Brevet FR2680221A1 — publié le 19930212

L'invention est relative à un tuyau isolant pour conduit de cheminée, destiné à guider l'écoulement des gaz de combustion notamment dans les installations de chauffage industrielles ou domestiques L'invention trouvera tout particulièrement son application chez les constructeurs de matériels de chauffage. Toute installation fonctionnant à partir d'un système de combustion produit des gaz d'échappement à haute température qui doivent nécessairement être évacués dans l'atmosphère Dans le cas qui intéresse le brevet, il a été spécialement retenu l'évacuation des gaz de combustion d'installations de chauffage, c'est-à-dire l'écoulement régulier d'un flux gazeux très chaud pratiquement sans pression. Actuellement, les fabricants proposent principalement deux types de tuyaux pour conduit de cheminée, le plus simple étant le tuyau réalisé en tôle galvanisée cintrée Le conduit d'évacuation des gaz chauds est réalisé en emboîtant les différents tuyaux vendus par sections modulaires Ce type de tuyau est très économique mais requiert certaines précautions d'emploi. En effet, il n'est absolument pas isolant et par exemple s'il est scellé, il faut nécessairement utiliser des matériaux réfractaires susceptibles de supporter les hautes températures rencontrées Il est nécessaire d'éviter que ce tube à simple paroi soit posé à proximité d'éléments inflammables tel que du bois comme cela est utilisé pour les poutres ou charpente Il faut également entretenir soigneusement ce type de tuyau et en particulier refaire à intervalles réguliers le scellement en matériau réfractaire qui a tendance à s'effriter. Par ailleurs, du fait qu'il soit non isolé, ce tube a tendance à avoir des parois nettement moins chaudes que les gaz de combustion qu'il véhicule, étant donné que celles-ci sont en contact direct avec l'atmosphère ou des éléments de fixation Par conséquent, les parois font l'objet de phénomènes de condensation accrue et surtout de dépôt de salissures telles que les hydrocarbures lourds, goudrons, suie et autres. Cela entraîne de devoir procéder très fréquemment à des ramonages La seconde conséquence de l'absence d'isolation thermique du tuyau est le refroidissement rapide des gaz de combustion, ce qui rend propice la formation de gaz polluants et de matières acides. De gros progrès ont été accomplis avec la mise au point par les constructeurs de tuyaux isolants emboîtables. Il s'agit d'une réalisation plus coûteuse dans laquelle on forme un tuyau généralement à partir de tôles à double paroi entre lesquelles on insère un matériau isolant Bons nombres de défauts rencontrés avec le simple tuyau ont pu ainsi être éliminés En particulier, les gaz de combustion sont nettement moins refroidis, d'o une formation moindre de gaz polluants et de salissures à l'intérieur du tuyau. L'entretien est ainsi largement diminué et à long terme, l'investissement réalisé peut être largement rentabilisé. Il s'avère tout de même, sur le plan pratique, que le tuyau isolant actuel n'est pas tout à fait parfait En effet, de par sa fabrication, un pont thermique est créé au niveau de l'emboîtement mâle Ceci provient du fait qu'il s'agit de la même tôle utilisée pour former la paroi intérieure et la paroi extérieure, le raccord étant réalisé par formage de l'extrémité du tuyau. Ceci, bien entendu, crée un faible pont thermique localisé qui se traduit dans une installation par une succession de ponts thermiques à chaque raccordement de tubes Ceci occasionne des défauts qui se traduisent notamment par la formation privilégiée de salissures au niveau des raccords et des refroidissements des gaz de combustion d'autant plus vifs qu'il y a de nombreux raccords. Le but principal de la présente invention est de présenter un tuyau isolant destiné à former des conduits d'écoulement de cheminée, qui offre l'avantage de présenter une totale absence de pont thermique. Ainsi, avec l'utilisation du tuyau isolant de la présente invention, les phénomènes d'encrassement localisé au niveau des raccords de tuyaux, rencontrés traditionnellement sont totalement écartés. Par ailleurs, le tuyau isolant de la présente invention peut être placé à proximité de pièces inflammables r telles que des poutres en bois, charpente ou autres, sans précaution particulière étant donné que la paroi extérieure est à l'abri de tout phénomène de surchauffe. Le tuyau isolant de la présente invention est très économique d'utilisation car il permet de réduire de façon sensible les frais d'entretien Sur le plan de sa fabrication, il peut être réalisé de façon industrielle à des coûts très compétitifs et lui permettre ainsi de connaître un large développement. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. Selon l'invention, le tuyau isolant pour conduit de cheminée, destiné à guider l'écoulement des gaz de combustion, notamment dans les installations de chauffage industrielles ou domestiques, qui comprend des raccords emboîtables complémentaires à chaque extrémité et qui est formé d'une double paroi, est caractérisé par le fait que les parois présentent des moyens d'écartement isolant qui assurent la continuité de l'isolation sur toute la longueur du tuyau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée de dessins en annexe, parmi lesquels: la figure 1 schématise le tuyau isolant de l'invention en vue de coupe longitudinale, la figure 2 schématise la réalisation d'un jonc de fixation par foulage de la tôle externe. La présente invention vise un tuyau isolant pour conduit de cheminée, destiné à guider l'écoulement des gaz de combustion notamment dans les installations de chauffage industriel ou domestique Elle trouvera son application notamment chez les fabricants de matériels de chauffage. Pour assurer l'écoulement des gaz de combustion, résultant notamment du fonctionnement d'un appareil de chauffage, on utilise généralement un conduit de cheminée débouchant dans l'atmosphère et qui relie l'appareil en question Ce conduit de cheminée est constitué d'un assemblage de tuyaux isolants emboîtés bout à bout sur tout le long du parcours. Les installateurs utilisent principalement deux types de tuyaux qui se distinguent par une isolation intérieure ou non Au cas o cette isolation est inexistante, il est nécessaire d'utiliser des matériaux réfractaires pour assurer le scellement des tuyaux et les températures extrêmes des fumées qui peuvent atteindre jusqu'à 10001 C en sortie d'appareil de chauffage sont directement communiquées à l'environnement. Il est par conséquent absolument nécessaire de prendre toute précaution pour écarter tout matériau inflammable de la proximité du conduit d'écoulement des fumées Cela peut être délicat au niveau des charpentes en bois ou à proximité des poutres C'est pourquoi ce type de tuyau est dangereux et on peut également lui reprocher d'abaisser très vite la température des fumées et de créer ainsi de la pollution en nuisant à la combustion et en favorisant l'émanation de gaz toxiques L'abaissement de température des fumées crée également un encrassement plus rapide du conduit qui doit donc être entretenu plus fréquemment, notamment par des ramonages réguliers. Certains de ces défauts peuvent être évités par l'utilisation de tuyaux isolants dans la réalisation des conduits de fumées Il s'agit de tuyaux comprenant une double paroi entre lesquelles est interposé un matériau isolant De la sorte, les élévations de température de la partie intérieure du tuyau ne sont absolument pas répercutées à l'environnement Il s'agit d'un facteur de sécurité appréciable auquel s'ajoute l'avantage d'un entretien réduit. En effet, les températures des fumées peuvent être maintenues à un degré élevé jusqu'à leur libération dans l'atmosphère. Cela réduit la pollution et évite l'encrassement du conduit. On peut toutefois reprocher aux tuyaux isolants actuels d'engendrer des ponts thermiques au niveau de leur extrémité En effet, généralement il s'agit de la même tôle utilisée pour la confection de la paroi intérieure et extérieure d'o la présence d'un pont thermique au niveau des raccords de tuyaux Ceci occasionne en outre des refroidissements localisés des gaz de fumées qui ont par conséquent tendance à condenser et encrasser les tuyaux isolants à ce niveau. Ce problème entraîne néanmoins l'obligation de procéder à des ramonages et également cela favorise la création de pollution par mauvaise réaction chimique. C'est ainsi dans le but d'éviter cet inconvénient qu'a été développée la présente invention qui propose un tuyau isolant à double paroi, dans lequel ont été supprimés tous les ponts thermiques L'avantage d'un tel tuyau est de minimiser les frais d'entretien en allongeant les intervalles de ramonage, de favoriser la lutte contre la pollution et de diminuer les risques d'incendie. La figure 1 représente un mode préférentiel de réalisation du tuyau isolant qui est illustré en vue de coupe Le tuyau isolant ( 1) est constitué en deux parties, une paroi intérieure ( 2) et une paroi extérieure ( 3), ces parois tubulaires étant généralement concentriques et rembourrées intérieurement d'un matériau isolant tel que de la laine de roche, non illustrée. La paroi intérieure ( 2) peut être par exemple confectionnée à partir de tôles inox ou émail, quant à la paroi extérieure ( 3), elle peut être confectionnée à partir de tôles inox ou aluminium d'une épaisseur d'environ 6/l Oème de millimètre A titre d'exemple, pour des applications domestiques, on pourra utiliser un diamètre extérieur de tuyau de 200 millimètres pour un diamètre intérieur de paroi ( 2) de 125 millimètres Avec un tel écart entre les parois ( 2 et 3), des essais ont montré que pour une température de gaz intérieure au tuyau ( 1) de 10000 C, on assiste à une élévation de température de la paroi extérieure ( 3) de 1001 C, ce qui est très raisonnable et compatible avec la majeure partie des matériaux courants. Selon l'invention, les parois ( 2 et 3) présentent des moyens d'écartement isolants qui assurent la continuité de l'isolation sur toute la longueur du tuyau ( 1) Cela signifie que nulle part les parties métalliques de la paroi intérieure ( 2) sont en contact avec les parties métalliques de la paroi externe ( 3) Il n'y a donc création d'aucun pont thermique, même au niveau des extrémités du tuyau ( 1) comme cela se rencontrait traditionnellement. Selon l'invention, les moyens d'écartement se présentent sous la forme d'une entretoise ( 4) localisée à chaque extrémité des parois ( 2 et 3) Ces entretoises ( 4) assurent le centrage et le positionnement relatif des parois intérieure ( 2) et extérieure ( 3) du tuyau ( 1) Bien entendu, ces entretoises sont réalisées dans un matériau isolant et selon la présente invention, il est préconisé l'utilisation de fibres céramiques qui présentent une excellente aptitude à résister aux températures élevées. Ces entretoises ( 4) sont fixées axialement par des butées sans création de pont thermique Dans l'exemple choisi, les butées intérieures sont assurées par la paroi intérieure et les butées extérieures sont formées par les parois extérieures L'inverse aurait également pu être envisagé Les butées intérieures ( 5) sont formées par des bossages de la paroi intérieure ( 2) qui forment une excroissance s'opposant au déplacement longitudinal de l'entretoise annulaire ( 4) La fibre céramique est fragile et par conséquent, il est souhaitable de répartir les contraintes mécaniques et pour cela, on utilise une bague intermédiaire ( 6) disposée entre la paroi intérieure ( 2) et la paroi extérieure ( 3) et supportée par les bossages ( 5) La rondelle ( 6) doit être rigide pour supporter la contrainte axiale et il est préconisé l'utilisation d'une tôle de 12/l Oème de millimètres pour sa fabrication En outre, son diamètre sera tel que la bague ( 6) ne vienne pas en contact avec la paroi extérieure ( 3) mais suffisant pour supporter l'entretoise ( 4). Le diamètre extérieur des rondelles ( 6) doit donc nécessairement être inférieur au diamètre de la paroi extérieure ( 3) pour éviter tout pont thermique Les bossages ( 5) peuvent être facilement réalisés par déformation mécanique de la paroi intérieure en tôle ( 2). En ce qui concerne les butées extérieures, celles-ci sont formées par un repliage interne de l'extrémité supérieure du tube dans le cas du raccord mâle de sorte à enfermer l'entretoise annulaire ( 4) En pratique, ceci n'est pas commode à réaliser car le repliage intérieur de l'extrémité de la paroi ( 3) se traduit par l'apparition de faux plis Aussi préfère-t-on généralement utiliser une butée rapportée ( 7) formée d'une extrémité en équerre de façon à venir enfermer l'entretoise annulaire ( 4). Le raccord de la pièce intermédiaire ( 7) avec la paroi externe ( 3) s'obtient par exemple par molletage ou plissage ( 8) tel que par exemple illustré à la figure 2. Initialement, les extrémités de la pièce ( 7) et de la paroi ( 3) sont rabattues en équerre et appliquées bord à bord. Ensuite, à l'aide d'un outillage adéquat, on vient rouler les bords jointifs de façon à former un bourrelet ( 8) Cependant, on peut également souder, notamment par point ou de façon continue, la pièce ( 7) sur le tube ( 3). La pièce ( 7) définit un orifice intérieur ( 11) à travers lequel va pouvoir passer l'embout du tube intérieur ( 2) à raccorder Cet orifice ( 11) doit présenter un diamètre supérieur à celui de la paroi intérieure ( 2) pour éviter tout contact entre elles et ne pas créer ainsi de pont thermique. En ce qui concerne la partie femelle du raccord située dans le bas de la figure 1, le calage extérieur de l'entretoise annulaire ( 4) est assuré par une bague de profondeur ( 9) Cette bague est emboîtée dans la paroi extérieure ( 3) de sorte que sa face en équerre vienne s'appliquer contre l'entretoise ( 4) Bien entendu, le diamètre intérieur ( 12) de cette bague de profondeur ( 9) doit être supérieur au diamètre de la paroi intérieure ( 2) pour éviter tout contact et la création de pont thermique qui en résulterait Le blocage axial de la bague de profondeur ( 9) est assuré par un bossage ( 10) réalisé conjointement avec la paroi extérieure ( 3) ou par soudure L'extrémité de la bague de profondeur ( 9) est évasée pour faciliter l'emboîtement des tubes isolants. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient également être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, destiné à guider l'écoulement des gaz de combustion notamment dans les installations de chauffage industrielles ou domestiques, qui comprend des raccords emboîtables complémentaires à chaque extrémité et qui est formé d'une double paroi métallique, caractérisé par le fait que les parois ( 2 et 3) présentent des moyens d'écartement ( 4) isolant qui assurent la continuité de l'isolation sur toute la longueur du tuyau ( 1). 2 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'écartement se présentent sous la forme d'une entretoise annulaire ( 4) localisée à chaque extrémité du tuyau ( 1). 3 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les entretoises annulaires ( 4) sont réalisées en fibre céramique. 4 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les entretoises annulaires ( 4) sont fixées axialement par des butées sans création de pont thermique. Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les butées intérieures ( 5) sont assurées par la paroi interne ( 2). 6 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les butées intérieures ( 5) sont formées par des bossages de la paroi intérieure ( 2) et d'une rondelle d'appui ( 6). 7 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les butées extérieures sont formées par les parois ( 3) externes. 8 Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les butées extérieures sont réalisées à l'aide de bagues ( 7 et 9) comprenant une face d'appui en équerre et fixées aux extrémités de la paroi externe ( 3). 9 g Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur de la rondelle d'appui ( 6) est inférieur au diamètre de la paroi externe ( 3). Tuyau isolant pour conduit de cheminée, selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le diamètre ( 11; 12)intérieur des bagues ( 7; 9) de butée externe est supérieur au diamètre de la paroi interne ( 2).