired elementary angular rotation, and then the coupling again to the anti-rotation finger.
Le même principe peut être appliqué, de façon duale, à la seconde bague 220, axialement mobile, c'est-à-dire que la couronne circulaire à dentelure ci- dessus est remplacée par une crémaillère axiale et la seconde bague 220 est entraînée selon un mouvement intermédiaire de débrayage-embrayage comportant un va-et-vient angulaire pour passer d'une position axiale à une autre.The same principle can be applied, dualally, to the second ring 220, axially movable, that is to say that the circular ring with serration above is replaced by an axial rack and the second ring 220 is driven according to an intermediate disengagement-clutch movement comprising an angular reciprocating movement from one axial position to another.
On notera qu'il peut être prévu que les première et seconde bagues 110, 120 et 210, 220 soient entraînées par la roue 50, 5OA, c'est-à-dire à sa vitesse. On peut ainsi considérer que la roue 50, 5OA, ainsi munie de bagues 110, 120 ou 210, 220, est à géométrie variable. En pareil cas, la position axiale de la seconde bague 220, mobile axialement, sera par exemple réglée par un dit arbre radial de réglage, en prise avec une dite cavité de la seconde bague 220, en forme de gorge circulaire pour ainsi offrir le dit degré de liberté voulu en rotation totale. Dans le cas de la turbine 5, à injection axiale, les bagues ci-dessus sont remplacées par deux disques essentiellement radiaux et axialement en regard, par exemple situés au débouché du tronçon interne d'arrivée 32. Ceci correspond précisément au dessin plan de la figure 9. Commodément, le mouvement voulu de cisaillement relatif des deux disques s'effectue par rotation de l'un. Il peut toutefois être prévu que l'un soit un rideau mobile dans une direction radiale prédéterminée, comme sur la figure 9, c'est-à-dire une sorte de guillotine comportant des zones fonctionnelles pouvant venir obturer les ajutages voulus, les zones non fonctionnelles pouvant éventuellement ne pas être étanches si les zones en regard de l'autre disque assurent l'étanchéité voulue, c'est-à-dire le non contournement des ajutages.Note that it can be provided that the first and second rings 110, 120 and 210, 220 are driven by the wheel 50, 50A, that is to say at its speed. It can thus be considered that the wheel 50, 50A, thus provided with rings 110, 120 or 210, 220, is of variable geometry. In such a case, the axial position of the second ring 220, axially movable, will for example be regulated by a said radial adjustment shaft, in engagement with a said cavity of the second ring 220, in the form of a circular groove to thus offer the said degree of freedom wanted in total rotation. In the case of the turbine 5, axial injection, the rings above are replaced by two essentially radial discs and axially opposite, for example located at the outlet of the inner section of arrival 32. This corresponds precisely to the drawing plan of the Figure 9. Conveniently, the desired relative shear movement of the two disks is effected by rotation of one. However, it can be provided that one is a curtain movable in a predetermined radial direction, as in Figure 9, that is to say a kind of guillotine with functional areas that can close the desired nozzles, non-contact areas. functional may possibly not be sealed if the areas facing the other disc provide the desired seal, that is to say the non-circumvention of the nozzles.
Réseau local de transmission de données de gestionLocal network of management data transmission
Le moteur 162 est commandé par un circuit électronique d'interface 88 A recevant, par radio ou par une liaison filaire, les ordres d'une unité centrale gestionnaire 170 gérant diverses telles vannes IA réparties dans une installation.The motor 162 is controlled by an electronic interface circuit 88 A receiving, by radio or by a wire link, the orders of a central management unit 170 managing various such IA valves distributed in an installation.
L'unité centrale 170 reçoit les mesures de débit de chaque vanne IA, issues du circuit détecteur 89A et retransmises par des circuits filaires ou par les circuits radio 83, fonctionnant alors en émission, et / ou des mesures de température d'eau associées ou encore des mesures de température d'air de locaux correspondants, ces mesures étant fournies par des capteurs intégrés à chaque vanne IA ou, globalement, à l'installation de chauffage, ou en étant externes.The central unit 170 receives the flow measurements of each valve IA, coming from the detector circuit 89A and retransmitted by wire circuits or by the radio circuits 83, then operating in transmission, and / or associated water temperature measurements or further measurements of air temperature of corresponding premises, these measurements being provided by sensors integrated to each valve IA or, overall, to the heating installation, or being external.
La régulation de débit de l'ensemble des ajutages 111 à 114 ainsi effectuée permet donc de réguler le débit dans le radiateur 200 associé à la vanne 1, IA. Si toutefois le raccord 34 comporte un shunt, celui-ci sera prévu pour ne fournir qu'un débit d'étiage au radiateur 200, et la vanne 1, IA pourra parfaitement réguler le débit excédant le débit d'étiage.The flow control of the set of nozzles 111 to 114 thus carried out thus makes it possible to regulate the flow rate in the radiator 200 associated with the valve 1, IA. If, however, the connection 34 comprises a shunt, it will be provided to provide a low flow rate to the radiator 200, and the valve 1, IA can perfectly regulate the flow exceeding the low flow rate.
Pour la mise au point initiale de l'installation, l'unité centrale 170 peut être programmée pour commander les réglages voulus, d'équilibrage initial des débits des divers radiateurs 200, 300, mutuellement en parallèle, c'est-à-dire régler des pertes de charge respectives. Les mesures des débits respectifs, par exemple d'après la vitesse mesurée de rotation des turbines 5 ou 5A respectives, sont ainsi acquises et comparées à une valeur de consigne, générale ou individuelle, pour alors, d'après une mesure d'erreur ainsi acquise, émettre des ordres de déplacement de la seconde bague 120 ou 220 dans le sens tendant à annuler l'erreur. La comparaison ci-dessus tient évidemment compte de l'éventuel débit d'étiage.For the initial tuning of the installation, the central unit 170 can be programmed to control the desired settings, initial balancing of the flow rates of the various radiators 200, 300, mutually in parallel, that is to say set of the respective pressure drops. The measurements of the respective flow rates, for example according to the measured rotational speed of the respective turbines 5 or 5A, are thus acquired and compared with a setpoint value, general or individual, for then, according to a measurement of error as well. acquired, issue orders to move the second ring 120 or 220 in the direction tending to cancel the error. The comparison above obviously takes into account the possible flow of low water.
D'une façon générale, le réglage initial de la perte de charge peut être effectué au moyen du dispositif d'injection 99A ou par un pointeau situé en série avec celui-ci, dans le bulbe 9. Le pointeau peut toutefois être prévu sur le trajet direct entre le tronçon externe d'arrivée 3 IA et le tronçon externe de départ 4 IA, en particulier si l'on souhaite une certaine indépendance entre le débit d'eau traversant le radiateur 200 et celui traversant la turbine 5A, et pouvant éventuellement repartir par un trajet aval ne traversant pas le radiateur 200, comme évoqué plus haut en relation avec l'application à une LED. Par ailleurs, la commande de tarage de la perte de charge peut être stockée dans une mémoire du bulbe 9, pour conserver localement le repère de position voulu même si la liaison avec l'unité centrale 170 est coupée.In general, the initial setting of the pressure drop can be carried out by means of the injection device 99A or by a needle located in series with it, in the bulb 9. The needle can however be provided on the direct path between the external arrival section 3 IA and the external departure section 4 IA, particularly if it is desired a certain independence between the flow of water passing through the radiator 200 and that through the turbine 5A, and possibly starting with a downstream path not passing through the radiator 200, as mentioned above in relation to the application to an LED. Furthermore, the control of the pressure drop calibration can be stored in a memory of the bulb 9, to locally retain the desired position mark even if the connection with the central unit 170 is cut off.
Pour un réglage précis de l'installation, il s'agit d'effectuer un processus itératif car, comme le débit global de l'installation tend à rester constant, le réglage du débit nominal d'un radiateur 200 modifie la pression d'alimentation des divers radiateurs 200, 300 et donc le débit des autres radiateurs 300. Un installateur passe de longues heures pour effectuer classiquement un tel travail d'équilibrage, et, en outre, il ne peut espérer aboutir, dans un temps économiquement raisonnable, à un équilibrage parfait. Le présent système constitue ainsi un réseau local qui effectue les équilibrages voulus en un temps bien plus restreint et avec toute précision voulue.For a precise adjustment of the installation, it is to carry out an iterative process because, as the overall flow of the installation tends to remain constant, the setting of the nominal flow rate of a radiator 200 modifies the supply pressure various radiators 200, 300 and therefore the flow rate of the other radiators 300. An installer spends long hours to perform such a conventional balancing work, and, moreover, he can not hope to achieve, in an economically reasonable time, a perfect balancing. The present system thus constitutes a local area network that performs the desired balancing in a much smaller time and with any desired accuracy.
Il peut en particulier être prévu que l'installateur dispose d'un dispositif d'échange de données, du genre téléphone sans fil, tel que téléphone portable cellulaire ou local, pour recevoir des données provenant de l'unité centrale 170, par exemple la valeur de débit instantanée, la température de l'eau et celle du local, et autres. En sens montant, l'installateur peut transmettre à l'unité centrale 170 des commandes, par exemple pour fixer de telles valeurs de consigne de débit, chaque vanne 1, IA étant associée à une adresse réseau. Le type de réseau, en particulier le protocole de communication, peut être quelconque, un réseau relativement simple, non temps réel, de type Ethernet, étant bien adapté puisque le risque de collision est très limité du fait du faible trafic. En variante, ce sont les circuits radio 83 du bulbe 9 qui servent aux échanges radio ci-dessus et le dispositif d'échange de données peut alors s'y relier par une connexion infrarouge ou filaire.It may in particular be provided that the installer has a data exchange device, such as a wireless telephone, such as cellular or local cellular telephone, for receiving data from the central unit 170, for example the instantaneous flow rate value, the temperature of the water and that of the local, and others. In ascending order, the installer can transmit commands to the central unit 170, for example to set such flow rate setpoint values, each valve 1, IA being associated with a network address. The type of network, in particular the communication protocol, can be arbitrary, a relatively simple network, not real time, Ethernet type, being well suited since the risk of collision is very limited due to the low traffic. Alternatively, it is the radio circuits 83 of the bulb 9 which are used for radio exchanges above and the data exchange device can then be connected by an infrared or wired connection.
Le dispositif d'échange de données peut toutefois être totalement intégré dans le bulbe 9, c'est-à-dire qu'il sera dupliqué dans toute l'installation. Les données de l'unité centrale 170 reçues par le bulbe 9 sont alors affichées sur un écran, ou diffusées par synthèse vocale. Les données de commande de réglage à émettre vers l'unité centrale 170 et des données éventuelles de commande de répétition de la synthèse vocale et autres données de relations homme-machine peuvent être saisies par un clavier, ou écran tactile, du bulbe 9 ou par reconnaissance vocale.The data exchange device can however be fully integrated in the bulb 9, that is to say that it will be duplicated throughout the installation. The data of the central unit 170 received by the bulb 9 is then displayed on a screen, or broadcast by voice synthesis. The setting control data to be transmitted to the central unit 170 and any voice synthesis repeat control data and other human-machine relationship data can be entered by a keyboard, or touch screen, of the bulb 9 or by speech Recognition.
En variante, le débit d'eau alimentant la turbine 5A peut être régulé pour moduler la puissance de celle-ci, et donc modifier son action sur l'organe mené. Par exemple, si la turbine 5 A entraîne un ventilateur, l'unité centrale 170 va l'accélérer en cas de détection de croissance de la température de l'air ambiant. De même, si la turbine 5A entraîne une génératrice 6 alimentant une diode DEL de lumière d'ambiance, le courant d'alimentation sera accru si un capteur de luminosité indique à l'unité centrale 170 que le soleil décline. Il s'agit donc alors d'une régulation de la turbine 5A qui prend en compte un besoin totalement externe à l'installation de chauffage.Alternatively, the water flow to the turbine 5A can be regulated to modulate the power thereof, and thus change its action on the driven member. For example, if the turbine 5 A drives a fan, the CPU 170 will accelerate it in case of growth detection of the ambient air temperature. Similarly, if the turbine 5A drives a generator 6 supplying a room light LED, the supply current will be increased if a brightness sensor indicates to the CPU 170 that the sun is declining. It is therefore a regulation of the turbine 5A which takes into account a totally external need for the heating system.
Ainsi, de façon générale, le réglage de perte de charge peut être effectué au niveau de la seconde bague 120, 220, pour un tel besoin externe, ou au niveau du pointeau 2, pour un besoin interne à l'installation de chauffage. Dans le premier cas, il peut être prévu, comme déjà indiqué, que la vanne 1, IA dispose aussi d'une tuyauterie et de pointeaux ou tiroirs lui permettant de se brancher, au choix, en série avec le radiateur 200 (fonctionnement normal) ou en parallèle (radiateur 200 "coupé" ou à débit insuffisant vis-à-vis du besoin externe de la vanne 1, IA). Par ailleurs, en exploitation, l'unité centrale 170 établit un historique des débits d'eau ainsi mesurés. Cet historique traduit donc les besoins thermiques du local considéré, qui ont été exprimés à travers les mouvements de la vanne 1, IA. Par comparaison entre les historiques des diverses vannes 1 ou IA, l'unité centrale 170 peut ainsi détecter des débits globalement excessifs, c'est-à-dire des fuites thermiques excessives dans un local. Inversement, des débits globalement faibles peuvent être l'indice d'une obturation partielle d'une tuyauterie. Une alarme est alors engendrée, par exemple par édition de l'historique et mise en exergue des valeurs hors norme.Thus, in general, the pressure drop adjustment can be performed at the second ring 120, 220, for such an external need, or at the needle 2, for a need internal to the heating system. In the first case, it can be provided, as already indicated, that the valve 1, IA also has a pipe and needle or drawers allowing it to be connected, optionally, in series with the radiator 200 (normal operation) or in parallel (Radiator 200 "cut" or insufficient flow vis-à-vis the external need of the valve 1, IA). Moreover, in operation, the central unit 170 establishes a history of the water flows thus measured. This history thus reflects the thermal needs of the locality considered, which were expressed through the movements of the valve 1, IA. By comparing the history of the various valves 1 or IA, the CPU 170 can thus detect generally excessive flow rates, that is to say excessive thermal leakage in a room. Conversely, generally low flow rates may be indicative of a partial closure of a pipe. An alarm is then generated, for example by editing the history and highlighting outliers.
On notera que ces aspects de réglage ou tarage de débit d'eau au moyen de commandes électroniques peuvent aussi être traités par une vanne classique, exempte de turbine et comportant une source électrique, telle qu'un raccordement au réseau électrique ou une pile ou batterie.It should be noted that these aspects of adjustment or calibration of water flow by means of electronic controls can also be processed by a conventional valve, which is turbine-free and has an electrical source, such as a connection to the electric network or a battery or battery. .
La figure 13 est une vue en coupe axiale illustrant un raccord en T intégrant un robinet 3-voies, référencé 180, monté en série sur la canalisation de rebouclage amont 203 et constituant une variante 34A du raccord 34 en T. Au point de jonction des branches ou tronçons externes 3 IA, 41 A du T avec son tronc s'étendant selon l'axe 10, le robinet 180 présente une partie rotative de commutation comportant des premier, deuxième et troisième bras radiaux 181, 182, 183, équirépartis par rapport à un axe géométrique de rotation 180X perpendiculaire au plan d'extension du T, bras qui sont portés par un moyeu 184 logé dans un corps 185 du robinet 180. Le moyeu 184 présente, à une extrémité axiale accessible, un relief, ici une cavité, à section transversale non circulaire, ici hexagonale, de réception d'une clé de réglage de type Allen. Dans la position angulaire représentée, le premier bras 181 est aligné avec, et en direction de, l'axe 10 de la vanne 1 , IA, perpendiculaire à la direction d'extension 30, 40 des branches du T, c'est-à-dire le tronçon externe d'arrivée 31 A et le tronçon externe de départ 4 IA. Ainsi, le flux d'eau incident, descendant sur la figure 13, du tronçon externe d'arrivée, 3 IA, est détourné à angle droit dans le tronçon interne d'arrivée 32 A, localement parallèle à l'axe 10 et situé juste au-dessus. L'extrémité libre du premier bras 181 est en contact étanche avec une zone de paroi 187 centrée sur l'axe 10 et globalement radiale à celui-ci, située au sommet du tronc du T, c'est-à-dire en bout d'axe 10. Les deuxième et troisième bras 182, 183 sont chacun au contact d'une zone circulaire 180C d'une paroi interne 180D, ici de droite, du robinet 180 opposée à la vanne IA, de sorte qu'il n'y a pas de shunt de cette dernière dans cet exemple. On notera que le troisième bras 183 est alors en redondance avec le deuxième bras 182, puisqu'ils représentent deux coupures en série dans le trajet virtuel d'écoulement direct de l'eau à droite de l'axe 180X.FIG. 13 is an axial sectional view illustrating a T-fitting incorporating a 3-way valve, referenced 180, mounted in series on the upstream loopback pipe 203 and constituting a variant 34A of the T-joint 34. At the junction point of the external branches or sections 3 IA, 41 A of the T with its trunk extending along the axis 10, the valve 180 has a rotary switching part comprising first, second and third radial arms 181, 182, 183, equidistant from to a geometric axis of rotation 180X perpendicular to the plane of extension of the T, which arms are carried by a hub 184 housed in a body 185 of the valve 180. The hub 184 has, at an accessible axial end, a relief, here a cavity , With non-circular cross section, here hexagonal, receiving an Allen type adjustment key. In the angular position shown, the first arm 181 is aligned with, and in the direction of, the axis 10 of the valve 1, IA, perpendicular to the extension direction 30, 40 of the branches of the T, that is to say the external arrival section 31 A and the external departure section 4 IA. Thus, the flow of incident water, descending in FIG. 13, from the external arrival section 3 IA is diverted at right angles in the inner arrival section 32 A, locally parallel to the axis 10 and located just above. The free end of the first arm 181 is in sealing contact with a wall zone 187 centered on the axis 10 and generally radial thereto, located at the top of the trunk of the T, that is to say at the end of the The second and third arms 182, 183 are each in contact with a circular zone 180C of an internal wall 180D, on the right-hand side, of the valve 180 opposite to the valve IA, so that there is there is no shunt of this last in this example. It will be noted that the third arm 183 is then redundant with the second arm 182, since they represent two interruptions in series in the virtual direct flow path of the water to the right of the axis 180X.
La figure 13 étant symétrique par rapport à l'axe horizontal 10, l'eau ressort de la vanne IA en passant par le tronçon interne de départ 42A situé sous l'axe 10 et donc sous le premier bras 181 et elle s'écoule dans le tronçon externe de départ 41A.FIG. 13 being symmetrical with respect to the horizontal axis 10, the water leaves the valve IA passing through the internal starting section 42A situated under the axis 10 and thus under the first arm 181 and it flows in the external departure section 41A.
Le robinet 180 comporte en outre une soupape 189 branchée entre le tronçon externe d'arrivée 31A et le tronçon externe de départ 4 IA. La soupape 189 est ici intégrée dans le moyeu 184, et elle y contrôle un passage de shunt du premier bras 181 , c'est-à-dire un passage globalement perpendiculaire à la direction radiale du premier bras 181. La soupape 189 est ici tarée à 0,3 bar pour mettre en court-circuit mutuel le tronçon externe d'arrivée 31A et le tronçon externe de départ 41A si la seconde bague 120, 220 vient à provoquer un excès de pression par réduction excessivement du débit d'eau. Ainsi, une telle limitation de l'excès de perte de charge autorise toute forte réduction débit d'entraînement de la turbine 1, IA, puisque la répartition des flux dans les divers radiateurs 200, 300 n'est pas gravement perturbée.The valve 180 further comprises a valve 189 connected between the outer arrival section 31A and the outer outward section 4 IA. The valve 189 is here integrated in the hub 184, and it controls a shunt passage of the first arm 181, that is to say a passage generally perpendicular to the radial direction of the first arm 181. The valve 189 is here calibrated at 0.3 bar to short-circuit the incoming external portion 31A and the outer outward portion 41A if the second ring 120, 220 causes an excess of pressure by excessively reducing the flow of water. Thus, such a limitation of the excess pressure drop allows any significant reduction in drive flow of the turbine 1, IA, since the distribution of the flows in the various radiators 200, 300 is not seriously disturbed.
Dans la position angulaire illustrée par la figure 14, le moyeu 184 a tourné, par rapport au dessin de la figure 13, d'environ 15 degrés dans un sens (l'autre sens convenant aussi du fait de la symétrie par rapport à l'axe 10) pour fermer partiellement l'alimentation de la vanne IA, s'effectuant par le tronçon interne d'arrivée 32A, situé juste au-dessus de l'axe 10. Surtout, une telle position angulaire laisse ouvert un chemin de shunt, entre l'extrémité libre du premier bras 181 et la zone, axée, de paroi globalement radiale 187. De la sorte, une surface frontale, côté externe, d'un filtre 188 en disque inséré radialement dans le sommet du T, c'est-à-dire dans l'embouchure ci-dessus du tronçon interne d'arrivée 32A menant à la turbine 5 A, se trouve balayée par un jet intense, qui va entraîner les particules de pollution qui se sont déposées lors du fonctionnement normal. Le troisième bras 183 est alors non fonctionnel. Dans la position angulaire selon la figure 15, le moyeu 184 présente, par rapport aux axes alignés 30 et 40 des branches du T, un profil symétrique de celui de la figure 13, car il a tourné de 180 degrés. Précisément, les extrémités d'une paire des bras, ici les deuxième et troisième bras 182, 183, sont respectivement au contact de deux zones 180F, 180E situées des deux côtés de l'embouchure constituant le sommet du tronc du T dans une paroi de gauche 180B. Le capuchon en V que forment les deuxième et troisième bras 182, 183 ferme ainsi les tronçons internes d'arrivée 32A et de départ 42A, isolant donc la vanne IA. De plus, le premier bras 181 est en contact avec la zone circulaire 180C opposée à l'axe 10, de sorte que les premier et troisième bras 181 , 183 ferment le tronçon externe d'arrivée 3 IA, coupant ainsi l'alimentation du radiateur 200 et donc, de façon redondante, coupant aussi l'alimentation de la vanne IA. Ainsi, les trois bras 181, 182, 183 délimitent, deux à deux, trois capuchons aptes à venir simultanément obstruer respectivement les trois voies de passage du T 180.In the angular position illustrated in FIG. 14, the hub 184 has rotated, with respect to the drawing of FIG. 13, by about 15 degrees in one direction (the other direction also being suitable because of the symmetry with respect to the axis 10) to close partially the supply of the valve IA, being effected by the internal arrival section 32A, located just above the axis 10. Above all, such an angular position leaves open a shunt path, between the free end the first arm 181 and the zone, oriented, of generally radial wall 187. In this way, a frontal surface, external side, of a disk filter 188 inserted radially into the apex of the T, that is to say in the above mouth of the inner arrival section 32A leading to the turbine 5 A, is swept by an intense jet, which will cause the pollution particles that are deposited during normal operation. The third arm 183 is then non-functional. In the angular position according to Figure 15, the hub 184 has, relative to the aligned axes 30 and 40 of the branches of the T, a profile symmetrical to that of Figure 13, since it has rotated 180 degrees. Specifically, the ends of a pair of arms, here the second and third arms 182, 183, respectively are in contact with two 180F, 180E areas located on both sides of the mouthpiece constituting the top of the trunk of the T in a wall of left 180B. The V-shaped cap formed by the second and third arms 182, 183 thus closes the internal arrival sections 32A and 42A, thus isolating the valve IA. In addition, the first arm 181 is in contact with the circular zone 180C opposite the axis 10, so that the first and third arms 181, 183 close the external arrival section 3 IA, thus cutting off the supply of the radiator 200 and therefore, redundantly, also cutting power to the valve IA. Thus, the three arms 181, 182, 183 delimit, two by two, three caps able to simultaneously simultaneously obstruct the three passageways of the T 180.
On notera toutefois que, en variante, il peut être prévu que les bras 181 à 183 soient en nombre accru et / ou qu'ils s'étendent selon des directions mutuelles non équiréparties et / ou que le logement cylindrique, à trois passages, contenant le moyeu 184 dispose de secteurs de contact, avec les bras 181 à 183, présentant des étendues angulaires autres que celles indiquées.Note however that, alternatively, it may be provided that the arms 181 to 183 are in increased number and / or that they extend in mutually unequal directions and / or that the cylindrical housing, three passages, containing the hub 184 has contact areas, with the arms 181 to 183, having angular extents other than those indicated.
En effet, sur les figures 13 et 14, sensiblement les deux tiers inférieurs de l'arc de cercle formé par la zone circulaire 180C, opposée à l'axe 10, sont inutiles pour assurer la fermeture du passage direct à droite du moyeu 184, puisque le deuxième bras 182 suffît à lui seul et qu'il ne coopère à cet effet qu'avec sensiblement le tiers supérieur de la zone circulaire 180C. On peut alors prévoir qu'au moins la moitié inférieure de la zone circulaire 180C soit supprimée, c'est-à- dire que la paroi cylindrique 180D y soit encore plus creusée pour former un tronçon de canal. En pareil cas, sur la figure 15 , une légère rotation supplémentaire du moyeu 184 dans le sens des aiguilles d'une montre ouvrira le passage direct de droite et les extrémités libres des deuxième et troisième bras 182, 183 présenteront une étendue angulaire suffisante pour tolérer cette rotation supplémentaire sans perte d'étanchéité avec la zone respective de paroi d'embouchure 180F et 180E en sommet du tronc du T, zones 180E, 180F qui, de façon duale, peuvent aussi être angulairement élargies.Indeed, in Figures 13 and 14, substantially the lower two-thirds of the arc formed by the circular zone 180C, opposite the axis 10, are useless to ensure the closing of the direct passage to the right of the hub 184, since the second arm 182 alone suffices and cooperates for this purpose with substantially the upper third of the circular zone 180C. It can then be expected that at least the lower half of the circular zone 180C is removed, that is to say that the cylindrical wall 180D is further widened to form a channel section. In such a case, in FIG. 15, a further slight rotation of the hub 184 in the clockwise direction will open the right direct passage and the free ends of the second and third arms 182, 183 will have an angular extent sufficient to tolerate this additional rotation without loss of sealing with the respective zone of the mouth wall 180F and 180E at the top of the trunk of the T, zones 180E, 180F which, in a dual manner, can also be angularly widened.
Il peut être prévu que le moyeu 184 puisse aussi être commandé par un actionneur, tel qu'un moteur électrique alimenté de préférence par la génératrice 6 et commandé par l'unité centrale 170. Une base de temps de celle-ci peut ainsi commander cycliquement un passage temporaire en position de nettoyage des divers filtres 188 selon la figure 14. Il peut de même être prévu de télécommander à volonté une coupure de l'alimentation en eau de toute vanne 1 , IA de l'installation, pour permettre le démontage d'une vanne 1 , IA défectueuse, en coupant, totalement ou non (cf variante ci-dessus), l'alimentation du radiateur 200, 300. It can be provided that the hub 184 can also be controlled by an actuator, such as an electric motor preferably powered by the generator 6 and controlled by the central unit 170. A time base thereof can thus cyclically control a temporary passage in the cleaning position of the various filters 188 according to Figure 14. It may also be expected to remotely control a cutoff of the water supply of any valve 1, IA of the installation, to allow the disassembly of a valve 1, IA defective, cutting, totally or not (see variant above), the supply of the radiator 200, 300.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vanne thermo statique (1, IA) comportant des moyens (2) d'étranglement d'un flux de liquide à réguler, insérés entre un canal d'arrivée (3) et un canal de départ (4) du flux prévus pour être insérés dans une canalisation d'alimentation d'un radiateur de climatisation, vanne caractérisée par le fait qu'elle comporte une turbine (5, 5A), branchée entre les dits canaux (3, 4) et comportant un moyen (52, 63A) d'entraînement d'un organe mené (6).1. thermostatic valve (1, IA) having means (2) for throttling a liquid flow to be regulated, inserted between an inlet channel (3) and a flow flow starting channel (4) provided for to be inserted in a supply pipe of an air conditioning radiator, valve characterized in that it comprises a turbine (5, 5A), connected between said channels (3, 4) and having a means (52, 63A ) for driving a driven member (6).
2. Vanne selon la revendication 1, dans laquelle la turbine (5) est intégrée, dans un bulbe (9, 9A), avec l'organe mené, constitué par une génératrice de courant (6).2. Valve according to claim 1, wherein the turbine (5) is integrated in a bulb (9, 9A) with the driven member consisting of a current generator (6).
3. Vanne selon la revendication 2, dans laquelle la génératrice de courant (6) est prévue pour alimenter des moyens (83) de réception de commandes d'asservissement de température reliés à des moyens (84) de commande des moyens d'étranglement (2) .3. Valve according to claim 2, wherein the current generator (6) is provided for supplying means (83) for receiving temperature control commands connected to means (84) for controlling the throttling means ( 2).
4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la turbine (5, 5A) est de type à flux d'eau radial, centrifuge (5) ou centripète (5A), le canal d'arrivée (3), ou respectivement le canal de départ (4), débouchant, côté turbine (5, 5A), par un tronçon interne d'arrivée (32), respectivement de départ (42), qui occupe une position axiale par rapport à un axe géométrique (10) de rotation de la turbine (5, 5A).4. Valve according to one of claims 1 to 3, wherein the turbine (5, 5A) is of radial water flow type, centrifugal (5) or centripetal (5A), the arrival channel (3) , or respectively the starting channel (4), opening, on the turbine side (5, 5A), by an internal arrival section (32), respectively starting (42), which occupies an axial position with respect to a geometric axis (10) rotation of the turbine (5, 5A).
5. Vanne selon la revendication 4, dans laquelle le canal de départ (4) comporte un tronçon interne de départ (42) comprenant un manchon entourant le tronçon interne d'arrivée (32). 5. Valve according to claim 4, wherein the starting channel (4) comprises a starting internal section (42) comprising a sleeve surrounding the inner arrival section (32).
6. Vanne selon l'une des revendications 4 et 5, dans laquelle une roue (50) de la turbine (5) présente des augets (55) dont une zone de bord radialement externe (58) présente une direction d'extension sensiblement axiale par rapport à l'axe géométrique (10), se poursuivant par un canal de retour (45) dirigé en oblique vers l'axe géométrique (10) pour rejoindre le tronçon interne de départ (42). 6. Valve according to one of claims 4 and 5, wherein a wheel (50) of the turbine (5) has buckets (55), a radially outer edge region (58) has a substantially axial direction of extension relative to the geometrical axis (10), continuing with a return channel (45) directed obliquely towards the geometric axis (10) to join the internal start section (42).
7. Vanne selon l'une des revendications 5 et 6, dans laquelle les deux tronçons internes (32, 42) sont parallèles à une direction d'un axe géométrique déterminé (10), perpendiculaire à une direction d'extension (30, 40) de l'un quelconque des deux tronçons externes (31, 41), l'autre tronçon externe (41, 31) s'étendant selon l'une quelconque des deux dites directions (10 ; 30, 40).7. Valve according to one of claims 5 and 6, wherein the two inner sections (32, 42) are parallel to a direction of a given geometric axis (10) perpendicular to an extension direction (30, 40). ) of any one of the two outer sections (31, 41), the other outer section (41, 31) extending in either of said two directions (10; 30, 40).
8. Vanne selon l'une des revendications 2 à 7, dans laquelle la turbine (5) et la génératrice (6) occupent des positions étagées axialement selon le dit axe géométrique de rotation (10), la génératrice (6) étant logée dans un capot amovible (92) en extrémité libre du bulbe (9). 8. Valve according to one of claims 2 to 7, wherein the turbine (5) and the generatrix (6) occupy staggered positions axially along said geometric axis of rotation (10), the generator (6) being housed in a removable cap (92) at the free end of the bulb (9).
9. Vanne selon l'une des revendications 4 à 8, dans laquelle les moyens d'étranglement comportent un pointeau (2) monté coulissant selon le dit axe géométrique (10) et présentant une surface frontale (22) à profil latéral sensiblement conique, pour défléchir radialement un flux d'arrivée issu du tronçon interne d'arrivée (32). 9. Valve according to one of claims 4 to 8, wherein the throttling means comprise a needle (2) slidably mounted along said geometric axis (10) and having a front surface (22) of substantially conical side profile, for radially deflecting an arrival flow from the inner arrival section (32).
10. Vanne selon l'une des revendications 4 à 9, dans laquelle le tronçon interne d'arrivée (32) présente une embouchure de sortie munie d'un déflecteur (33) de guidage du flux d'arrivée.10. Valve according to one of claims 4 to 9, wherein the inner arrival section (32) has an outlet mouth provided with a deflector (33) for guiding the inflow.
11. Vanne selon l'une des revendications 8 à 10, dans laquelle un tronçon arrière (24) du pointeau (2) est monté coulissant dans un manchon constituant le dit moyen d'entraînement (52), le manchon étant logé dans un passage axial (94) d'une cloison étanche (93), de confinement du flux.11. Valve according to one of claims 8 to 10, wherein a rear section (24) of the needle (2) is slidably mounted in a sleeve constituting said drive means (52), the sleeve being housed in a passage axial (94) of a bulkhead (93), containment of the flow.
12. Vanne selon la revendication 11, dans laquelle une surface radialement externe du manchon constituant le moyen d'entraînement (52) est portée par un palier (95) logé dans le passage (94) de la cloison (93). 12. Valve according to claim 11, wherein a radially outer surface of the sleeve constituting the drive means (52) is carried by a bearing (95) housed in the passage (94) of the partition (93).
13. Vanne selon l'une des revendications 10 à 12, dans laquelle le pointeau13. Valve according to one of claims 10 to 12, wherein the needle
(2) est angulairement couplé avec la turbine (5).(2) is angularly coupled with the turbine (5).
14. Vanne selon l'une des revendications 1 à 13, dans laquelle la turbine (1, IA) est associée à un dispositif d'injection d'eau réglable (99A ; 110, 120 ; 210, 220). 14. Valve according to one of claims 1 to 13, wherein the turbine (1, IA) is associated with an adjustable water injection device (99A; 110, 120; 210, 220).
15. Vanne selon la revendication 14, dans laquelle le dispositif d'injection comporte deux feuilles de matériau (110, 120 ; 210, 220) en regard et mutuellement mobiles pour occuper plusieurs positions relatives prédéterminées, une première feuille (110, 210) présentant une pluralité d'ajutages d'injection (111 à 114 ; 211 à 214) et une seconde feuille (120, 220) présentant des lumières (121 à 124 ; 221 à 224) de tailles et de dispositions agencées pour démasquer un nombre variable d'ajutages (1 10 à 114) lorsque l'une des feuilles (1 10, 120 ; 210, 220) passe d'une dite position à une autre.15. Valve according to claim 14, wherein the injection device comprises two sheets of material (110, 120; 210, 220) facing and mutually movable to occupy several predetermined relative positions, a first sheet (110, 210) having a plurality of injection nozzles (111 to 114; 211 to 214) and a second sheet (120, 220) having lights (121 to 124; 221 to 224) of sizes and arrangements arranged to unmask a variable number of Nozzles (1-14) when one of the sheets (110, 120, 210, 220) moves from one said position to another.
16. Vanne selon l'une des revendications 14 et 15, comportant un moteur (162) de réglage du dispositif d'injection (99A).16. Valve according to one of claims 14 and 15, comprising a motor (162) for adjusting the injection device (99A).
17. Vanne selon l'une des revendications 1 à 16, comportant un ensemble (63 A, 89A) de mesure de vitesse de rotation de la turbine (5A).17. Valve according to one of claims 1 to 16, comprising a set (63 A, 89A) for measuring the speed of rotation of the turbine (5A).
18. Vanne selon l'une des revendications 1 à 17, munie d'un raccord (34A) comportant un robinet d'arrêt (180) agencé pour prendre une position intermédiaire autorisant le passage, entre le canal d'arrivée (3) et le canal de départ (4), d'un jet d'eau de balayage d'une surface frontale d'un filtre (188) de contrôle d'accès à un tronçon interne d'arrivée (32A) appartenant au canal d'arrivée (3).18. Valve according to one of claims 1 to 17, provided with a connector (34A) having a stopcock (180) arranged to take an intermediate position allowing passage between the inlet channel (3) and the departure channel (4), a scanning water jet of a front surface of a filter (188) controlling access to an incoming internal section (32A) belonging to the arrival channel (3).
19. Vanne selon l'une des revendications 1 à 18, comportant des circuits (83) de liaison avec une unité centrale (170) de gestion d'une installation comportant une pluralité d'au moins une dite vanne (1, IA), circuits de liaison (83, 88A) agencés pour transmettre à l'unité centrale (170) des données saisies localement et pour recevoir en retour des ordres de commande d'un actionneur d'un organe (99A, 180) de réglage de débit d'eau (99A, 180).19. Valve according to one of claims 1 to 18, comprising circuits (83) for connection with a central unit (170) for managing an installation comprising a plurality of at least one said valve (1, IA), link circuits (83, 88A) arranged to transmit locally entered data to the central processing unit (170) and to receive feedback commands from an actuator of a flow rate control member (99A, 180) water (99A, 180).
20. Réseau local de transmission de données comportant une pluralité d'au moins une vanne (1, IA) selon l'une des revendications 19 et 20, et une unité centrale de gestion (170) comportant des moyens de liaison agencés pour transmettre à l'au moins une vanne (1, IA), à travers les circuits de liaison (83, 88A), de dits ordres de commande d'un actionneur (162, 184A) d'un organe de réglage de débit d'eau (99A, 180). 20. Local data transmission network comprising a plurality of at least one valve (1, IA) according to one of claims 19 and 20, and a central management unit (170) comprising connecting means arranged to transmit to the at least one valve (1, IA), through the connection circuits (83, 88A), of said control commands of an actuator (162, 184A) of a water flow control member ( 99A, 180).
21. Réseau local selon la revendication 20, dans lequel l'unité centrale (170) est agencée pour a) recevoir des mesures, issues d'un ensemble (63 A, 89A) de mesure de vitesse de rotation de la turbine (5A), constituant de dites données saisies localement, b) comparer une valeur ainsi mesurée à une valeur de consigne de débit de mise en service d'un radiateur (200) associé à la vanne considérée (1, IA), et c) engendrer, et émettre en retour, un dit ordre de commande pour régler une perte de charge. 21. Local network according to claim 20, wherein the central unit (170) is arranged to a) receive measurements, from a set (63 A, 89A) for measuring the speed of rotation of the turbine (5A). , constituting said data entered locally, b) comparing a value thus measured with a set value of the commissioning flow rate of a radiator (200) associated with the valve in question (1, IA), and c) generating, and transmit in return, a said control command to adjust a pressure drop.
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