Brevet FR2012652A1 — publié le 19700320

Il est connu de réaliser une isolation thermique au moyen d'éléments du type qui comprend une couche de matière ré-fractaire fibreuse ou granulaire, enfermée dans une enveloppe constituée par une feuille de métal mince, comme par exemple une 5 feuille d'acier inoxydable. De tels éléments d'isolation thermique sont placés au voisinage de la structure qui doit être protét gée de la chaleur, mais en restant toutefois espacé^àe celle-ci. Pour certaines applications, telles que par exemple les travées des avions à réaction, cette forme connu d'éléments 10 thermiquement isolants est estimée trop épaisse et trop lourde, si l'on veut assurer le degré désiré d'isolation thermique, et d'autre part de tels éléments sont exposés à être endommagés, soit par blessures de l'enveloppe métallique, soit par le tassement de la matière fibreuse, lorsque ces éléments sont exposés 15 à des vibrations de forte énergie. Conformément à la présente invention, un élément d*isolation thermique est constitué par une couche de matière isolante microporeuse, cette couche étant recouverte sur une face par une pellicule non métallique, et sur sa seconde face par une 20 feuille métallique, ladite pellicule et ladite feuille étant assemblées par collage. Grâce à cette disposition, l'élément d*isolation thermique est plus résistant,aux vibrations, plus mince et plus léger que les éléments d'isolation connus assurant un même degré d'iso-25 lation thermique. Il a été d'autre part constaté qu'un tel élément pouvait être monté tout contre la structure à protéger ; dans ce cas, la pellicule non métallique est tournée vers la structure. Grâce à cette disposition ladite structure, qui peut être cons-30 tituée par une matière fragile telle qu'un alliage léger, ne sera pas endommagée d\i fait d'un contact ou d'un frottement métal-métal . Une forme de réalisation de l'invention est représentée dans le dessin annexé, dont la figure unique montre une coupe 35 verticale passant par une structure à laquelle ont été assemblés des éléments d'isolation thermique conformes à l'invention. La structure 1 à protéger de la chaleur est constituée dans un exemple choisi, par la surface inférieure de l'aile d'un avion sous laquelle est fixée une nacelle contenant un moteur à 40 réaction. Dans le dessin on n'a représenté ni la nacelle ni le 69 23271 2 2012652 moteur. Une série de profilés 2 est fixée à la face inférieure de la structure 1. Les ailes de ces profilés comportent des fentes à intervalles convenables, recevant des boulons de fixation 5 dont les écrous sont désignés par 6. Les éléments d'isolation 5 thermique 7 sont reliés à la structure au moyen de bandes d'acier inoxydable 12, 13 convenablement ajourées, disposées de façon à être assemblées au moyen des boulons de fixation et de leurs écrous, serrant les bords 9 de ces éléments. Les éléments 7 comprennent chacun une couche 8 d'une ma-10 tière isolante microporeuse. Un matériau préféré est celui mis dans le commerce sous la marque de fabrique "Microtherm". Ce matériau est utilisé sous forme de panneaux piqués dont l'épaisseur, à l'état libre, est légèrement inférieure à 13 mm environ,, cette couche étant comprimée jusqu'à ce que son épaisseur soit ramenée 15 à environ 7 mm dans la région des bords 9. Chaque élément est. d1 une longueur de 600 mm, et d'une largeur de 350 mm environ. Le ïïicrotherm est une matière non fibreuse ; son constituant principal est la silice. Il est formé de petites billes comprimées et chimiquement réunies à leurs points de contact:- . Ce matériau est 20 un peu friable, et il nécessite un habillage extérieur. Le panneau piqué est obténu en revêtant la matière isolante, sur sa. surface externe, d!un tissu de fibres de verre non représenté, d1 une épaisseur d'environ 15/1Q0 de mm, ce tissu et la matière isolante étant assemblés par piquage en utilisant un fil de verre, 25 pour former des cellules qui n'ont pas été non plus représentées, afin de limiter la perte de matière isolante provenant de plua.. d'une cellule endommagée, si l'élément d'isolation est localement percé. L'habillage en tissu de fibres de verre est également assemblé par collage à la couche de matière isolante. 30 La couche 8 est d'autre part enfermée dans une enveloppe imperméable. Une face 10 de cette enveloppe est constituée par. une pellicule de polytetrafluorothylène (P.I.F.E.) renforcée par des fibres de verre, d'une épaisseur d'environ 13/100 de mm, 1* autre face 11 de l'habillage étant formée par une feuille d'acier 35 inoxydable d'une épaisseur d'environ 13/100 de mm également. La pellicule de P..T.F.E et la feuille d'acier inoxydable sont assemblées par collage aux bords de la couche isolante 8. Les borde de la pellicule de P.T.F.E étant pincés entre la couche isolante et la pellicule d'acier inoxydable, comme on l*a 40 désigné en 10a. ^ÙOPY " 69 23271 "5 .j 2012652 La pellicule et la feuille sont également collées aux faces ad jacer';es respectives 8a, 8b 3e la couche isolante 8. Lu faite que cei: ;e couche isolante est déjà habillée par un tissu en fibres de 'rerre, le collage s'effectue sur ce tissu. 5 Le produit utilise pour coller le tissu de fibres de verre sur la ,;ouche isolante, pour ccller la feuille i'acier inoxydable sur Ij tissu den fibres de verre, ainsi que pjur coller la feuille d' icier inoxydable aux bords de la pellicule de P,T.]P.E renfc?cée par un tissu en fibres de verre est uns résine 10 thermodurcisi. ible résistant bien aux hautes températures, telle que celle mi; i dans le c xcmierce par .Midland Siliconts Limited sous la réfé: jnoe MS 21C4. La allicule de IV.C.F.E renforcée par un ti.;su de fibres de verr est pourvue sur l'un de aes faces d'un*; couche de *.5 la i.ême rési-e MS £104, qui constitue un adhésif pour la fixation du tiss . en. fibres de verre sur l' élément isolau; 7* Des manchons d'espacement 14 en acier inoxydable sont prévus dans :.a région comprimée 9 des éléments 7, pour le passage de 3 boul.'.'iu de fixation 5 et du fait que ceà manchons vien-20 nent -..n cor'act des bandes 12, 13, le serrage des 'icr-ous 6 de oes toulci.s 5 n 'ï-ctrainera pas une co après si en supplémentaire de 1' élément isolant 7- Af:a: .1» empêcher des pressions différentielles de se créer entre l'intérieur des éléments 7 qui, autrement, seraient 25 étanches, et l'atmosphère extérieure, chque élément comporte un certain nombre de troua 15 traversant la feuille d'acier inoxydable '11, et s'étendait sur au moins une partie de l'épaisseur de la couche isolante 5, mais ne traversant pas la pellicule 1C. Des douiLles 16 en aoier inoxydable sont fixées dans chacun de 30 ces treaa eu évents 15, afin d'empêcher une chute de la matière isolante. On utilise aussi de la résine MS 2104 pour la fixation de ces douilles. Si des fils ou canalisations, par exemple des canalisations d1 5.1i.:.e.'itatior. en combustible, ou autres, doivent traver-35 ^er les éléments isolants, par exemple dans la région désignée ï17, une ouverture 19 appropriée sera fermée dans l'élément 7; et la matière isolante 8 ce cet élément sera localement côm-primée autour de l'ouverture, comme on l'a montré en 18. Une bride 20 s'étendant depuis la face inférieure de la structure 1 4-0 est prévue de façon que l'élément d'isolation 1 soit positivement COPY 69 23271 4 2012652 immobilisé dans la région de l'ouverture, au moyen des boulons 22 et des écrous 21. Ces boulons 22 passent eux-mêmes dans des manchons d* espacement 23 prévus dans la région comprimée 18 des éléments 7, 5 ces boulons étant munis de rondelles 24 constituant un siège pour les écrous 21. L'ouverture 19 est elle-même garnie d'une pièce 25 tu-bulaire télescopique, comportant des brides 26, 27 collées aux surfaces adjacentes de l'élément 7-10 Grâce à la disposition ci-dessus décrite, et représentée le poids total des éléments d'isolation thermique, plus celui de leur dispositif de fixation,., est inférieur à 5 kg par *2 environ et l'épaisseur mesurée depuis la structure à protéger est inférieure à 17 mm. 15 Pour l'usage, ces éléments d'isolation sont fixés à la surface de la structure qui est susceptible d'être exposée à la chaleur, c'est-à-dire à la face inférieure dans l'exemple de réalisation représenté. Leur face 10, c'est-à-dire celle qui est constituée par la pellicule en P.T.F.E renforcée par un tissu 20 de-fibres de verre, est tournée vers la structure et la face 11, ciest-à-dire celle qui est constituée par la feuille d'acier inoxydable, est tournée à l'opposée de la structure, et vers la source de chaleur. De cette façon, ladite structure ne peut pas être endom-25 magée par un contact métal-métal et, puisque la pellicule de P.T.P.E possède un faible coefficient de friction, les risques d'attaque des surfaces adjacentes, causés par un mouvement relatif dfi à la charge structurale et/ou aux variations de température, sont très réduits. Cette pellicule est d'autre part imper-30 méable aux hydrocarbures, et elle est bien résistante à la chaleur. La feuille d'acier inoxydable, outre qu'elle constitue une surface réfléchissant bien.la chaleur, est suffisanment solide pour limiter les effets d'un endommageaient local, par exemple 35 dû à des outils, pendant le montage et le service. Le dispositif décrit et représenté est propre à maintenir la structure de l'aile à une température inférieure à 150* C durant la marche normale, et inférieure à 200° C en présence de flammes dans les travées. Aux cours du fonctionnement normal, 4-0 les températures maximales à prévoir sont de 250° C du côté gAQ ORIGINAL ] - 69 2327\ 5 2012652 tourné vers le moteur, et de 150° C du côté des éléments d'isolation tournée vers l'aile. Du fait des emplacements où les éléments conformés à 1' invention sont utilisés, ils sont susceptibles d'être accidentel-5 lement arrosés de combustible, au cours des travaux d'entretien par exemple. Par conséquent, les douilles 16 pourront être fermées par des chapeaux de gaze ou par des chemises protectrices empêchant ou réduisant les possibilités d'introduction de liquide à l'intérieur de l'habillage. Oes chemises pourront être réa-10 lisées de manière à former des nervures ou gouttières circonfé-rentielles s'étendant vers le bas, autour de l'embouchure de la douille, éventuellement à une certaine distance de la surface inférieure de l'élément d!isolation, de façon que tout liquide pénétrant dans la douille, et empêché de progresser plus loin 15 par la présence de la gaze, tendra à se rassembler sur la chemise, pour s'égoutter ensuite. Les éléments d'isolation conformes à l'invention sont essentiellement utilisables comme éléments de protection contre la ch%Leur, mais ils peuvent être également employés comme élé-20 ments de protection contre le froid. 69 232? î 6 * 2012652 BEYEHDIOAIIOffS 1 - Elément d'isolation thermique, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une couché d'une matière isolante microporeuse, cette couche étant recouverte sur une face par une pellicule non ^ métallique, et sur sa seconde face par une feuille métallique, ladite pellicule et ladite feuille étant assemblées par collage. 2 - Elément d'isolation thermique suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que la pellicule non métallique est en .jq polytetrafluorothylène (P.T.FJî) renforcé par un tissu de fibres de verre, la feuille métallique étant en acier inoxydable. 3 - Elément d'isolation thermique suivant la Revendication 2, dans laquelle la pellicule de-P.T.Ï.E et la feuille d'acier inoxydable sont assemblées par collage aux bords de la couche iso- 15 lante, les bords de la pellicule de P.T.F.E étant pincés entre la couche isolante det la feuille d'acier inoxydable. 4 - Elément d'isolation thermique suivant la Revendication 2 ou la Revendication 3, caractérisé par le fait que la couche -d'isolât! on microporeuse est habillée sur ses faces par un tissu de 20 fibres de verre, ce tissu et la matière isolante étant piquée, à intervalles appropriés. 5 - Elément d'isolation thermique suivant la Revendication 4, caractérisé par le fait que la pellicule de Ï.T.Ï.Ï et la feuille 2,j d'acier inoxydable sont collées à l'habillage de tissu en fibres de verre, ce tissu en fibres de verre étant lui-même collé à la couche isolante. 6 - Eléments d'isolation thermique suivant l'une quelconque des Revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que la feuille d* 30 acier inoxydable est pourvue de trous ou évents, chaque évent comportant une douille métallique qui pénètre dans l'épaisseur de la couche isolante mais ne traverse pas la pellicule de P.T.F.33, chacune de ces douilles portant* des moyens propres à empêcher ou à réduire une entrée de fluide jusqu'à l'intérieur de l'élément. 35 / 7 - Elément d'isolation thermique suivant l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé par le fait que la matière qui constitue la couche isolante est comprimée dans las régions voisine des bords de l'élément jusqu'à une épaisseur inférieure à celle du reste de la couche.