Brevet FR2629563A1 — publié le 19891006

La présente invention est relative à un procédé nouveau pour calorifuger une tuyauterie dans laquelle circule un fluide à haute température et à haute pression. Elle concerne également, à titre de produit industriel nouveau, une tuyauterie calorifugée selon ce procédé, et notamment une canalisation enterrée. On connaît des canalisations calorifugées susceptibles d'etre enterrées. Tel est par exemple, le cas des tuyauteries qu'on utilise dans le chauffage urbain pour distribuer le fluide chauffé par une chaudière centrale. Ces tuyauteries sont couramment enterrées sur des distances de plusieurs kilomètres et présentent divers inconvénients. Tout d'abord, leur calorifuge n'étant pas étanche, il est nécessaire de prévoir des visites d'entretien périodiques. On est donc amené à construire préalablement sur toute la longueur du réseau, un caniveau en béton, dans lequel sont logées les tuyauteries calorifugées. La présence de ce caniveau complique considérablement les travaux d'installation et en augmente le cout. Par ailleurs, l'organisation des visites périodiques grève aussi le budget d'exploitation. D'autre part, la nature des mousses isolantes parfois utilisées pour le calorifugeage de tuyauteries directement enfouies dans le sol et la façon dont elles sont solidarisées sur la paroi extérieure de chaque tuyau, interdisent leur utilisation à des températures élevées, par exemple supérieures à 2500 C. De telles températures, et les dilatations différentielles qui en résultent, détruiraient rapidement 1' isolation thermique. On connait aussi par la demande de brevet français 8614342 déposée le 9 octobre 1986 au nom de la présente demanderesse, une canalisation calorifugée pour le transport d'un fluide caloporteur. Ce dispositif prévoit entre le tube caloporteur et son enveloppe périphérique, des entretoises définissant une lah- d'air isolante. Toutefois ces entretoises fixes présentent en pratique deux inconvénients - d'une part la mise en place du tube caloporteur dans la gaine est difficile, et ne peut pratiquement pas avoir lieu sur le chantier - d'autre part les frottements, grippages et autres points durs nuisent au coulissement du tube caloporteur dans la gaine par le jeu des dilatations. La présente invention a pour but d'eviter des incon vénients, notamment pour des tuyauteries enterrées. Elle poursuit alors un quadruple but - Baisser le coût des réseaux, en supprimant les caniveaux de béton - Baisser le coût d'entretien des réseaux, en assurant une étanchéité complète de la gaine extérieure, et de l'envel lope calorifuge, protégeant ainsi le tube caloporteur de toute agression extérieure, en augmentant la fiabilité et la durée de vie - Diminuer les pertes calorifiques à l'exploitation - Limiter les travaux annexes à la pose du réseau notamment sur le chantier (simplifier la pose). Une canalisation calorifugée selon d'invention com prend un tube caloporteur autour duquel se trouve une enve loppe isolante, avec entre la périphérie cylindrique du tube caloporteur et la paroi cylindrique interne de l'enveloppe isolante, une lame d'air isolante, et elle est caractérisée en ce que l'épaisseur de la lame d'air tubulaire est définie par des moyens de roulement intercalés entre les deux parois en regard, ce qui autorise les déplacements relatifs longitu dinaux du tube caloporteur dans l'enveloppe extérieure. Suivant une autre caractéristique de l'invention les moyens de roulement longitudinaux et de centrage ainsi que des anneaux sont situés autour du tube, dans la lame d'air sur au moins une partie de la longueur du tube caloporteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de centrage et de roulement sont solidaires de la paroi interne de l'enveloppe. Le procédé selon l'invention pour le calorifugeage et la mise en place d'une canalisation calorifugée selon 1' in- vention est caractérisé en ce qu'il comporte principalement des phases de préfabrication en atelier, permettant une par faite fiabilité de mise en oeuvre. En particulier, l'invention permet d'effectuer la mise en place du tube caloporteur intérieur en le présentant dans la gaine isolante par une extrémité de celle-ci, et en l'y introduisant par coulissement longitudinal. Cette opération est rendue possible malgré le poids des éléments en présence, grâce au fonctionnement des moyens de roulement qui supportent le tube intérieur tout en lui permettant d'avancer librement. On comprend qu'une telle opération puisse avoir lieu sur le chantier, sans nécessiter 1' emploi de moyens de manutention lourds. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle est susceptible de prouver. Figure 1 est une vue en perspective avec coupes partielle d'une canalisation calorifugée selon II invention. Figure 2 en est une coupe transversale. Figure 3 est une coupe longitudinale suivant III-III (Figure 1), au niveau d'un anneau pour le raccordement bout à bout étanche de deux tronçons de la gaine du revêtement isolant. Figure 4 est une perspective partielle montrant un élement de roulement dans un tronçon de la gaine isolante. Figure 5 montre un mode de réalisation possible d'un moyeh de roulement à bille. Figure 6 est une coupe suivant VI-VI (Figure 8) montrant la bille en position d'enfoncement partiel. Figure 7 est une coupe analogue pour une autre variante d'un moyen de roulement à bille. Figure 8 illustre un manchon intérieur de la gaine isolante où les moyens de roulement sont des billes, comme déjà schématisé sur la Figure 2. Figure 9 illustre un manchon intérieur de la gaine isolante où les moyens de roulement sont des chariots à galets, comme déjà schématisé sur les Figures 1, 3 et 4. On a représenté sur les dessins un tube caloporteur 1 dans lequel peut circuler un fluide, chaud ou froid, gazeux ou liquide. Autour de ce tube (1) est disposé un revêtement isolant (2), constitué par exemple par des sacs de tissus de verre remplis de billes de verre, ou par un sandwich en laine de roche ou équivalent, et mousse organique, époxy, polyuréthane silicone ou autres. Entre la périphérie cylindrique (3) du tube (1) et la paroi cylindrique interne (4) du revetement isolant (2), reste défini un intervalle libre qui se présente sous la forme d'une lame d'air (5) grâce à laquelle reste possible un déplacement relatif du tube (1), dans le revêtement (2) par coulissement relatif. Pour cela, des moyens de roulement dans le sens longitudinal sont prévus, par exemple dans des anneaux ou manchons (6) disposés autour du tube (1) pour porter sur sa périphérie (3).Ces moyens de roulement peuvent être à galets (Figures 1, 3, 4, 9) ou à bille (Figures 2, 5, 6, 7, 8). L'ensemble isolant (2) comporte trois parties - une première partie intérieure tubulaire (7) autour du tube caloporteur (1), - une seconde partie extérieure (8) constitué par un tube étanche en matière plastique, - une troisième partie constituée par l'isolant thermique proprement dit, comprenant par exemple des billes de ver re stockées et bloquées dans et autour des sacs en tissu de verre dans l'espace défini entre les gaines (7) et (8) précédemment définies. Les tubes précalorifugés sont munis de l' enveloppe isolante sur leur plus grande partie jusqu'aux manchons (6) se trouvant à chacune de leurs extrémités. Les soudures de raccordement de deux tubes ou parties du collecteur étant exécutées, il suffit de raccorder les deux extrémités de l'enveloppe isolante d'abord au niveau de la gaine tubulaire (7), en recouvrement sur les manchons d' extrémité (6) par deux coquilles fermées par clipsage, puis au niveau de la gaine extérieure étanche (8) en recouvrement sur les deux gaines d'extrémités par manchon thermosoudé, enfin en reconstituant l'isolant proprement dit, par injection de billes de verre au moyen d'un orifice aménagé à cet effet sur le manchon extérieur de raccordement, et rebouché par thermosoudage ou par mise en place de deux demi-coquilles en laine de roche ou similaire, avec complément ou non par injection de mousse isolante polyuréthane par exemple. Dans l'exemple des Figures 1, 3, 4, 9, les moyens de roulement sont constitués par des chariots 9 répartis autour du tube 1. Chaque chariot 9 comprend un bâti 10 à section en U à l'intérieur duquel sont fixés les axes 1*1 de galets 12. Le dos du bâti 10 est fixé, par exemple par soudage, sur la paroi cylindrique interne 4 du revêtement isolant 2, ou sur la paroi cylindrique interne d'un manchon du raccordement 6. Les chariots de roulement et de centrage 9 peuvent etre au nombre de quatre répartis à 90D autour d' une mêmesection du tube 1 (Figure 3) ou bien au nombre de trois répartis à 120Q autour du tube (Figures 1, 4, 9). Dans l'exemple des Figures 2, 5, 6, 7, 8, les moyens de roulement et de centrage 14 comportent chacun une bille d'appui 13. Cette dernière peut entre - ou bien sertie dans un siège annulaire fixe sphérique 15 où son centre géométrique 16 est maintenu fixe alors qu' elle peut tourner librement dans toutes les directions (cas de la variante de la Figure 7) - ou bien placée sous l'ouverture sphérique 16 d'un siège creux fixe 17, avec un ressort de poussée 18 qui la rap pelle élastiquement contre la périphérie de cette ouver ture 16 (cas de la variante des Figures 5 et 6). La bille 13 peut rouler directement sur la paroi du tube 1 (Figures 5 et 6), ou bien sur celle d'un collier ou de demi-coquilles 18 rapportés autour du tube 1 (Figure 2). Bien entendu, les moyens de roulement 9, 14 pourraient aussi être fixés sur la périphérie du tube caloporteur 1 pour rouler dans l'intérieur 4 de la gaine isolante 2. Cette fixation pourrait etre assurée - par exemple par soudage direct sur le tube 1 - ou,mieux, par soudage sur des colliers 18 à serrer de loin en loin autour du tube 1. REVENDICATIONS 1 - Canalisation calorifugée comprenant un tube caloporteur t1) autour duquel se trouve une enveloppe isolante t2J avec une lame d'air t5) entre la périphérie cylindrique (3) du tube caloporteur (1) et la paroi cylindrique interne (4) du revêtement isolant (2) , caractérisée en ce que l'épaisseur de la lame d'air tubulaire est définie par des moyens de centrage et de roulement intercalés entre les deux parois en regard (6,7) et ( 3 ) , ce qui autorise les déplacements relatifs longitudinaux du tube caloporteur (1) dans le revêtement isolant (2) 2 - Canalisation suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens de roulement et de centra ge ,( 9 ) , ( 14 ) sont situés autour du tube (1) , dans la lame d'air (5) , sur au moins une partie de la longueur du tube caloporteur (1) . 3 - Procédé pour le calorifugeage et la mise en place d'une canalisation calorifugée (1) , (2) suivant 1' une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'on présente le tube caloporteur (1) dans une extrémité de l'enveloppe isolante (2) , après quoi on l'introduit par coulissement longitudinal dans l'enveloppe (2) , les moyens de roulement ( 9 ) , (14 ) supportant le poids du tube intérieur (1) , tout en lui permettant d'avancer librement. 4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte prineipalement dqs phases de préfabrication en atelier, permettant une parfaite fiabilité de mise en oeuvre. 5 - Canalisation suivant la revendication 1, cara ctérisoeen ce que les moyens de centrage et de roulementsont solidaires de la paroi interne (4) de l'enveloppe isolante (2). 6 - Canalisation suivant la revendication 5, caractériséeen ce que les moyens de roulement dans le sens longitudinal sont prévus dans des manchons (6) disposés autour du tube (1) pour porter sur sa périphérie (3). 7 - Canalisation suivant la revendication 5, cara ctériséeen -ce que les moyens de roulement sont cqnstitués par des galets (12). 8 - Canalisation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de roulement sont consti tués par des chariots (9) répartis autour du tube (1), chaque chariot (9) comprenant un bâti (10) à section en U à l'intérieur duquel sont fixés les axes (11) des galets (12), tandis que le dos du bâti (10) est fixé sur la paroi cylindrique interne en regard du revêtement isolant (2), y compris les manchons de raccordement (6). 9 - Canalisation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de roulement (14) sont constitués par des billes (13-). 10 - Canalisation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que chaque bille (13) est sertie dans un siège annulaire sphérique fixe (15) où elle peut tourner librement dans toutes les directions. 11 - Canalisation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que chaque bille (13) est repoussée élastiquement par un ressort (18) contre l'ouverture (16) d'un siège creux fixe (17). 12 - Canalisation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de roulement et de centrage (9), (14) sont fixés sur des colliers (18) qu'on serre autour du tube caloporteur (1), si bien que les organes de roulement (12), (13) roulent sur la paroi cylindrique interne en regard du revêtement isolant (2), y compris les manchons de raccordement (6).