FR3123416A1 - Cloche de protection thermique - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une cloche de protection thermique (48) adaptée à préserver un isolant thermique installé au-dessus d’une paroi de plafond (10), de l’énergie thermique produite par un organe d’éclairage (22) monté à travers un orifice (20) pratiqué dans ladite paroi de plafond, ladite cloche de protection (48) présentant un fond (55) opposé à une ouverture délimitée par un bord libre (54), ledit bord libre étant apte à venir en applique contre la paroi de plafond (10) autour dudit orifice (20) tandis que ledit fond (55) s’étend au-dessus dudit orifice (20). La cloche de protection thermique est réalisée dans un matériau métallique. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention se rapporte à une cloche de protection thermique permettant de préserver un isolant thermique de l'énergie produite par un organe d'éclairage dans une paroi de plafond.
Il est usuel d'installer des organes d'éclairage, de type « spot », dans la paroi des faux plafonds, ou plafonds suspendus, des pièces d'habitation ou de travail. Aussi, à l'intérieur du plénum qui s'étend entre la paroi de faux plafond et la paroi de plafond, on insère généralement des isolants thermiques de type laine de verre ou laine de roche afin de réaliser des économies d'énergie.
Les isolants thermiques évoluent, et il est à présent commun de garnir le plénum de produits en vrac, par exemple de ouate de cellulose, sur une épaisseur voisine de 30 cm au-dessus de la paroi de faux plafond. La ouate de cellulose est alors soufflée dans le plénum.
Aussi, les organes d'éclairage comportent usuellement un corps présentant une extrémité d'alimentation, et une extrémité opposée où est installée la source lumineuse. Les organes d'éclairage sont montés à travers un orifice pratiqué dans la paroi de faux plafond, et ils sont ajustés de façon à ce que la source lumineuse vienne affleurer la surface extérieure de la paroi de faux plafonds, tandis que l'extrémité d'alimentation vient s'étendre en saillie dans le plénum.
Les organes d'éclairage doivent être isolés de l'isolant thermique car ils génèrent de grandes quantités d'énergie thermique qui risquerait de l'enflammer.
Pour ce faire, il a été imaginé de mettre en œuvre des cloches de protection qui viennent coiffer l'organe d'éclairage dans le plénum du côté de son extrémité d'alimentation.
Tout naturellement, le choix des matériaux pour réaliser ces cloches s'est tourné vers des matériaux isolants. Autrement dit, le choix s'est tourné vers des matériaux dont la conductivité thermique était la plus basse possible et de préférence inférieure à 10-1W/m.K.
Par exemple, il a été imaginé de réaliser des cloches de protection thermique en vermiculite, un minéral naturel couramment utilisé pour réaliser des produits d'isolation thermique à haute température.
Toutefois, la vermiculite requiert, de l'extraction du minéral jusqu'à son traitement pour obtenir un produit façonnable, de nombreuses étapes de transport d'abord et de transformation ensuite. Partant, les cloches de protection thermique réalisées à partir de ce matériau sont relativement coûteuses.
Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir des cloches de protection thermique efficaces à un coût avantageux.
Dans ce but, il est proposé une cloche de protection thermique adaptée à préserver un isolant thermique installé au-dessus d’une paroi de plafond, de l’énergie thermique produite par un organe d’éclairage monté à travers un orifice pratiqué dans ladite paroi de plafond, ladite cloche de protection présentant un fond opposé à une ouverture délimitée par un bord libre, ledit bord libre étant apte à venir en applique contre la paroi de plafond autour dudit orifice tandis que ledit fond s’étend au-dessus dudit orifice. Ladite cloche est réalisée dans un matériau métallique.
Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en œuvre d'un matériau métallique pour réaliser la cloche de protection thermique. En effet, contre toute attente, les matériaux métalliques dont la conductivité thermique est supérieure à 10 W/m.K ou même 102W/m.K, permettent de réaliser des cloches de protection qui satisfont aux normes en vigueur. En effet, selon la norme française NF DTU 45.11 P1-1 de mars 2020, les températures à l'intérieur et à l'extérieur de la cloche de protection, lorsqu'elle vient coiffer un spot halogène 50W 12V MR16 dichroïque en situation, ne doivent pas excéder respectivement 150 °C et 120 °C comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description.
Bien que la cloche de protection thermique selon l'invention soit réalisée dans un matériau métallique, et par nature conducteur de l’énergie thermique, ces températures ne sont pas dépassées dans les conditions du protocole d'essai.
De surcroît, la cloche de protection thermique étant par définition fermée, on aurait pu penser que l’énergie thermique produite en son sein ne se dissipe pas aisément et qu’elle vienne augmenter considérablement les températures locales, au-dessus des 150 °C autorisés. Il n’en est rien comme on l’expliquera dans la description détaillée.
Par ailleurs, et selon un mode de mise en œuvre de l'invention particulièrement avantageux, la cloche de protection est obtenue par emboutissage d’une plaque dudit matériau métallique. De la sorte, elle peut être obtenue à un coût avantageux à partir d'une bande de matériau métallique dans une presse à emboutir à haute cadence. De la sorte, les cloches ainsi obtenues le sont à un coût très avantageux.
Avantageusement, le matériau métallique mis en œuvre pour réaliser la cloche de protection thermique est l'aluminium. Ce matériau est relativement malléable de sorte que son emboutissage est aisé. Bien que sa conductivité thermique soit supérieure à 102W/m.K, les cloches de protection réalisées en aluminium satisfont aux critères de la norme précitée.
Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux, la cloche de protection thermique présente une forme tronconique. Ainsi, le bord libre de la cloche définit la base du tronc de cône, tandis que le fond opposé définit le sommet. Une telle forme permet à l'isolant soufflé, par exemple la ouate de cellulose, de se déposer de manière homogène autour de la cloche.
Préférentiellement, la cloche présente une forme tronconique définie par la rotation d’une génératrice autour d’un axe de rotation. Partant, la cloche de protection présente une surface conique de révolution aisée à mettre en œuvre. Par exemple, ladite génératrice est avantageusement inclinée dudit axe de rotation d’un angle compris entre 15° et 20°.
De surcroît, la cloche de protection thermique présente une hauteur voisine des deux tiers du diamètre dudit bord libre. De la sorte, l'énergie thermique produite par l'organe d'éclairage se dissipe plus aisément.
En outre, ledit bord libre de la cloche présente au moins une encoche de passage de fil. Ainsi, l'organe d'éclairage qui vient s'étendre à l'intérieur de la cloche, est alimenté par de fil conducteur qui s'étend à l'intérieur de la cloche puis à travers l'encoche pour être raccordé à une source d'alimentation.
Préférentiellement, ledit bord libre de la cloche présente une collerette. De la sorte, la collerette est adaptée à venir à plat en applique contre la paroi de faux plafond, à l'intérieur du plénum. Cette caractéristique permet d'offrir une surface de joint significative qui permet une bonne étanchéité. Au surplus, il est envisagé de déposer un cordon de colle sur la collerette avant de l'appliquer contre la paroi de faux plafond pour l'y solidariser.
Avantageusement, ladite collerette comprend un pont s’étendant en regard de ladite encoche. De la sorte, les fils d'alimentation peuvent être engagés sous le pont dans le prolongement de l'encoche. Partant, les fils sont préservés des bords saillants de l'encoche.
D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
est une vue schématique en coupe axiale de la cloche de protection conforme à l’invention et en situation ;
est une vue schématique en perspective de la cloche de protection illustrée sur la ;
est une vue schématique de détail de l’objet de la ; et,
est une vue schématique de dessous de la cloche de protection telle qu’illustrée sur la .
La montre partiellement une paroi de faux plafond 10 séparant le volume supérieur d'une pièce 12 d'un plénum 14. La paroi de faux plafond 10 présente une face externe 16, inférieure, opposée à une face interne 18, supérieure.
La paroi de faux plafond 10 est percée d'un orifice 20 pour pouvoir recevoir un organe d'éclairage 22. L'organe d'éclairage 22 comporte, à l'une de ses extrémités 28, une source lumineuse 24 située à l'intérieur d'un réflecteur parabolique 26, et à l'opposé, une extrémité d'alimentation 30 à laquelle sont adaptés à être raccordés deux fils d'alimentation électrique 32, 34.
Aussi, l'organe d'éclairage 22 est maintenu à travers l'orifice 20 au moyen d'une couronne de fixation 36, de manière à ce que ladite une extrémité 28 vienne sensiblement à l'affleurement de la face externe 16 de la paroi de faux plafond 10. Pour ce faire, la couronne de fixation 36 présente un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur de l'orifice 20, et une collerette d'arrêt 38 en retour apte à venir prendre appui dans la bordure de l'orifice 20 contre la face externe 16. Aussi, la couronne de fixation 36 présente, à l'opposé de la collerette d'arrêt 38, deux boucles ressort diamétralement opposées 40, 42 aptes à venir en appui à force contre la face interne 18 de la paroi de faux plafond 10. Grâce aux deux boucles ressort 40, 42, la couronne de fixation 36 est maintenue à travers l'orifice 20, la collerette d'arrêt 38 en appui contre la bordure de l'orifice 20.
En outre, la couronne de fixation 36 comporte une bague d'arrêt 44 située sensiblement au droit de la collerette d'arrêt 38 et retenant l'organe d'éclairage 22 par l'intermédiaire d'un anneau d'arrêt 46. La bague d'arrêt 44 retient l'organe d'éclairage 22 au niveau du bord extérieur du réflecteur parabolique 26.
Ainsi, lorsque l'organe d'éclairage 22 est alimenté en courant électrique, il génère un flux lumineux et aussi dégage de l'énergie thermique. L'organe d'éclairage 22 est alors coiffé d'une cloche de protection thermique 48 qui vient prendre appui sur la face interne 18 de la paroi de faux plafond 10 autour de l'orifice 20 et au-delà des deux boucles ressort 40, 42.
On reviendra dans la suite de la description sur l'ajustement de la cloche de protection thermique 48.
On la décrira tout d'abord en détail en regard des à .
La montre en perspective de dessus, la cloche de protection thermique 48. Elle est réalisée en aluminium. Elle est obtenue de façon avantageuse, par emboutissage à froid d'une feuille d'aluminium d'une épaisseur comprise par exemple entre 0,25 mm et 2 mm. Selon un mode privilégié de mise en œuvre, tel que représenté ici, la feuille d'aluminium présente une épaisseur de 1 mm. On observera que l'aluminium présente une conductivité thermique, à 20 °C, supérieure à 200 W/m.K.
La cloche de protection thermique 48 est de forme tronconique de révolution autour d'un axe A, et elle s'étend d'une base 50 délimitée par un bord libre 54 jusqu'à un sommet 52 refermé par un fond 55. Aussi, la forme tronconique est définie par une génératrice G inclinée par rapport à l'axe de symétrie A d'un angle compris entre 10° et 20°. En l'espèce, elle est inclinée d'un angle voisin de 16°.
Aussi, la cloche de protection thermique 48 présente une collerette d'appui 56 s'étendant du bord libre 54. La collerette d'appui 56 définit un plan moyen perpendiculaire à l'axe de symétrie A de la cloche de protection thermique 48. Préférentiellement, la collerette d'appui 56 et la cloche 48 sont formées ensemble d'une seule pièce.
Avantageusement, la cloche de protection thermique 48 présente une hauteur de 160 mm et un diamètre voisin de 260 mm. Compte tenu de l'angle de la génératrice G et de l'axe de symétrie A, le fond 55 présente un diamètre voisin de 160 mm.
Aussi, la cloche de protection thermique 48 présente une encoche 58 et un pont 60 ménagé dans la collerette d'appui 56 au droit de l'encoche 58.
On retrouve plus en détail sur la le pont 60 réalisé dans la collerette d'appui 56 au regard de l'encoche 58 qu’il prolonge.
On retrouve sur la vue de dessous, la cloche de protection thermique 48. On observera que deux encoches 58 diamétralement opposées sont ménagées, et que toutes les deux sont prolongées par un pont 60.
On observera que ces deux encoches 58 prolongées par leur pont 60 permettent le passage d'un câble d’alimentation à deux fils notamment.
Ainsi, la cloche de protection thermique 48 telle que représentée sur la est ajustée sur la paroi de faux plafond 10 de manière à ce que la collerette d'appui 56 vienne en appui à plat contre la face interne 18 autour de l'orifice 20 et de la couronne de fixation 36. L'axe de symétrie A de la cloche de protection 48 est alors sensiblement confondu avec l'axe de symétrie de l'organe d'éclairage 22.
En outre, et de manière préférentielle, un cordon de mastic ou de colle est déposée sur la collerette d'appui 56 avant d'être appuyer contre la face interne 18 de manière à pouvoir la solidariser de manière relativement étanche avec la paroi de faux plafonds 10.
En outre, les fils d'alimentation électrique 32, 34 se prolongent pour pouvoir être engagés à travers les encoches 58 et sous le pont 60 sans contrarier l'appui à plat de la collerette d'appui 56 contre la face interne 18.
Aussi, après que la cloche de protection 48 a été ajustée de la sorte, l'isolant thermique, par exemple de la ouate de cellulose, peut alors être soufflé et déposé en vrac sur la face interne 18, et sur une épaisseur voisine de 300 mm en recouvrant la cloche de protection 48.
De la sorte, l'organe d'éclairage 22 est totalement préservé de l'isolant thermique et des poussières qu'il engendre nécessairement.
Par ailleurs, s'agissant de la norme française NF DTU 45.11 P1-1 de mars 2020, concernant les températures à l'intérieur et à l'extérieur de la cloche de protection 48, on décrira ci-après les conditions précises de sa mise en œuvre.
Pour mettre en œuvre la norme précitée, on utilise un spot halogène 50W 12V MR16 dichroïque comme organe d'éclairage. Par ailleurs, la cloche de protection thermique 48 est recouverte de 300 mm d'isolant du type ouate de cellulose. Et on vient alors ajuster trois thermocouples étalonnés.
Un premier thermocouple 62, est alors ajusté au sommet 52 de la cloche de protection 48, au-dessus du fond 55. Un deuxième thermocouple 64 est ajusté à mi-hauteur entre la sous-face du fond 55 et l'extrémité d'alimentation 30 de l'organe d'éclairage 22. Enfin, un troisième thermocouple 66 est ajusté latéralement contre la cloche de protection 48 au droit de l'organe d'éclairage 22.
Selon la norme l’essai dure 24 heures et les températures sont mesurées par les thermocouples 62, 64 et 66 durant toute la période.
Ainsi on obtient en moyenne les résultats suivants ; le premier thermocouple 62 affiche une température de 98 °C au bout de quatre heures d'essai et affiche cette même température durant les 20 heures suivantes ; le deuxième thermocouple 64 affiche une température de 117 °C au bout de deux heures d'essai et cette température est stationnaire durant les 22 heures suivantes ; et, le troisième thermocouple 66 affiche une température de 92 °C au bout de quatre heures d'essai, laquelle demeure constante durant les 20 heures suivantes.
Ainsi, de façon inattendue, la température intérieure de la cloche de protection 48 mesurée par le deuxième thermocouple 64, non seulement ne dépasse pas les 150 °C imposés par la norme, mais demeure bien en dessous à hauteur de 117 °C. De surcroît, la température extérieure mesurée par les deux autres thermocouples 62, 66 ne dépasse pas les 120 °C imposés par la norme, et s'établie en dessous de 100 °C.
Par ailleurs, on observera qu'une telle cloche de protection 48 est plus rigide que les cloches synthétiques en vermiculite par exemple. Elle résiste donc bien mieux à l'écrasement et aux chocs.
Claims (10)
- Cloche de protection thermique (48) adaptée à préserver un isolant thermique installé au-dessus d’une paroi de plafond (10), de l’énergie thermique produite par un organe d’éclairage (22) monté à travers un orifice (20) pratiqué dans ladite paroi de plafond, ladite cloche de protection (48) présentant un fond (55) opposé à une ouverture délimitée par un bord libre (54), ledit bord libre étant apte à venir en applique contre la paroi de plafond (10) autour dudit orifice (20) tandis que ledit fond (55) s’étend au-dessus dudit orifice (20) ;
caractérisée en ce qu’elle est réalisée dans un matériau métallique. - Cloche de protection thermique (48) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle est obtenue par emboutissage d’une plaque dudit matériau métallique.
- Cloche de protection thermique (48) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit matériau métallique est l’aluminium.
- Cloche de protection thermique (48) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’elle présente une forme tronconique.
- Cloche de protection thermique (48) selon la revendication 4, caractérisée en ce qu’elle présente une forme tronconique définie par la rotation d’une génératrice autour d’un axe de rotation.
- Cloche de protection thermique (48) selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite génératrice est inclinée dudit axe de rotation d’un angle compris entre 15° et 20°.
- Cloche de protection thermique (48) selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu’elle présente une hauteur voisine des deux tiers du diamètre dudit bord libre (54).
- Cloche de protection thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit bord libre (54) présente au moins une encoche (58) de passage de fil.
- Cloche de protection thermique selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit bord libre (54) présente une collerette (56).
- Cloche de protection thermique selon les revendications 8 et 9, caractérisée en ce que ladite collerette (56) comprend un pont (60) s’étendant en regard de ladite encoche (58).
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