Brevet FR2848482A1 — publié le 20040618

La présente invention concerne de manière générale un procédé de fabrication d'un élément de conduit à tuyaux concentriques, notamment pour appareil de chauffage à combustion, et un élément de conduit à tuyaux concentriques correspondant. Plus précisément, elle concerne un procédé permettant de réaliser un 5 élément de conduit à tuyaux concentriques comprenant un tuyau intérieur et un tuyau extérieur maintenus, tant axialement que radialement, l'un par rapport à l'autre par une entretoise, plusieurs éléments ainsi réalisés pouvant être assemblés bout à bout pour former un conduit à tuyaux concentriques. Elle concerne également un élément de conduit à tuyaux concentriques qui peut être obtenu par un tel procédé. Un appareil de chauffage à combustion, pour être alimenté en comburant, prélève généralement de l'air dans son environnement direct. Toutefois, il peut être également alimenté en air prélevé à distance de l'endroit o il est installé. Par exemple, il peut être alimenté en air provenant de l'extérieur du local dans lequel il est installé. Généralement, l'air est prélevé à proximité de l'endroit, par exemple l'extérieur d'un bâtiment, o les fumées produites par la combustion peuvent être évacuées. C'est pourquoi il a été proposé, dans le cas d'appareils de chauffage à circuit de combustion étanche, d'utiliser un conduit à tuyaux concentriques dans lequel un tuyau intérieur véhicule les fumées à évacuer, l'air destiné à alimenter l'appareil de chauffage 20 circulant, lui, dans l'espace restant du tuyau extérieur, autour du tuyau intérieur. Ce type de conduit est décrit, par exemple, dans la demande de brevet français no 2 803 896. Ces conduits à tuyaux concentriques sont généralement constitués de plusieurs éléments de conduit destinés à être mis bout à bout, chacun de ces élément étant 25 constitué de deux tuyaux concentriques maintenus l'un par rapport à l'autre au moyen d'une entretoise. Bien entendu, les tubes intérieurs des différents éléments ont tous le même diamètre et les tubes extérieurs des différents éléments ont également tous le même diamètre, supérieur au diamètre des tubes intérieurs. Les éléments de conduit sont pourvus, au niveau des extrémités de leurs tubes intérieurs et extérieurs, de 30 moyens permettant l'accrochage avec d'autres éléments de conduit. Généralement, il s'agit de moyens comme l'évasement d'une extrémité de tuyau permettant l'emboîtement d'un autre tuyau dans ce tuyau. Les éléments de conduit sont alors assemblés par emboîtement, tuyau extérieur dans tuyau extérieur et tuyau intérieur dans tuyau intérieur. Les entretoises permettant de maintenir les tuyaux intérieur et extérieur l'un par rapport à l'autre sont généralement des pattes ménagées sur la périphérie du tuyau intérieur par exemple au moyen d'une bague serrée autour de ce tuyau ou bien maintenue dans une rainure périphérique ménagée sur la surface extérieure du tuyau intérieur, ces pattes faisant saillie radialement et étant adaptées à 5 venir s'encliqueter dans une rainure périphérique ménagée sur la surface intérieure du tuyau extérieur. La demande de brevet français n0 2 803 896 précitée décrit de telles pattes fixées sur une bague. Alternativement, comme c'est le cas dans le dispositif décrit dans le document de brevet européen EP 0 553 936 BI, les entretoises sont des organes de liaison élastiques en forme de fil ou de barre dont des parties viennent se 10 loger dans des évidements ménagés les uns sur la surface intérieure du tuyau extérieur et les autres sur la surface extérieure du tuyau intérieur. Le mode d'installation des entretoises par encliquetage existant dans l'état de la technique présente un certain nombre d'inconvénients, parmi lesquels on peut citer l'opération de montage qui s'avère ne pas être aisée à réaliser. De plus, les solutions 15 existantes présentent un problème de cot, le formage et la mise en place des différents composants des éléments de conduit puis l'assemblage de ces composants demandant un certain nombre d'étapes de fabrication qu'il serait intéressant de diminuer. La présente invention a notamment pour objet de proposer un procédé de 20 fabrication d'un élément de conduit à tuyaux concentriques permettant de résoudre ces problèmes. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un élément de conduit à tuyaux concentriques, notamment pour appareil de chauffage à combustion, ledit élément comprenant un tuyau intérieur et un tuyau extérieur maintenus l'un par 25 rapport à l'autre par des moyens formant entretoise, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend: une étape de fixation desdits moyens formant entretoise à la périphérie d'une ébauche dudit tuyau intérieur; une étape d'installation de ladite ébauche dudit tuyau intérieur sur laquelle sont 30 fixés lesdits moyens formant entretoise dans ledit tuyau extérieur; et une étape d'expansion dudit tuyau intérieur consistant en une expansion de ladite ébauche dudit tuyau intérieur au moyen d'un dispositif d'expansion de tube, l'expansion de ladite ébauche amenant chaque extrémité libre des moyens formant entretoise dans un logement sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur. Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, ledit ou chaque logement sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur est constitué d'une gorge annulaire qui est formée sur ledit tuyau extérieur préalablement à l'étape d'expansion. Dans un second mode de réalisation de la présente invention, chaque logement 5 sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur est formé au cours de ladite étape d'expansion dudit tuyau intérieur, ladite entretoise venant, sous l'effet de l'expansion radiale dudit tuyau intérieur, exercer une pression propre à déformer la paroi dudit tuyau extérieur. De la sorte, l'installation d'entretoise selon l'invention se fait beaucoup plus 10 simplement et à moindre cot que l'installation d'entretoises par encliquetage connue dans l'état de la technique car la conformation du tube intérieur et la mise en place des entretoises sont réalisées en une étape. L'opération de mise en place des entretoises est également facilitée. En outre, elle permet un maintien de meilleure qualité des tuyaux intérieur et extérieur l'un par rapport à l'autre, dans la mesure o ce maintien est radial 15 (les entretoises se trouvant en butée dans le fond du logement) et axial (les entretoises se trouvant en butée contre chaque flanc dudit logement). Lesdits moyens formant entretoise peuvent être réalisés de différentes manières. Dans un mode de réalisation simplifié, il peut s'agir par exemple d'une broche fixée, par exemple par soudage, à la périphérie de ladite ébauche dudit tuyau intérieur. Les 20 extrémités libres desdites broches se trouvent, avant expansion, sur un cercle de diamètre inférieur au diamètre intérieur du tuyau extérieur et, après expansion, sur un cercle de diamètre tel que chaque broche vient s'encastrer dans un logement ménagé sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur. On notera que grâce au procédé proposé, une étape de fabrication peut être 25 supprimée, l'expansion de l'ébauche tubulaire du tuyau intérieur et l'assemblage des tuyaux intérieur et extérieur se faisant en une seule et même étape. Ainsi, selon un autre aspect de la présente invention, ladite ébauche dudit tuyau intérieur peut être une ébauche tubulaire simple et ladite étape d'expansion dudit tuyau intérieur forme l'étape de fabrication de ce tuyau intérieur. Par le terme ébauche tubulaire simple, on entend une ébauche tubulaire de section constante, par opposition à un tuyau comprenant des éléments entraînant une modification de section comme des évasements, des rétreints, des logements, des ergots et autres. Une telle ébauche tubulaire simple peut être par exemple fabriquée au moyen d'une tôle roulée puis soudée de manière à former un tube cylindrique. Selon un autre aspect de la présente invention, ladite étape de fabrication dudit tuyau extérieur est réalisée par expansion d'une ébauche tubulaire simple au moyen dudit dispositif d'expansion de tube. De la sorte, un procédé simple de fabrication d'un élément de conduit à tuyaux 5 concentriques peut être le suivant. D'abord, le dispositif d'expansion du tube est introduit dans une première ébauche tubulaire et ce dispositif est activé afin de former le tuyau extérieur. Le dispositif d'expansion de tube est ensuite remis en position de repos et on installe à l'intérieur du tuyau extérieur qui vient d'être fabriqué une seconde ébauche tubulaire sur laquelle les entretoises, par exemple formées de 10 broches, ont été fixées, cette ébauche tubulaire étant traversée par le dispositif d'expansion de tube. Le dispositif d'expansion de tube est ensuite activé pour former le tuyau intérieur tout en encastrant les entretoises dans le logement ménagé sur la paroi intérieure du tuyau extérieur. Avantageusement, ladite partie inférieure dudit tuyau extérieur d'un élément de 15 conduit supérieur comprend un moyen en saillie adapté à venir porter contre une extrémité supérieure dudit embout femelle dudit tuyau extérieur. Avantageusement, ledit embout femelle du tuyau extérieur comprend une gorge adaptée à recevoir un joint à lèvre et des bossages répartis en périphérie de la partie inférieure d'un tuyau extérieur d'un élément de conduit supérieur. La présente invention concerne également un élément de conduit. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation d'un procédé de fabrication d'un élément de conduit à tuyaux concentriques selon l'invention, en référence à la figure annexée, o la Fig. unique est une vue schématique en élévation de côté avec 25 une partie en coupe axiale d'un élément de conduit à tuyaux concentriques selon l'invention. Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. unique, la présente invention s'applique à la fabrication d'un conduit à tuyaux concentriques pour appareil de chauffage à circuit de combustion étanche. Un tel conduit comprend un tuyau intérieur 30 véhiculant les fumées à évacuer, l'air destiné à alimenter l'appareil de chauffage circulant, lui, dans l'espace restant du tuyau extérieur, autour du tuyau intérieur. Un tel conduit est constitué de plusieurs éléments de conduit (coudes, tés, éléments droits, etc.) destinés à être emboîtés entre eux. En référence à la Fig. unique, un élément de conduit comprend globalement un tuyau extérieur 1 et un tuyau intérieur 9 maintenus l'un par rapport à l'autre par un ensemble d'entretoises 14, des moyens d'assemblage par emboîtement étant ménagés au niveau des extrémités de ces tubes intérieur et extérieur. Le tuyau extérieur 1 est de forme générale cylindrique circulaire. De même, le tuyau intérieur 9 est de forme générale cylindrique circulaire, de diamètre moins important que le tuyau extérieur 1 et de longueur sensiblement plus importante. Lorsque le tuyau intérieur 9 se trouve dans le tuyau extérieur 1, leurs extrémités supérieures se trouvent à la même hauteur et, par conséquent, le tuyau intérieur 9 10 dépasse au-dessous du tuyau extérieur 1 de sorte qu'il est plus facile d'emboîter deux éléments entre eux. Les tuyaux 1 et 9 comprennent chacun une partie supérieure de plus grand diamètre ou expansion, respectivement 2 et 10, formant embout femelle adapté à recevoir la partie inférieure d'un tuyau, respectivement extérieur et intérieur, d'un 15 élément de conduit supérieur emboîté sur l'élément de conduit considéré. Dans l'exemple de réalisation représenté, les entretoises 14 sont constituées de broches par exemple au nombre d'au moins deux, par exemple trois, réparties à la périphérie du tube intérieur 9 de manière à s'étendre radialement et ainsi s'interposer entre la paroi intérieure du tuyau extérieur 1 et la paroi extérieure du tuyau intérieur 9. 20 Ainsi, les tuyaux 1 et 9 sont maintenus l'un par rapport à l'autre, tant axialement que radialement comme on le verra par la suite, de sorte qu'ils s'étendent de manière coaxiale en formant entre eux un espace annulaire pour le passage des gaz comburants. Les broches 14 sont fixées, par exemple par soudage ou tout autre moyen assurant une fonction de fixation, chacune par une extrémité sur la paroi extérieure du 25 tuyau intérieur de manière à s'étendre radialement vers l'extérieur. Elles sont réparties régulièrement sur la périphérie de ce tuyau intérieur dans un plan perpendiculaire à l'axe du tuyau situé au niveau d'une partie inférieure d'un embout femelle 10 de ce tuyau intérieur qui sera décrit plus loin. Les broches 14 sont de même longueur, de sorte que les extrémités libres de ces broches se trouvent sur un même cercle. Ainsi 30 qu'on le verra par la suite, ces extrémités libres des broches 14 sont encastrées dans un logement 5 du tuyau extérieur, de sorte que non seulement ces broches assurent une fonction de blocage des tuyaux l'un par rapport à l'autre dans un plan horizontal mais également dans un plan vertical, c'est-à-dire qu'elles empêchent la translation axiale du tuyau intérieur par rapport au tuyau extérieur et un mouvement radial de l'un vers l'autre. Autrement dit, elles assurent une jonction mécanique permanente entre le tuyau extérieur et le tuyau intérieur. On va décrire maintenant un procédé de fabrication d'un élément de conduit à tuyaux concentriques selon la présente invention. Deux ébauches tubulaires sont 5 d'abord préparées, l'une destinée à former le tuyau intérieur et l'autre destinée à former le tuyau extérieur de l'élément de conduit considéré. Sur l'ébauche qui est destinée à former le tuyau intérieur, à proximité de l'extrémité destinée à devenir l'extrémité supérieure, sont fixées, par exemple par soudage, les broches 14. Un dispositif d'expansion de tube est alors introduit dans l'ébauche tubulaire destinée à former le 10 tuyau extérieur et la fabrication du tuyau extérieur 1 est réalisée par expansion de cette ébauche tubulaire. On notera que cette formation du tuyau extérieur pourrait être réalisée tout autrement. Le tuyau extérieur 1 fabriqué, le dispositif d'expansion de tube est remis dans sa position de repos et l'autre ébauche tubulaire 9, sur laquelle les broches d'entretoise 14 ont été soudées, est introduite dans le tuyau extérieur 1, le 15 dispositif d'expansion de tube étant entré dans cette ébauche 9 suivant son axe à hauteur des entretoises 14. Le dispositif d'expansion de tube est ensuite activé pour former le tuyau intérieur 9 et, en même temps, amener les extrémités des broches 14 dans un logement 5 du tube extérieur 1. Deux cas sont à considérer: le premier o le logement 5 est en fait constitué par 20 une gorge périphérique 5 réalisée au cours de l'étape de fabrication du tuyau extérieur, c'est-à-dire préalablement à l'étape d'expansion du tuyau intérieur et le second o ce logement 5 est formé par les entretoises 14 elles-mêmes au cours de l'expansion du tuyau intérieur 9. Dans le premier cas, l'expansion du tuyau intérieur 9 permet d'amener les têtes des broches 14 à s'encastrer dans cette gorge 5. Dans le second cas, 25 l'expansion du tuyau intérieur amène les têtes des broches 14 à s'encastrer directement dans la paroi du tuyau extérieur qui vient alors se déformer. Après expansion, le tube extérieur ne comporte pas de gorge 5 mais autant de bossages 5 qu'il y a de broches 14. La longueur des broches 14 est choisie de manière à ce que, lorsqu'elles sont 30 fixées sur la périphérie de l'ébauche tubulaire destinée à servir de base à la fabrication du tuyau intérieur 9, les extrémités libres des broches 14 se trouvent sur un cercle de diamètre inférieur au plus petit diamètre intérieur du tuyau extérieur 1. Ainsi, l'ébauche tubulaire peut être introduite dans le tuyau extérieur 1. Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. unique, la gorge formant logement 5 a un profil demi-circulaire. Dans l'exemple représenté, est ménagée sur l'embout femelle 10 du tuyau intérieur 9 une section de plus grand diamètre 12 formant, à l'intérieur du tuyau, une 5 gorge trapézodale. De même, sur l'embout femelle 2 du tuyau intérieur 1 est ménagée une section de plus grand diamètre 4 formant, à l'intérieur du tuyau, une gorge trapézodale. Ces gorges trapézodales 4 et 12 sont adaptées à recevoir chacune un joint de manière à assurer l'étanchéité du conduit. On notera que pour pouvoir assurer une mise en place de ces joints après le 10 processus d'expansion, il est avantageux que la gorge trapézodale 4 soit placée entre l'extrémité libre de l'embout 2 et la gorge ou les logements 5. De même, la gorge trapézodale 12 se trouve entre l'extrémité libre de l'embout 11 et les broches 14. On va maintenant décrire plus précisément la structure d'un élément de conduit selon la présente invention. La partie inférieure de chacun des tuyaux extérieur et intérieur comprend au niveau de son extrémité inférieure un rétreint, respectivement 8 et 13, adapté à faciliter son insertion dans l'embout femelle du tuyau, respectivement extérieur 1 et intérieur 9, d'un élément de conduit inférieur. De même, l'embout femelle de chacun des tuyaux extérieur et intérieur comprend au niveau de son extrémité supérieure un 20 bord évasé vers l'extérieur, respectivement 3 et 11, adapté à faciliter l'insertion de la partie inférieure du tuyau, respectivement extérieur 1 et intérieur 9, d'un élément de conduit supérieur. Afin d'assurer la fixation des éléments de conduit les uns par rapport aux autres, on a prévu des bossages 7 répartis en périphérie de la partie inférieure du tuyau 25 extérieur 1 d'un élément de conduit supérieur et destinés à venir en butée contre le flanc de la gorge trapézodale 4 de la partie supérieure 2 d'un tuyau extérieur 1 d'un élément de conduit inférieur. Ces deux éléments assurent la fixation d'un élément de conduit inférieur à un élément de conduit supérieur lors de la formation de l'ensemble du conduit, laquelle est généralement faite du haut vers le bas. La partie inférieure d'un tuyau extérieur 1 comprend, au niveau de l'extrémité supérieure de l'embout femelle 2 du tuyau extérieur 1 d'un élément de conduit inférieur, une section de plus grand diamètre 6, formant saillie, par exemple de profil demi-circulaire, adaptée à venir porter contre le bord évasé 3 de l'embout femelle 2. L'ensemble constitué par les bossages 7 pénétrant dans la gorge 4 et la saillie 6 venant porter contre le bord 3 assure le maintien l'un par rapport à l'autre de deux éléments emboîtés. Les ébauches tubulaires permettant d'obtenir les tuyaux intérieur 9 et extérieur 1 sont par exemple constituées chacune par une tôle roulée puis soudée de manière à former un tube cylindrique. L'étanchéité du conduit est assurée par les joints insérés dans les gorges trapézodales 4 et 12 des tuyaux extérieur et intérieur. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un élément de conduit à tuyaux concentriques, notamment pour appareil de chauffage à combustion, ledit élément étant du type constitué d'un tuyau intérieur (9) et un tuyau extérieur (1) montés coaxialement et 5 maintenus l'un par rapport à l'autre par des moyens formant entretoise (14), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend: une étape de fixation desdits moyens formant entretoise (14) à la périphérie d'une ébauche dudit tuyau intérieur; une étape d'installation de ladite ébauche dudit tuyau intérieur sur laquelle sont 10 fixés lesdits moyens formant entretoise dans ledit tuyau extérieur; et une étape d'expansion dudit tuyau intérieur consistant en une expansion de ladite ébauche dudit tuyau intérieur au moyen d'un dispositif d'expansion de tube, ladite expansion amenant chaque extrémité libre des moyens formant entretoise dans un logement (5) sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur. 2) Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ou ledit logement (5) sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur (1) est une gorge annulaire qui est formée sur le tuyau extérieur (1) préalablement à l'étape d'expansion. 3) Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque logement (5) est formé au cours de ladite étape d'expansion dudit tuyau intérieur, 20 lesdits moyens formant entretoise (14) venant, sous l'effet de l'expansion radiale dudit tuyau intérieur, exercer une pression propre à déformer la paroi dudit tuyau extérieur et former chaque logement (5). 4) Procédé de fabrication selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens formant entretoise (14) sont constitués d'un ensemble de broches 25 soudées sur la périphérie de ladite ébauche dudit tuyau intérieur (9), les extrémités libres desdites broches se trouvant, avant expansion, sur un cercle de diamètre inférieur au diamètre intérieur dudit tuyau extérieur (1) et, après expansion, sur un cercle de diamètre tel que chaque broche vient s'encastrer dans un logement (5) ménagé sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit tuyau extérieur (1) est réalisé par expansion d'une ébauche tubulaire simple au moyen d'un dispositif d'expansion de tube. 6) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie inférieure dudit tuyau extérieur d'un élément de conduit supérieur comprend un moyen en saillie (6) adapté à venir porter contre une extrémité supérieure (3) dudit embout femelle (2) dudit tuyau extérieur (1). 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit embout femelle (2) dudit tuyau extérieur (1) comprend des moyens (4) 5 adaptés à recevoir des bossages (7) répartis en périphérie de la partie inférieure d'un tuyau extérieur d'un élément de conduit supérieur. 8) Elément de conduit à tuyaux concentriques, notamment pour appareil de chauffage à combustion, ledit élément comprenant un tuyau intérieur (9) et un tuyau extérieur (1) maintenus l'un par rapport à l'autre par une entretoise (14), ledit élément 10 de conduit étant caractérisé en ce qu'il est obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9) Elément de conduit à tuyaux concentriques, notamment pour appareil de chauffage à combustion, ledit élément comprenant un tuyau intérieur (9) et un tuyau extérieur (1) maintenus l'un par rapport à l'autre par des moyens formant entretoise 15 (14), ledit élément de conduit étant caractérisé en ce que lesdits moyens formant entretoise (14) sont fixés à la périphérie dudit tuyau intérieur (9) et ont leurs extrémités encastrées dans des logements (5) que comporte ledit tuyau extérieur (1) . 10) Elément de conduit selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque ou ledit logement (5) est constitué d'une gorge annulaire ou d'une déformation. 11) Elément de conduit selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que lesdits moyens formant entretoise (14) sont constitués d'un ensemble de broches soudées sur la périphérie de ladite ébauche dudit tuyau intérieur (9), les extrémités libres desdites broches se trouvant, avant expansion, sur un cercle de diamètre inférieur au diamètre intérieur dudit tuyau extérieur (1) et, après expansion, sur un 25 cercle de diamètre tel que chaque broche vient s'encastrer dans un logement (5) ménagé sur la paroi intérieure dudit tuyau extérieur. 12) Elément de conduit selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, ladite partie inférieure dudit tuyau extérieur d'un élément de conduit supérieur comprend un moyen en saillie (6) adapté à venir porter contre une extrémité supérieure (3) dudit 30 embout femelle (2) dudit tuyau extérieur (1). 13) Elément de conduit selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que ledit embout femelle (2) dudit tuyau extérieur (1) comprend des moyens (4) adaptés à recevoir des bossages (7) répartis en périphérie de la partie inférieure d'un tuyau extérieur d'un élément de conduit supérieur. il 14) Elément de conduit selon une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que ledit tuyau intérieur (9) est plus long que ledit tuyau extérieur (1) et l'extrémité inférieure dudit tuyau intérieur (9) dépasse l'extrémité inférieure dudit tuyau extérieur (1).