Brevet FR2583809A3 — publié le 19861226

FR 2583809 A3 19861226 FR 8608863 A 19860619 La présente invention a pour objet une cheminée à faible capacité thermique. La technique d'économie d'énergie exige notamment pour le chauffage au mazout ou au gaz, des températures de plus en plus basses pour les gaz d'évacuation. On requiert parfois des températures qui se situent audessous du point de rosée, c'est-à-dire au-dessous de la température à laquelle se forme l'eau de condensation. Les conditions requises pour une cheminée moderne sont les suivantes a) une faible capacité thermique afin que la cheminée puisse se réchauffer rapidement, b) une bonne isolation thermique pour que les gaz d'évacuation soient refroidis aussi peu que possible, c) la plus grande simplicité et rapidité de montage. Jusqu'à cette date, ces conditions étaient satisfaites par exemple avec des cheminées en acier à trois parois dans lesquelles on utilisait une matière fibreuse pour l'isolation thermique. Ces cheminées en acier à trois parois ont pour inconvénient une forte corrosion, une évaporation lente de l'eau de condensation ainsi qu'une transmission importante des bruits. L'invention a pour but de réaliser une cheminée peu sujette à la corrosion, dans laquelle l'eau de condensation s'évapore rapidement et qui présente, outre une bonne isolation thermique, un faible poids ainsi qu'une bonne isolation acoustique. Ce but est atteint grâce à une cheminée suivant l'invention, caractérisée en ce qu'elle est à deux parois et comporte un conduit intérieur porteur en particules de matière inorganique calorifuges, poreuses, comprimées de manière à être indéformables avec un liant inorganique, ainsi qu'un conduit extérieur et en ce qu'il est prévu un espace intérieur continu entre le conduit intermédiaire et le conduit extérieur pour l'aération. Différents modes de réalisation de l'invention sont décrits ci-après à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale d'une cheminée suivant l'invention, La figure 2 représente un élément de cette cheminée, La figure 3 est une coupe transversale de l'élément de la figure 2, La figure 4 est une coupe longitudinale d'une variante de réalisation d'un élément de cheminée, La figure 5 est une coupe transversale de l'élément de la figure 4. La figure l représente une coupe longitudinale d'une cheminée suivant l'invention. Elle est constituée de différents éléments T de cheminée. La figure 2 représente un élément de cheminée qui comporte un conduit intérieur 1, pourvu d'une couche 4 intérieure résistant à l'abrasion et d'une couche de renfort 5 extérieure. Il est entouré à une certaine distance d'un conduit extérieur 3, de sorte qu'il se forme entre le conduit intérieur 1 et le conduit extérieur 3, un espace annulaire servant de canal de tirage. Des éléments d'écartement 8 assurent un écartement régulier. Pour des raisons de stabilité, les éléments d'écartement 8 ne sont pas fixés directement sur le conduit intérieur 1, mais sur un anneau de fixation 7 inséré dans les extrémités du conduit, fabriqué par exemple en un métal résistant à la corrosion. A l'extrémité inférieure du conduit se trouve une gorge annulaire 11. La couche intérieure 4 résistant à l'abrasion recouvre les faces frontales des extrémités du conduit intérieur 1 jusqu'à l'anneau de fixation 7. Le conduit extérieur 3 présente à ses extrémités une saillie 9 annulaire qui sert de point d'appui aux anneaux de serrage 10. La figure 3 représente une coupe transversale d'un élément de cheminée T. On y voit le conduit intérieur 1 avec une couche 4 intérieure résistant à l'abrasion et une couche extérieure 5 de renfort. Entre l'anneau de fixation 7 et le conduit extérieur 3, se trouvent les éléments d'écartement 8. En référence à la figure 1, la cheminée constituée des différents éléments T de cheminée repose sur une plaque de base 12. Entre l'élément inférieur T de cheminée et le conduit intérieur 1, ainsi qu'entre les différents éléments T de cheminée, un cordon d'étanchéité 19 est inséré dans la gorge annulaire 11. Sur la plaque de base 12, il est prévu une tubulure de raccordement 14 pour un conduit de fumée menant au chauffage, dont l'ouverture correspond au diamètre intérieur 6 du conduit intérieur 1. Sur l'élément supérieur T de cheminée, il est prévu une couverture 16.Elle est fixée sur des éléments d'écartement 15, prolongés, faisant saillie dans cette zone au-dessus de l'anneau de fixation 7, et qi servent en meme temps à maintenir la distancie entre 'anneau de fixation supérieur 7 et le conduit extérieur 3. La fIgure 4 montre un autre mode de réalisation de l'élément de cheminée T. On y voit encore le conduit intérieur avec sa couche 4 intérieure résistant à l'usure, recouvrant les faces frontales des extrémités des conduits ainsi qu'une couche 5 extérieure de renfort. Comme le montre la coupe transversale de la figure 5, le conduit extérieur 3 présente des entretoises 18, de sorte qu'au lieu d'un espace intermédiaire annulaire continu, il est formé quatre canaux de tirage 2. Le conduit intérieur 1 est fait de particules poreuses et résistant aux hautes températures qui sont comprimées de façon à être indéformables avec un liant inorganique résistant aux hautes températures, généralement à base de silicates. Ces particules inorganiques poreuses constituent en même temps une isolation thermique et acoustique. Une cheminée est d'autant plus facile et plus rapide à monter que le poids des éléments de cheminée T est faible. En choisissant convenablement les matériaux, le conduit intérieur 1 peut avoir un poids spécifique n'excédant pas à,2 à 0,4 kg/dm3. Afin que le conduit intérieur soit moins sujet à la formation de fissures, il est avantageux d'utiliser un mélange de particules poreuses de différents types, par exemple de la perlite et de la vermiculite. Comme liant, les silicates de métaux alcalins conviennent tout particulièrement, tels que le verre soluble, notamment le verre soluble de potassium. Par dm3 de particules poreuses, il faut environ 50 à 150g de liait. Afin que le conduit intérieur absorbe moins facilement l'eau, on ajoute de réserence au liant un produit hydrofugeant, tel que le siliconate de méthyl de potassium, le siliconate de propyl de potassium ou des composés de silicones similaires. Pour accroître la résistance à l'eau, le liant aux silicates peut être complété de manière avantageuse par au moins un produit de réaction, par exemple de l'oxyde de fer, du fluorure de sodium, du fluorure d'aluminium ou d'autres sels métalliques appropriés présentant des propriétés comparables. Afin que le conduit intérieur ne soit pas endommagé lors du ramonage, ii est pourvu d'une couche intérieure en matière résistant à l'abrasion. Cette couche intérieure 4 peut en outre contribuer à ce qu'un minimum d'humidité pénètre dans le conduit intérieur 1, si elle est étanche à l'eau et empêche la diffusion de vapeur. A cet effet, une matière céramique convient parfaitement, par exemple un mélange de chamotte et de liant aux silicates (verre soluble). Cette couche intérieure 4 assure en outre l'étanchéité au gaz indispensable. Enfin, la couche intérieure 4 résistant à l'abrasion peut être renforcée aux fibres de céramique ou de verre. Dans ce cas, la longueur des fibres ne doit pas être supérieure à 1 cm. La couche intérieure 4 résistant à l'abrasion et empêchant la diffusion de vapeur, ne peut cependant empêcher que de l'humidité pénètre dans le conduit intérieur 1. Pour évacuer l'humidité, il est prévu le canal d'aération 2 (figures 1 à 3) ou les canaux d'aération selon la figure 5. A cet effet, de l'air provenant du local chauffé peut pénétrer dans le ou les canaux intermédiaires par les trous 13 prévus dans la plaque de base 12. L'air est entrain vers le haut par la chaleur du conduit intérieur, absorbe de l'humidité en passant sur la paroi extérieure du conduit intérieur 1 et est évacué par l'ouverture formée entre le couvercle 16 et le conduit extérieur 3 (voir flèche de la figure 1). La couverture 16 empêche que l'eau de pluie pénètre dans le canal d'aération ou dans les canaux d'aération (2). Dans certains cas, il est avantageux que de l'air soit entrainé en sens inverse - c'est-à-dire de haut en bas - à travers le canal d'aération. Le dispositif de ventilation nécessaire à cet effet peut être prévu soit dans la zone supérieure, soit dans la zone inférieure de la cheminée. Cette variante convient notamment aux cheminées pour feux de bois ou chauffage au gaz, pour l'alimentation en air frais préchauffé de cette façon. Par suite de la chute de température importante, il se produit dans le conduit intérieur des contraintes considérables. Celles-ci se répercutent sur le pourtour intérieur, sous la forme de contraintes de compression, mais sur le pourtour extérieur sous la forme de contraintes de traction. Les particules poreuses sont en mesure d'absorber une certaine contrainte de compression. En revanche, elles ne conviennent pas à l'absorbtion des sollicitations à la traction. C'est pourquoi il est avantageux que le conduit intérieur 1 soit renforcé sur son pourtour extérieur d'une couche de renfort extérieur en tissu de fibres ou de fil continu torsadé croisé, pour absorber les contraintes de traction. Les matières fibreuses qui conviennent sont par exemple les fibres de verre, de carbone, d'acier ou d'aramide. On peut ainsi empêcher la formation de fissures dues à des contraintes thermiques. Afin de pouvoir évacuer l'humidité, la perméabilité à la vapeur de la couche de renfort 5 doit être maintenue. C'est pourquoi les colles qui conviennent le mieux sont en particulier les silicates de métaux alcalins. La couche extérieure de renfort 5 sert également de protection contre les effets mécaniques extérieurs, car la matière du conduit intérieur 1 est relativement tendre et friable. On peut obtenir un renforcement supplémentaire du conduit intérieur 1 en ajoutant aux particules poreuses des fibres céramiques avant le moulage par compression. Le conduit extérieur 3 peut être construit en métal ou en béton, de préférence en béton léger. Mais on a aussi la possibilité d'utiliser comme conduit extérieur 3 une cheminée existante. Les anciennes cheminées présentent fréquemment des sections qui sont trop importantes pour le chauffage actuel au mazout ou au gaz ; ceci peut s'expliquer par le fait qu'elles avaient été dimensionnées pour des combustibles solides ou pour des capacités de chauffage plus importantes. Le conduit intérieur 1 moulé par compression de façon à être, indéformable, peut servir à réduire la section de la cheminée lors de la rénovation. Dans ce cas, le conduit extérieur peut être remplacé par la cheminée existante et la cavité intermédiaire servir de canal d'aération. Dans les cheminées carrées - ce mode de réalisation se rencontre fréquemment dans les anciennes cheminées - les éléments d'écartement seront de préférence fixés dans les angles pour centrer le conduit intérieur. Pour compenser les irrégularités, les éléments d'écartement seront élastiques. Comme représenté sur la figure 1, la cheminée peut être constituée de différents éléments T. Au droit des joints d'assemblage, on peut poser un cordon d'étanchéité 19 dans les gorges 11 prévues à cet effet, afin que de l'eau de condensation ne puisse pénétrer dans le conduit intérieur 1. Les matériaux qui conviennent pour le cordon d'étanchéité 19 sont par exemple l'amiante, les fibres de céramique ou do verre. Mais on peut aussi rendre étanches les joints entre les éléments de conduit T à l'aide d'une colle spéciale résistant aux hautes températures. Dans le cas de conduits extérieurs 3 métalliques, les différents éléments T peuvent être fixés les uns aux autres à l'aide d'anneaux de serrage. Mais on peut aussi souder directement les conduits ou les visser avec des brides d'assemblage. Pour les conduits extérieurs 3 en béton, les différents éléments T peuvent être assemblés avec du mortier. La cheminée représentée dans la figure 1 repose sur une plaque de base 12 qui peut être vissée d'en bas au plafond de la pièce chauffée. Cette solution qui permet une traversée de plafond particulièrement impeccable, est rendue possible grâce au faible poids de la cheminée. On a ainsi une solution peu coûteuse puisque la cheminée ne doit pas aller jusqu'au sol du local à chauffer. Le tuyau d'évacuation des gaz part d'une tubulure de raccordement 14 fabriquée par exemple en acier au chrome-nickel, pour aboutir à l'ouverture intérieure 6 du conduit intérieur 1. Mais on a aussi la possibilité de prolonger la cheminée jusqu'au sol du local à chauffer, auquel cas, il faudra prévoir un raccordement spécial. L'eau de condensation éventuelle peut être évacuée par une évacuation d'eau de condensation non représentée, prévue dans le pied de la cheminée ou dans la tubulure de raccordement 14. REVENDICATIONS 1. Cheminée à faible capacité thermique, caractérisée en ce qu'elle est à deux parois et comporte un conduit intérieur (1) porteur en particules de matière inorganique calorifuges, poreuses, moulées par compression de manière à être indéformables, avec un liant inorganique, ainsi qu'un conduit extérieur (3) et en ce qu'il est prévu un espace intermédiaire (2) continu entre le conduit intérieur (1) et le conduit extérieur (3) pour l'aération. 2. Cheminée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les particules poreuses ont une densité en vrac inférieure à 0,4 kg/dm3. 3. Cheminée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le liant est un liant aux silicates contenant au moins un agent de réaction destiné à accroître la résistance à l'eau. 4. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le liant est un agent hydrofugeant. 5. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le conduit intérieur (1) est renforcé avec des fibres céramiques. 6. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le conduit intérieur 1 est renforcé sur son pourtour extérieur d'une couche extérieure 5 en tissu de fibres ou de fil continu torsadé croisé. 7. Cheminée selon la revendication 6, caractérisée en ce que la couche extérieure (5) est en fibres de verre, fibres de carbone, ou en fibres d'aramide. 8. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le conduit extérieur (3) est en métal ou en béton. 9. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'on utilise comme conduit extérieur (3) une cheminée existante. 10. Cheminée selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le conduit intérieur (1) est pourvu d'une couche (4) intérieure résistant à l'abrasion. 11. Cheminée selon la revendication 10, caractérisée en ce que la couche intérieure (4) résistant à l'abrasion est faite dans une matière étanche à l'eau et au gaz et empêchant la diffusion de vapeur. 12. Cheminée selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que la couche intérieure (4) résistant à l'abrasion est renforcée avec des fibres courtes.