Brevet FR2385027A1 — publié le 19781020

La présente invention concerne une coquille d'isolation thermique, destinée en particulier aux réservoirs et canalisations d'eau chaude, et constituée par une enveloppe stable portant une couche de mousse plastique. Afin de réduire au maximum les pertes thermiques d'un fluide chaud, il est usuel de munir le réservoir contenant ce dernier d'une enveloppe isolante. De la laine de verre ou mindrale est dans de nombreux cas utilisée comme matériau isolant. Cette gaine isolante était soit liée, soit maintenue par une enveloppe afin de présenter une bonne assise sur le réservoir. Cette enveloppe était généralement en tôle jusqu'à présent. Depuis peu, il est également connu de placer une coquille en mousse de polyuréthanne dure autour des canalisations d'eau chaude et des conduites de chauffage urbain en particulier. De telles coquilles peuvent être appliquées sur place et sont fixées sur la conduite par une gaine plastique. Le rôle essentiel de cette dernière consiste à protéger la mousse de polyuréthanne dure contre les destructions mécaniques. Cette méthode pressente l'inconv~- nient d'exiger un travail relativement important pour l'obtention d'un isolement reellement bon, Ilconvient d'abord de fabriquer les coquilles en mousse de polyuréthanne dure, par moussage en moule ou usinage de blocs d'une telle mousse.Les coquilles sont ensuite placées par exemple sur la conduite à gainer et maintenues dans cette position pour la mise en place de la gaine plastique. Il s'agit d'une manipulation relativement fastidieuse, qu'une seule personne ne peut pas réaliser. Un autre inconv#nient de cette méthode réside dans le fait que la gaine plastique ne repose pas directement sur la mousse de polyuréthanne dure, de sorte qu'une condensation d'eau est possible dans l'interstice. L'eau pénétrant dans la mousse de polyuréthanne dure perturbe toutefois l'isolement et accroit notablement la conductivit# thermique. Le gel risque en outre de produire des dommages en hiver. L'invention vise à supprimer les inconvénients précités et a pour objet une coquille d'isolation thermique, facile mettre en place, assurant l'isoiement necessaire requis et présentant une durée de vie aussi longue que possible. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'enveloppe et la couche de mousse plastique présentent une liaison adhésive homogène, obtenue par moussage direct in situ de la couche de mousse. L'enveloppe et la couche de mousse plastique forment ainsi une seule pièce, qu'il est donc facile de manipuler. Le moussage in situ assure une liaison résistante et tanche à 100 % entre l'enveloppe et la mousse plastique, de sorte qu'une éventuelle condensation d'eau est exclue sur la face interne de 1'enveloppe. Un autre avantage de la coquille d'isolation thermique selon l'invention réside dans le fait que la protection d'une face de la coquille réduit le risque de détérioration en cours de transport. Il est particulièrement utile de réaliser la couche de mousse plastique dans une mousse de polyurAthanne flexible. Elle s'applique alors particulièrement bien sur le réservoir à gainer, même quand sa surface présente des irrégularités. Une compensation élégante des tolérances dimensionnelles est également possible ainsi. Pour obtenir une isolation thermique optimale, il est avan- tageux de réaliser la couche de mousse plastique en mousse de polyuréthanne rigide. Les mousses de polyuréthanne rigides pré- sentent des propriétés d'isolation thermique particulièrement bonnes. Un autre avantage de telles mousses réside dans la pos sibilité de réaliser des mélanges assurant aussi une bonne résis- tance à la flamme, en plus des propridtés isolantes. De telles dispositions permettent de reluire le cas échéant le risque dtincendie à un minimum. L'expérience montre qu'une coquille se prêtant particulièrement bien à l'isolation de réservoirs d'eau chaude est obtenue avec une couche de mousse de poly#ther-polyur4thanne souple, ayant une masse volumique apparente d'environ 30 à 45 kg/m3, et de pré~rence d'environ 35 à 40 kg/m3, et un indice de dureté DIN 7790 d'environ 10 à 15. Les masses volumiques apparentes mentionnées garantissent d'une part que la couche de mousse plastique peut s'appliquer parfaitement sur le réservoir et d'autre part que les pressions d'application nécessaires ne sont pas trop levées, de sorte que le montage est facile à réaliser. Les"mêmes indications sont valables aussi pour 1'indice de dureté. Pour allier l'avantage de la souplesse de la couche de mousse plastique à une isolation thermique aussi bonne que possible, il convient que la couche de mousse plastique contienne environ 20 à 40 q6 de pores fermés, et présente une conductivité thermique d'environ 0,035 à 0,040 kcal/mh C. le respect de ces caract#risti- ques du matériau permet d'obtenir par exemple pour un accumulateur d'eau chaude de 150 1 une perte de chaleur d'environ 80 à 90keal/h (épaisseur d'isolation : 45 mm). Comme précédemment indiqué, de telles mousses plastiques sont toutefois encore souples et stappli- quent donc sur des surfaces irrégulières. La souplesse offre aussi l'avantage d'une sensibilité minimale aux dommages en cours de transport et de montage. Pour réduire le poids des mousses d'isolation thermique, il peut être utile que la couche de mousse plastique présente une masse volumique apparente d'environ 20 à 30 kg/m3. La manipulation est ainsi encore plus facile et les propriétés isolantes peuvent meme autre améliorees. Il en est particulièrement ainsi quand la couche de mousse plastique contient environ 80 à 100 % de pores fer- més et présente une conductivité thermiqued'environ 0,025 à 0,035 kcal/mh C. La forte teneur en pores fermés améliore l'iso- lation, mais les mélanges perdent alors de leur souplesse, de sorte que la résistance et la fragilité obtenues ne sont plus celles d'une mousse souple.De telles mousses plastiques permettent d'obtenir pour un accumulateur d'eau chaude de 150 1 une perte de chaleur d'environ 70 à 80 kcal/h ou moins (épaisseur d'isolation 45 mm). La réalisation de la couche de mousse plastique dans une moussu de polyester-poly#ther-polyur#thanne permet d'obtenir des combinaisons particulièrement bonnes des propriétés de résistance-téna- cité et d'isolement. Un autre avantage de telles mousses plastiques réside dans leur faible tendance au retrait après la production, contrairement aux mousses de polyéther-polyuréthanne souples pour lesquelles ce risque augmente avec la teneur en pores fermés. Il peut en résulter une déformation de l'enveloppe, l'ensemble de la coquille d'isolation thermique ne présentant plus alors les dimensions requises. Pour améliorer la capacité de déformation de la surfaqe interne de la coquille d'isolation thermique, il peut autre avantageux de revêtir intérieurement la couche de mousse plastique d'un film plastique, d'un non-tissé ou d'un élément similaire. Cette solution agit favorablement aussi sur l'isolement quand il en résulte une obturation de pores ouverts à l'intérieur. Le film plastique peut être muni d'un revêtement métallique, par évaporation d'aluminium par exemple, afin d'accrottre la réflexion thermique. Il peut également être utile de munir aussi l'intérieur du film plastique d'une couche de mousse plastique. Cette dernière peut par exemple être réalisée dans une autre mousse plastique, telle qu'une mousse de polyuréthanne souple, tandis que la couche de mousse plastique isolante proprement dite est en mousse de polyuréthanne dure. Il est ainsi possible d'obtenir un isolement optimal, tout en conservant l'adaptabilité souhaitée à une surface irrigulière. Il convient pour de nombreuses applications que la couche de mousse plastique soit séparée du réservoir à isoler par des volumes d'air fermés. La couche de mousse plastique peut pour ce faire présenter une surface structurée par des bossages, nervures ou autres éléments. Cette enveloppe d'air, pouvant améliorer l'isolement dans certaines applications, est également réalisable par exemple en munissant la couche de mousse plastique de nervures intérieures, assurant ltécartement par rapport à l'objet gainé. Il se forme alors une mince lame d'air entre lwobjet gain# et la couche de mousse plastique. Lorsque cette dernière est en outre munie d'un film plastique à revêtement métallique, on obtient ainsi des conditions optimales de réflexion thermique. Afin de réduire au maximum les pertes thermiques par l'envelop- pe de la coquille d'isolation thermique, il convient de réaliser cette enveloppe en matière plastique, telle que chlorure de polyvinyle, polystyrène, acrylonitr île-but adi éne- styrène, résine acrylique, etc. Ces matériaux présentent aussi l'avantage de 1'embou- tissabilité, test à dire que des pièces complexes sont réalisables d'une façon relativement simple. L'épaisseur de ltenvelop- pe doit être comprise entre environ 0,5 et 1,0 mm, afin d'allier les propriétés d'emboutissabilité, d'isolation thermique et de résistance mécanique. Afin de permettre le gainage simple d'un réservoir avec une coquille d'isolation thermique selon l'lnvention, il convient de réaliser cette dernière en plusieurs parties, et notamment en deux parties. Les parties de 1'enveloppe sont alors munies d'une couche de mousse plastique, puis placées autour du réservoir à gainer. Les saillies du réservoir ne posent alors aucun problème pour le montage. Il est particulièrement simple de relier les parties de la coquille d'isolation thermique bout à bout, au moyen d'un ruban adhésif placé extérieurement sur l'enveloppe. Ce type de montage est extrêmement rapide et suffisamment résistant. La couleur d'un tel ruban adhésif peut en outre être adaptée à l'enveloppe, ce qui permet de répondre à des exigences esthétiques. Une autre possibilité d'assemblage de deux enveloppes formant une coquille d'isolation thermique consiste à les munir sur le plan de joint d'un bord rabattu, avec fixation par une réglette de forme complémentaire. On obtient ainsi un assemblage très résistant et durable, supportant même un nettoyage fréquent avec des fluides agressifs le cas échéant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un trongon de coquille d'isolation thermique. La figure 2 représente une demi-coquille la figure 3 représente une gaine d'accumulateur d'eau chaude les figures 4 à 6 sont chacune la section d'une coquille d'isolation thermique la figure 7 est la section d'un réservoir gainé ; et la figure 8 est la section d'un joint d'assemblage de deux parties d'une coquille d'isolation thermique. La coquille d'isolation thermique selon la figure 1 est tubulaire et comporte une enveloppe extérieure 1 en matière plastique et une couche de mousse plastique 2. La figure 2 représente une demi-coquille d'isolation thermique selon l'invention, avec une enveloppe 3 et une couche de mousse plastique 4. L'enveloppe 3 est en chlorure de polyvinyle embouti et la couche 4 en mousse de polyuréthanne souple. Une telle demicoquille est produite par moussage d'un mélange réactif dans l'interstice compris entre l'enveloppe 3 et un noyau correspondant à la cavité désirée. La production de telles demi-coquilles s'effectue sur un carrousel, ayant une durée de rotation et par suite un temps de démoulage de 8 à 12 minutes. Les formules de mousse de polyuréthanne utilisées peuvent btre des formules de mousse à froid à base d'éther.La chaleur libérée par la réaction, d'environ 60 à 700 C, est inférieure à la température de défor- mation de ltenveloppe en chlorure de polyvinyle, dont une détérioration est ainsi exclue. L'emploi de mélanges ester-éther permet d'accroître la teneur en pores fermés et d'influencer favorablement le retrait. De tels mélanges exigent une catalyse un peu plus importante, à l'aide de catalyseurs métalliques tels que ltoctanoate stanneux par exemple. L'addition de retardateurs de flamme liquides ou solides, à base de phosphore par exemple, permet d'accroître la résistance au feu. La figure 3 représente la gaine 5 selon l'inrention d'un accumulateur d'eau chaude. Elle est constituée par deux demi-coquilles. Leur plan de joint comporte des évidements, destinés par exemple à un raccord d'appareil 7 et à des raccords d'eau 6. Un ruban adhésif 20 recouvre le plan de joint. Un montage simple est possible, car ces raccords sont prévus sur le plan de joint des deux demi-coquilles. L'accumulateur d'eau chaude peut être placé sur un trépied 8, pour les éléments de fixation duquel la coquille d'isolation thermique doit également comporter des évidements. Il est toutefois possible aussi de fixer l'accumulateur d'eau chaude au mur, à l'aide de potences appropriées, avec également des évidements sur le plan de joint des demi-coquilles. Ces évidements peuvent être prévus dès la production des demi-coquilles, c'est à dire ne pas autre remplis de mousse de polyuréthanne, soit simplement être découpés par la suite. La figure 4 est la coupe d'une coquille d'isolation thermique, constituée par une enveloppe 1, une couche de mousse plastique 2 et un film intérieur 9. Sur la figure 5, la face intérieure du film 9 porte en outre une couche de mousse plastique 10. Cette dernière maintient le film 9 à distance de la paroi du réservoir à gainer et permet une meilleure utilisation du pouvoir de réflexion thermique de ce film 9. La figure 6 représente une variante de la coquille d'isolation thermique, avec une couche de mousse plastique 2 à surface structurée 11. La structuration de la surface est produite dans le cas représenté par des bossagespyramidaux,mais est également réalisable d'une autre façon quelconque. La coquille d'isolation thermique selon figure 7 comporte des nervures intérieures 12, formant une lame d'air 13' entre la coquille et le réservoir. Cette lame d'air assume également la fonction d'une couche d'isolation thermique. La figure 8 représente une possibilité d'assemblage de deux demi-coquilles d'isolation thermique. Les enveloppes 13 de ces dernières comportent chacune un bord rabattu 14, sur lequel est placée une réglette i 5 de forme complémentaire. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'ê tre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sor- tir du cadre de l'invention. RE7EN#I C#TI ONS 1. Coquille d'isolation thermique, destinée en particulier aux réservoirs et canalisations d'eau chaude, constituée par une enveloppe stable portant une couche de mousse plastique et caractérisée par une liaison adhésive homogène de l'enveloppe et de la couche de mousse plastique, obtenue par moussage direct in situ de cette dernière. 2. Coquille selon revendication I, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique est réalisée dans une mousse de polyu uréthanne souple. 3. Coquille selon revendication 1, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique est réalisée dans une mousse de polyuréthanne rigide. 4. Coquille selon revendication 2, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique est réalisée dans une mousse de polyéther-polyuréthanne souple, ayant une masse volumique apparente d'environ 30 à 45 kg/m3, et de préférence d'environ 35 à 40 kg/m3, et un indice de dureté DIN 7790 d'environ 10 à 15. 5. Coquille selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique contient environ 20 à 40 % de pores fermés et présente une conductivité thermique d'environ 0,035 à 0,040 kcal/mh0C. 6. Coquille selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique a une masse volumique apparente d'environ 20 à- 30 kg/m3. 7. Coquille selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique contient environ 80 à 100 % de pores fermés et présente une conductivité thermique d'environ 0,025 à 0,035 kcal/mh0C. 8. Coquille selon une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique est réalisée dans une mousse de polyester-polyéther-polyuréthanne. 9. Coquille selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique est revêtue intérieurement d'un film plastique, d'un non-tissé ou d'un autre matériau semblable. 10. Coquille selon revendication 9, caractérisée en ce que le film plastique porte un revêtement métallique. 11. Coquille selon revendication 10, caractérisée en ce que le film plastique est muni intérieurement drune couche de mousse plastique. 12. Coquille selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée---- parune surface structurée de la couche de mousse plastique. 13. Coquille selon#une-quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la couche de mousse plastique comporte intérieurement des nervures d'écartement par rapport à l'objet gainé. 14. Coquille selon une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce quel'enveloppe est réalisée en matière plastique, telle que chlorure de polyvinyle, polystyrène, acrylonitrile-butadiène-styrène, résine acrylique ou autre matière plastique semblable. 15. Coquille selon revendication 14, caractérisée par une épaisseur de l'enveloppe d'environ 0,5 à 1,0 mm. 16. Coquille selon une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée par sa réalisation en plusieurs parties, et notam ment#en deux parties. 17. Coquille d'isolation thermique en plusieurs parties selon revendication 16, caractérisée par l'assemblage bout à bout des parties à l'aide d'un ruban adhésif fixé extérieurement sur l'enveloppe. 18. Coquille d1isolatïon-thermique en plusieurs parties selon revendication 16, caractérisée en ce que les enveloppes présentent un bord rabattu à l'emplacement du plan de joint et sont réunies par une réglette de# forme complémentaire.