FR2588595A1 - Element tubulaire prefabrique, notamment pour cheminees - Google Patents
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Abstract
NOTAMMENT POUR L'ASSAINISSEMENT D'UNE CHEMINEE ANCIENNE, IL EST PROPOSE UN ELEMENT TUBULAIRE PREFABRIQUE 1, DEJA POURVU D'UNE ISOLATION THERMIQUE, QUI EST ENGAGE PAR LE HAUT DANS LE VOLUME INTERIEUR D'UNE ENVELOPPE EXTERIEURE 14 DE LA CHEMINEE EXISTANTE, DE SORTE QU'ON OBTIENT PAR EMPILAGE DE PLUSIEURS ELEMENTS TUBULAIRES 1 UN CONDUIT TUBULAIRE INTERIEUR 15; L'ELEMENT TUBULAIRE 1 SE COMPOSE D'UNE PIECE PROFILEE DE FORME TUBULAIRE EN FIBRES MINERALES, DE PREFERENCE EN LAINE DE BASALTE, STABILISEE PAR UN LIANT ET DONT LA SURFACE INTERIEURE COMPORTE UN REVETEMENT RESISTANT A DES FUMEES CORROSIVES ET QUI CONSTITUE LE TUBE DE FUMEES PROPREMENT DIT.
Description
La présente invention concerne un élément tubulaire préfabriqué, notamment pour cheminées, comportant une partie tubulaire intérieure et une partie tubulaire extérieure entourant celle-ci en fibres minérales ; l'invention concerne également un conduit tubulaire, notamment un conduit tubulaire intérieur pour une cheminée servant à canaliser des fumées.
Des cheminées sont généralement réalisées avec une enveloppe extérieure, par exemple en béton, et -au moins un tube intérieur, par exemple en chamotte, dans lequel .s'écoulent les fumées.-Entre le tube intérieur et l'enveloppe extérieure, il est prévu un intervalle annulaire dans lequel est disposée une isolation thermique pour éviter d'une part un trop fort refroidissement des fumées et d'autre part une trop forte sollicitation thermique de l'enveloppe extérieure.
A cet effet, le tube intérieur est généralement constitué de plusieurs tronçons tubulaires qui constituent un conduit tubulaire intérieur. Notamment lors du montage d'un conduit tubulaire intérieur dans une cheminée existante au cours d'une rénovation de la cheminée, une structure modulaire de tronçons tubulaires présente l'avantage d'une bonne capacité d'adaptation à la hauteur de la cheminée correspondante et d'une simplicité de manipulation lors du transport et du montage.
Pour créer une isolation pour les tubes intérieurs, on a déjà proposé un grand nombre de solutions. Ainsi on peut placer dans l'intervalle annulaire une bande de matière d'isolation enroulée en forme de spirale (DE-AS 18 15 516 ), on peut préfabriquer un coffrage tubulaire d'isolation placé sur le côté intérieur des briques périphériques de l'enveloppe extérieure ou bien on peut mettre en place des segments de coffrage ultérieurement dans l'intervalle annulaire (DE-AS 19 22 581 ), et on peut cintrer ce qu'on appelle des plaques-entretoises en correspondance à la courbure de l'intervalle annulaire et les mettre en place dans cet intervalle annulaire (DE-AS 21 18 046 ).
Ces agencements connus sont cependant utilisés en règle générale lorsqu'une cheminée neuve est érigée et ils conviennent seulement de façon conditionnée pour une rénovation ultérieure d'une cheminée existante1 dont l'enveloppe extérieure a déjà des dimensions différentes, auquel cas le volume intérieur de l'enveloppe extérieure n'est accessible que par le sommet de la cheminée. Une préfabrication du coffrage d'isolation au moyen de l'enveloppe extérieure est naturellement complètement exclue. En outre1 une introduction d'éléments d'isolation dans l'intervalle annulaire existant entre un nouveau conduit tubulaire intérieur mis en place et l'enveloppe extérieure d'une cheminée est extraordinairement compliquée et ne peut pratiquement pas être réalisée dans le cas de cheminées de grande hauteur.
En conséquence, dans le cas d'une rénovation effectuée par exemple ultérieurement, chaque tronçon tubulaire du conduit tubulaire intérieur est généralement pourvu, avant la mise en place dans l'enveloppe extérieure, d'une isolation extérieure dont le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur de l'enveloppe extérieure, de sorte que chaque tronçon tubulaire du conduit tubulaire intérieur, sur lequel est déjà mis en place l'isolation, peut être descendu dans l'ouverture de l'enveloppe extérieure.Un élément tubulaire préfabriqué et approprié à cet égard peut alors être constitué d'une partie tubulaire intérieure se présentant sous la forme d'un tube en chamotte et d'une partie tubulaire extérieure entourant la partie intérieure et se présentant sous la forme d'un tube en fibres minérales, comme cela est décrit par exemple dans la demande de brevet allemand non publiée DE-OS 35 14 822.
La présente invention concerne maintenant un moyen complètement différent pour obtenir des cheminées isolées thermiquement, du fait que celles-ci sont de plus en plus demandées sur le marché du fait qu'on utilise de plus en plus des chaudières opérant avec un grand pouvoir calorifique et des températures peu élevées en vue d'économiser de l'énergie.
Dans de telles chaudières de chauffage, par exemple pour les installations de chauffage de sol, la température des fumées est inférieure au point de rosée de sorte que de l'eau de condensation peut se déposer sur les parois intérieures d'une cheminée qui est insuffisamment isolée thermiquement, ce qui rend les parois humides et en outre ce qui ne permet pas un tirage satisfaisant pour l'évacuation des fumées.
A cet égard, il est en outre connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 16 83 018 un procédé de rénovation ou d'assainissement de cheminées déjà existantes, selon lequel on dispose dans le volume intérieur de la cheminée, sur le chantier, un revêtement intérieur à deux couches. A cet effet, on dépose au moyen de ce qu'on appelle une cloche d'abord sur la surface intérieure de la cheminée une couche élastique d'isolation thermique et on dépose ensuite sur cette couche un revêtement en béton réfractaire.
Un tel procédé constitue également un moyen pour résoudre le problème de tubes de fumées thermiquement isolés mais cependant il nécessite à cet effet des dispositifs spéciaux et des opérateurs spécialisés et expérimentés. En outre, de tels processus sont compliqués et longs.
Par contre l'invention a pour but de créer un élément tubulaire préfabriqué, ainsi qu'un conduit tubulaire constitué de tels éléments préfabriqués, qui conviennent, lors de la réalisation de cheminées thermiquement isolées, aussi bien dans le cadre d'un assainissement ou rénovation que dans le cadre d'une nouvelle fabrication, sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir des tubes de fumées séparés, par exemple en chamotte, et des couches d'isolation séparées disposées sur ces tubes.
Le problème précité est résolu en ce que la partie tubulaire intérieure est constituée par un revêtement de la surface intérieure de la partie tubulaire extérieure, cette partie tubulaire extérieure se composant d'une pièce profilée produite par compression ou enroulement et stabilisée au moyen d'un liant.
Avec un élément tubulaire préfabriqué de ce genre, on peut avantageusement se passer de tubes de fumées séparés ainsi que leur isolation déposée ultérieurement, ce qui simplifie non seulement la tenue des stocks,le transport et le montage mais ce qui offre également la possibilité d'obtenir une structure peu encombrante qui permet d'une part de réduire les dimensions de cheminées neuves et d'autre part une mise en place ultérieure dans des cheminées anciennes déjà existantes comportant des sections de passages de fumées généralement plus faibles.D'après la demande de brevet allemand DE-OS 16 46 442 ou d'après le brevet US 4 347 271, il est évidemment déjà connu des revêtements tubulaires en fibres minérales, dont les surfaces intérieures ont été imprégnées d'un liant minéral, mais cependant il s'agit à cet égard de revêtements pour l'isolation de conduits tubulaires dans lesquels sont canalisés des milieux à températures élevées. A cet égard, il n'est pas envisagé une application à un tube de cheminée canalisant des fumées. En outre, la présente invention concerne essentiellement un revêtement, c'est-à-dire une enduction, et nnn une imprégnation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente en vue en perspective un élément tubulaire préfabriqué comportant une partie tubulaire intérieure constituée d'un revêtement qui est résistant à des fumées corrosives la figure 2 est une vue en coupe d'une cheminée dans laquelle est mis en place un élément tubulaire dont une partie tubulaire intérieure est réalisée comme un support résistant à la pression, sur lequel est déposé un revêtement céramique à l'aide de ce qu'on appelle une cloche la figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une autre cheminée que celle de la figure 2, dans laquelle la partie tubulaire intérieure de l'élément tubulaire est constituée simplement par un tissu en verre, et la figure 4 est une vue en coupe d'une cheminée déjà existante dans laquelle est utilisé pour son assainissement un conduit tubulaire formé de plusieurs éléments tubulaires préfabriqués tels que celui de la figure 1 mais cependant avec une liaison additionnelle à rainure et languette.
Sur la figure 1 est représenté en vue en perspective un élément tubulaire préfabriqué, désigné par 1 et qui comporte une partie tubulaire intérieure 2 et une partie tubulaire extérieure 3. La partie tubulaire extérieure 3 est constituée, dans l'exemple de réalisation considéré, par ce qu'on appelle un coffrage tubulaire comprimé en fibres de basalte, qui a été stabilisé par un liant classique comme une résine phénolique pour obtenir cette pièce profilée de forme tubulaire. Ce coffrage tubulaire a une densité brute de 150 kg/m3, cette dernière pouvant-varier selon les applications entre 90 et 200 kg/m3. La partie tubulaire intérieure 2 est constituée par un revêtement résistant à des fumées corrosives et pour lequel on utilise avantageusement un enduit de revêtement contenant un liant silicaté minéral ainsi que des additifs minéraux.Le revêtement déposé en voie aqueuse sur la surface intérieure de la partie tubulaire extérieure 3 est lié solidement, dans une zone proche de la surface intérieure du coffrage tubulaire, par pénétration dans celui-ci -comme indiqué en 4. Dans le cas considéré, on a utilisé comme liant de l'acide siliceux colloïdal ( sol de silice ), auquel cas il est possible d'utiliser à cet égard également du verre soluble. Comme additifs, on peut utiliser des fibres d'oxyde d'aluminium broyées, des matières argileuses minérales ainsi que de l'oxyde d'aluminium broyé proprement dit, auquel cas on peut également employer de l'oxyde d'aluminium précipité.
Comme exemple de composition approprié, on a indiqué ci-dessous les pourcentages en poids de substances intervenant dans le revêtement correspondant à la partie tubulaire intérieure 2
49 % de sol de silice
25 % de fibres d'A1203 ( broyées
13 % d'argile
13 % d'A1203.
49 % de sol de silice
25 % de fibres d'A1203 ( broyées
13 % d'argile
13 % d'A1203.
Avec un tel revêtement, les fibres minérales se trouvant dans une zone de la partie tubulaire extérieure 3 qui est proche de sa surface servent de formateur de film pour le sol de silice, auquel cas les additifs minéraux indiqués sont quasiment filtrés par la zone du coffrage tubulaire qui est proche de la surface et constituent ainsi avec le sol de silice une couche fermée qui est résistante à des fumées corrosives.
En dehors de l'élément tubulaire préfabriqué 1 utilisable directement comme élément tubulaire pour fumées, il peut être également avantageux de préfabriquer celui-ci quasiment comme demi-produit ( figure 2 ), et notamment de telle sorte que la partie tubulaire intérieure 2 soit réalisée plus mince et serve simplement de support résistant à la pression - désigné par 5 - pour un revêtement céramique à déposer sur chantier, d'une manière connue en soi, à l'aide de ce qu'on appelle une cloche 6, ledit revêtement étant lié hydrauliquement ou par action de chaleur et constituant le tube de fumées proprement dit.
La figure 2 représente en vue en coupe une cheminée 7 pourvue d'un élément tubulaire 8 de ce genre, qui est pourvu du support 5 résistant à la pression. La partie tubulaire extérieure correspond à celle de l'élément tubulaire 1 de la figure 1 et est désignée pour cette raison par la même référence numérique 3.Le revêtement céramique - désigné par 9 - formant le tube de fumées proprement dit est déposé dans l'exemple de réalisation considéré à l'aide de la cloche 6 sur la partie tubulaire intérieure 5 servant de support résistant à la pression. A cet effet, la cloche 6, pourvue d'une section circulaire dans l'exemple considéré et qui peut être équipée d'un dispositif de secouage, est tirée vers le haut à l'aide d'un câble 10 à l'intérieur de plusieurs éléments tubulaires 8 disposés l'un au-dessus de l'autre, auquel cas simultanément de la matière de revêtement est introduite par le haut dans le conduit de cheminée.
La matière de revêtement tombe alors sur la cloche 6 et parvient ensuite graduellement dans le volume annulaire existant entre la cloche 6 et les parties tubulaires intérieures 5. Dans le volume annulaire, il se produit alors, sous l'effet d'un mouvement de montée et le cas échéant de secouage de la cloche 6, une compression et un compactage de la matière de revêtement contre la surface intérieure des parties tubulaires intérieures 5. Du fait qu'avec un tel processus de revêtement l'élément tubulaire 8 est soumis à des forces importantes, il est nécessaire à cet égard de réaliser le support résistant à la pression 5 conformément à l'invention quasiment comme un composant statique. Dans ce cas, la simple prévision d'un coffrage tubulaire en fibres minérales qui ne serait pas revêtu serait insuffisante déjà à cause de ces sollicitations mécaniques.
Pour la partie tubulaire intérieure 5, servant de support résistant à la pression, de l'élément tubulaire 8, il suffit d'utiliser un revêtement qui contient essentiellement de l'acide siliceux colloïdal ( sol de silice ) et des charges argileuses minérales, et notamment ce revêtement peut avoir dans l'exemple considéré la composition suivante, exprimée en pourcentage en poids
67 % de sol de silice
33 % d'argile.
67 % de sol de silice
33 % d'argile.
Sur la figure 3 est représentée, comme autre forme de réalisation, une coupe agrandie d'une cheminée 11, différente de celle de la figure 2 et dans laquelle la partie tubulaire intérieure d'un élément tubulaire 12 est constituée simplement d'un tissu de verre 13. La partie tubulaire extérieure est à nouveau désignée par 3 car elle est identique à celle de l'élément tubulaire 1. Le tissu de verre 13 est déposé d'une manière classique sur la surface intérieure de la partie tubulaire extérieure et il sert de support résistant à la pression pour le dépôt du revêtement céramique 9. A la place d'un tissu de verre, il est également possible de déposer une tresse en verre ou une autre matière appropriée.
Dans une autre variante, il est également possible de prévoir dans l'élément tubulaire 8 de la figure 2, -à la place du revêtement céramique 9, le revêtement 2 correspondant à l'élément tubulaire 1. En outre il est possible de déposer sur le tissu de verre 13 de l'élément tubulaire 12 le revêtement 2 de l'élément tubulaire 1, c'est-à-dire de le renforcer par le tissu de verre 13.
Enfin sur la figure 4, on a représenté une vue en coupe d'une cheminée déjà existante 14, dans laquelle on utilise pour son assainissement ou sa rénovation un conduit tubulaire 15 se composant de plusieurs éléments tubulaires préfabriqués 1, qui comportent cependant, pour leur assemblage avec centrage, respectivement sur les côtés frontaux alternativement une rainure périphérique 16 ou une nervure 17. Dans les zones des liaisons à rainures 16 et nervures 17, il est prévu d'une manière connue, pour assurer l'assemblage mutuel des éléments tubulaires 1, un mortier de liaison, non représenté.
Pour la réalisation de la cheminée 14 à isolation thermique qui est représentée sur la figure 4, les éléments tubulaires préfabriqués 1 sont descendus l'un après l'autre dans le volume intérieur de la cheminée et sont mis en place l'un sur l'autre de telle sorte que la liaison mutuelle soit réalisée par l'intermédiaire du mortier d'assemblage placé dans les joints et en utilisant l'effet de centrage automatique du joint à rainure et nervure 16/17.Comme on s'en rend compte facilement, dans de telles opérations d'assainissement ou de rénovation, les éléments tubulaires préfabriqués conformes à l'invention ont un grand avantage du fait qu'ils se présentent d'une part comme des unités préfabriquées d'une seule pièce et que d'autre part aucune mesure d'isolation thermique additionnelle n'est plus nécessaire, alors que cela était le cas par exemple lors de l'utilisation de tubes de fumées séparés.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Ainsi par exemple, il est possible de réunir plusieurs éléments tubulaires, par exemple deux ou trois, SOIE forme d'un ensemble unitaire et de mettre ensuite en place cet ensemble sous forme d'un conduit tubulaire allongé dans la cheminée. En outre il est possible de cintrer par exemple ce qu'on appelle une plaque-entretoise en fibres minérales sous forme d'un tube et de la revêtir ensuite sur le côté intérieur, auquel cas l'enduit de revêtement pénétrant dans les différentes fentes d'adaptation contribuent à augmenter la stabilisation d'un tel élément tubulaire. A cet égard il est à remarquer que le terme " tube " ne doit pas être limité à des tubes de section circulaire mais peut se rapporter également par exemple à des tubes ovales, à des tubes en forme de quadrilatères et analogues. Egalement on doit envisager l'application de l'invention à des conduits composés de différentes plaques d'isolation et dans lesquels on peut déposer sur le côté intérieur également un revêtement. Enfin l'invention est également applicable à l'isolation d'autres conduits tubulaires formés de différents tronçons tubulaires, par exemple pour des conduits d'égouts, auquel cas alors les parties tubulaires extérieures peuvent remplir en complément ou en remplacement de fonctions d'amortissement thermique également d'autres fonctions, comme des fonctions d'amortissement phonique.
Claims (13)
1. Elément tubulaire préfabriqué, notamment pour cheminées, comportant une partie tubulaire intérieure et une partie tubulaire extérieure entourant celle-ci en fibres minérales, caractérisé en ce que la partie tubulaire intérieure (2, 5, 13) est constituée par un revêtement de la surface intérieure de la partie tubulaire extérieure (3), cette partie tubulaire extérieure (3) se composant d'une pièce de forme produite par compression ou enroulement et stabilise par un liant.
2. Elément tubulaire selon la revendication 1, caractériSé en ce que la partie tubulaire intérieure et la partie tubulaire extérieure (2, 5, 13) constituent un ensemble unitaire monobloc.
3. Elément tubulaire selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie tubulaire intérieure (2) servant de tube de fumées se compose d'un revêtement qui est résistant à des fumées corrosives.
4. Elément tubulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement est constitué d'un liant silicaté minéral ainsi que d'additifs minéraux.
5. Elément tubulaire selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme liant de l'acide siliceux coBoïdal ( sol de silice ) ou du verre soluble.
6. Elément tubulaire selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme additifs des fibres d'oxyde d'aluminium broyées, des matières argileuses minérales ainsi que de l'acide d'aluminium proprement dit, broyé ou précipité.
7. Elément tubulaire selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie tubulaire intérieure (5) sert de support résistant à la pression pour un revêtement céramique (9) à déposer sur chantier et d'une manière connue à l'aide de ce qu'on appelle une cloche (6), ledit revêtement étant lié hydrauliquement ou par action de chaleur et constituant le tube de fumées proprement dit.
8. Elément tubulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie tubulaire intérieure (5) servant de support résistant à la pression se compose d'un revêtement minéral, qui contient dans l'essentiel de l'acide siliceux colloïdal (sol de silice ) et des charges minérales argileuses.
9. Elément tubulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie tubulaire intérieure (13) servant de support résistant à la pression se compose seulement d'un tissu de verre ou d'une tresse de verre déposé sur la surface intérieure de la partie tubulaire extérieure (3).
10. Elément tubulaire selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé par la combinaison des particularités caractéristiques d'au moins une des revendications 4 à 6.
11. Elément tubulaire selon au moins une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie tubulaire extérieure (3) se compose de laine de roche ayant une densité brute de 90 à 200 kg/m3, notamment de 150 kg/m3.
12. Conduit tubulaire, notamment conduit tubulaire d'une cheminée servant au passage de fumées, caractérisé en ce que ce conduit (15) se compose de plusieurs éléments tubulaires préfabriqués (1, 8, 12) conformes à au moins une des revendications 1 à 11.
13. Conduit tubulaire selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments tubulaires préfabriqués (1, 8, 12) comportent, en vue de permettre leur liaison centrée les uns avec les autres, sur les côtés frontaux correspondants respectivement une rainure périphérique (16) et une nervure périphérique (17) venant s'emboiter mutuellement.
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