Brevet FR2273223A1 — publié le 19751226

Ltinvention concerne un nouvel élément de construction préfabriqué, isolant à hautes températures, à base de fibres minéra- les, pouvant titre facilement transportable, démontable, réenpéra- ble, adaptable à toutes situations ou utilisations. Il est maintenant bien connu que les fibres minérales peuvent titre utilisées de diverses manières en isolation thermique ou autre forme de protection analogue. les limites de cette protection dépendent principalement de la nature de ces fibres. Ain- Si, les tospératures d'utilisation peuvent entre élevées lorsqu'on emploie des fibres de céramique, et mOrne très élevées quand il s'agit plus particulièrement de fibres d'alumine. Â partir de telles fibres, il est également connu de constituer des pièces isolantes où la cohésion des fibres est assurée par une colle ou un liant. On peut ainsi utiliser en isolation soit des nappes souples, soit des panneaux plus rigides, soit des pièces préformées ou mOrne des pièces moulées. Mais chacune de ces formes présente des inconvénients à la mise en oeuvre de la protection, particulièrement lorsqu'on doit disposer, pour une raison quelconque, d'un accès facile aux parties protégées ou isolées. Tel est le cas, par exemple, des bradeurs de chaudière, qui exigent des visites périodiques, de réglage ou dtentretien. La présente invention a pour objet un élément de protection thermique qui répond mieux que les solutions antérieures à ces impératifs. Cet élément comprend essentiellement une couche d'isolation thermique constituée d'un feutre de fibres isolantes agglomérées, liée en surface à un support et divisée en plusieurs parties séparées par des zones d'articulation dudit support. La conception de l'élément selon l'invention permet de le rendre très maniable, et également, elle permet aisément de réaliser en préfabrication des éléments s'adaptant à différentes formes et différents usages. De plus, l'élément selon l'invention comporte avantageusement des dispositifs d'assemblage permettant de fixer de manière amovible son support à celui d'un élément analogue ou à une pièce fixe à protéger, ce qui facilite un montage et un démontage rapide des ensembles de protection constitués à partir de tels éléments. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description plus détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés, qui se rapportent à différents modes de réalisation de l'invention, non limitatifs. Dans les dessins, les figures 1 et 2 représentent une pre mière réalisation d'un élément selon l'invention, respectivement avant et après montage. La figure 3 illustre une variante particulière concernant la réalisation des articulations. Les figures 4, 5 et 6 illustrent des variantes de réalisation des dispositifs d'assemblage de l'élément. La figure 7 représente un boiter selon l'invention, destiné plus particulièrement à constituer un bottier de protection d'un brûleur de chaudière. Les figures 8 et 9 représentent des modes de réalisation de l'élément selon l'invention convenant plus particulièrement à la protection de canalisations. L'élément de protection thermique représenté sur les figures 1 et 2 se présente avant montage sous la forme d'une plaque plane ( fig.l), qui permet de constituer un bottier prismatique ( Pig.2). La plaque de la figure 1 comprend une couche d'isolation thermique 1 fixée sur un support 2. La couche 1 est constituée de plusieurs panneaux distincts, soit dans le cas représenté quatre panneaux la, lb , lc , ld . Entre ces panneaux, le support 2, constitué par une tale métallique, comporte des zones d'articulation parallèles 3. Les articulations sont situées à proximité immédiate d'un panneau de la couche isolante et la distance entre les deux panneaux adjacents correspond sensiblement à l'épaisseur de la couche isolante. En pliant le support 2 le long des zones d'articulation, il est ainsi possible de fermer le boitier de section rectangulaire de la figure 2. le support 2 se prolonge aux deux extrémités de la plaque, au delà des panneaux extrêmes la et ld , pour former deux pattes d'assemblage 5 et 6. La patte 6 est articulée le long du panneau la . les deux pattes sont fixées l'une à l'autre pour assurer la rigidité du bottier de la figure 2. La couche isolante 1 est constituée en un feutre de fibres minérales agglomérées. Plus précisément, les fibres sont des fibres céramiques capables de résister à des températures supérieu res à 65 > ondes fibres d'alumine capables de résister à des tem- pératures supérieures à 120000. Il s'agit, par exemple, de fibres de silice et alumine telles les fibres commercialisées par la Société Européenne des Produits Réfractaires sous la dénomination SKerlanen , qui contiennent 50 à 55% de silice et 40 à 50% d'alumine, ou de fibres à au moins 85% d'alumine telles celles coEser- cialisées sous la dénomination "Fibral1 par la même Société, ou encore toutes autres fibres, applicables en ce domaine. La cohésion de telles fibres pour constituer un feutre est assurée par un liant de bonne stabilité thermique, généralement à base de silicates ou d'autres sels minéraux. Dans la réalisation particulière décrite, la couche 1 est formée de panneaux plans homogène3. Mais elle peut tout aussi bien btre formée de plaques découpées ou usinées à un dessin donné, de panneaux plans composites, de pièces en forme ou n%Le de pièces de profil plus complexe. le support 2 représenté sur la figure I est une plaque métallique plane. De préférence, il s'agit d'une ttle mince découpée dans un métal de qualité appropriée : acier, aluminium, acier inoxydable notamment Mais le support peut aussi entre de toute autre nature - soit plus souple pour permettre une adaptation plus facile, les matériaux suivants pouvant alors etre utilisés, sans que cette énumération soit limitative : tales fines, grillages métalliques, toiles métalliques, tissus de verre, d'amiante, de fibres réfractaires; - soit plus rigide pour assurer une meilleure résistance mécanique de l'élément, et l'on peut citer de la même façon non limitative : tales rigides, grilles, agglomérés ou panneaux de particules, panneaux en matières plastiques de bonne résistance à la chaleure supportant notamment des températures de l'ordre de 120 C. Le support peut, le cas échéant, être traité extérieurement par peintures ou apprêts divers dans sa forme définitive. La liaison entre la couche isolante 1 et le support 2 est de préférence réalisée sur toute la surface des différents pan veaux qui constituent la couche 1, ou au moins sur la majeure partie de cette surface. nie peut notamment dtre obtenue par collage et renforcée par poinçonnage mécanique. Le feutre de fibres minérales et le support reçoivent alors, chacun de leur côté, la préparation appropriée, par enduction de colle ou poinçonnage notamment, puis leur assemblage est exécuté en général sous pression pour obtenir une liaison efficace. Parmi les variantes possibles, le collage peut être obtenu directement par moulage du support sur la couche isolante dans le cas d'un support en matière plastique. Les zones d'articulation 3 peuvent être constituées par le support lui-meme, s'il est suffisamment souple pour être plié là où il est dépourvu de couche isolante, entre les panneaux adjacents. ainsi, le boitier de la figure 2 est obtenu par pliage du support entre les panneaux. Ce pliage est avantageusement facilité par une préparation appropriée du support, notamment en y réalisant des perforations le long de la ligne d'articulation. Lorsque le matériau utilisé pour le support est plus rigide, on peut constituer ce support, conformément à la variante représentée sur la figure 3, de plusieurs plaques ou tales métalli- ques distinctes assemblées par des charnières démontables 8, qui constituent alors les articulations. Diverses variantes sont également possibles pour assurer l'assemblage de l'L#ent, soit sur lui-même dans le cas notamment d'un boîtier présentant en section un contour fermé, soit sur des pièces fixes des appareils ou éléments de construction qu'il est destiné à protéger. Ainsi, les pattes 5 et 6 de l'élément des figures 1 et 2, peuvent être fixées l'une à l'autre par collage, vissage, emboî- tement, encastrement, etc..... Dans les variantes des figures 4 et 5, le support forme des pattes sur deux faces opposées du boîtier, soit dans le prolongement de celles-ci ( pattes 10 et 11 de la figure 4), soit perpendiculairement à elles vers l'extérieur ( pattes 12 et 13 de la figure 5), et ces pattes comportent des trous 9 destinés à recevoir des vis ou à s'engager sur des tenons de fixation. Dana le cas de la figure 6, les pattes 10 et 11, analogues à celles de la figure 4, forment des glissières 14. La figure 7 représente un mode de réalisation particulièrement avantageux d'un boîtier selon l'invention, convenant pour constituer un boîtier de protection de brûleur de chaudière, Dans ce cas, le boîtier est constitué de deux éléments. Le premier de ces éléments, constituant la partie avant 15, forme trois faces du boîtier parallélépipédique et comporte à chaque erctromité des pattes d'assemblage sur des pattes analogues d'un deuxième élément formant la quatrième face 18. Cet assemblage est démontable. La face arrière 18 peut être fixée par ses pattes 16 et 17 à la chaudière. Le boîtier peut outre aisément monté sur les chaudières à gaz ou les chauffe-eau pour caloritager la-zone située entre le brdleur et les premiers éléments chauffants, qui constitue une zone foyer où la flamme s'épanouit, et permettre ainsi d'obtenu nir une meilleure combustion et un meilleur rendement. La face arrière 18 est tout d'abord fixée sur la partie arrière de la chaudière ou du chauffe-eau. la partie avant 15 est ensuite pliée et mise en place à la forme voulue. L'assemblage démontable de la partie avant sur la face arrière permet un accès facile au brftleur. Le boîtier peut en outre titre complet par un fond et/ou un couvercle démontables. Le boîtier ainsi réalisé peut notamment être fabriqué à partir d'une couche d'isolant de 9 mm d'épaisseur et d'une tôle support en aluminium de 2 ou 3/10 de mm d'épaisseur. Â titre d'exemple, des mesures ont été faites sur un brt- leur à gaz domestique équipé d'un tel boîtier de protection. Aux températures normales d'utilisation d'un brûleur employé au chauffage de l'eau, c'est-à-dire dans l'intervalle de température de 50 à 1000 C, le rendement calorifique est amélioré de 25% en moyenne. En d'autres termes, le temps mis pour porter une masse donnée d'eau à une température donnée, avec un débit constant de gaz,est diminué de 25% lorsque la flamme est protégée par le boîtier. La figure 8 représente des éléments de protection thermique conçus pour s'emboîter les uns dans les autres par leurs extrémités, le long de canalisations. Chacun forme, après pliage sur trois zones d'articulation, trois faces d'un parallélépipède. Dans le sens longitudinal, la couche isolante est décalée par rapport au support pour permettre l'assemblage des éléments par emboîte- axent bout à bout. La figure 9 représente également un élément destiné à la protection de canalisations. Dans ce cas, toutefois, les éléments successifs sont assemblés par vissage au niveau de pattes transversales 19. De plus, deux pattes longitudinales 20 permettent de fixer sur l'élément un couvercle fermant le parallélépipède. On peut, en particulier, utiliser des éléments selon la figure 9 constitués chacun par une gaine ou support paraîlélépi- pédique en tale d'acier avec couvercle et une couche d'isolant en matière fibreuse de 25 mm d'épaisseur. La protection peut être complétée par un remplissage d'isolant ultra-léger comme de la laine de verre ou de la perlite par exemple. Un tel élément,présentant une section de 0,50x0,50 m et une longueur de 2,50 m, a été placé sur une fosse où brillait un feu violent d'hydrocarbure (fuel) Au bout de 40 mn, la température au centre de la section était de 4000 et au bout de 80 mn de 600C seulement.Les cibles électriques, avec gaine de caoutchouc ou gaine de chlorure de polyvinyle, noyés au centre de la masse isolante, ne présentaient ni altération, ni trace de fusion. Dans les différentes variantes de réalisation de l'invention, les dispositifs de protection présentent en plus de leur efficacité et de leur caractère démontable, l'avantage de pouvoir entre mis en place facilement sur le chantier à partir d'éléments livrés à plat, et de pouvoir être réalisés sous des formes légères, aisément transportables et étanches aux intempéries0 Toutefois, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus à titre d'exemples. De même, elle n'est pas limitée non plus aux applications particulières qui ont été considérées. En particulier, l'invention s'applique également à la réalisation de gaines isolantes utilisables dans le bâtiment, par exemple pour la protection de charpente à des endroits très exposés. Dans ce cas, on a avantage à utiliser, pour la couche isolante, une matière fibreuse ayant les caractéristiques d'un matériau coupe-feu et comme support, une enveloppe extérieure appropriée à la construction. Par ailleurs, dans certaines applications, les articulations de l'élément peuvent outre conçues de manière que la couche isolante se place par rapport au support à l'extérieur du volume formé et non à l'intérieur. - REVENDICATIONS - 1.- salement de protection thermique, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement une couche d'isolation thermique, constituée d'un feutre de fibres isolantes agglomérées, liée en surface à un support et divisée en plusieurs parties séparées par des zones d'articulation du support. 2.- #ément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support forme des prolongements portant des moyens d'assem blazer de préférence amovible, soit avec une autre partie du même support, soit avec le support d'un autre élément analogue, soit avec une pièce à protéger. 3.- flément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les zones d'articulation sont constituées par des zones du support dépourvues de couche d'isolation et susceptibles d'être pliefes. 4.- éliment selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que les zones d'articulation sont parallèles entre elles, de manière à permettre la formation d'une gaine ou d'un boîtier prismatique. 5.- Elément selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres du feutre sont des fibres miné~ rales, notamment à base d'alumine ou d'alumine et silice. 6.- flément selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support est constitué d'une tale métallique, notamment en aluminium. 7.- Boîtier de protection thermique, notamment pour bradeur de chaudière, caractérisé en ce qu'il est formé à partir d'au moins un élément selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8.- Boitiez selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément forme une partie avant pourvue de moyens dlassemblage de son support avec une face arrière, elle-mtme formée éventuellement par un élément analogue et munie de moyens de fixation sur une chaudière ou un appareil similaire. 9.- Gaine de protection thermique, notamment pour canali- sations, caractérisée en ce qu'elle est formée d'éléments selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 assemblés bout à bout,