LU93135B1 - Thermal insulation system - Google Patents
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Abstract
L'invention propose un système et un procédé de calorifugeage pour calorifuger la surface d'un dispositif tout en la protégeant de la corrosion, dans lequel le système comprend une couche d'isolant recouvrant ladite surface, la couche d'isolant pouvant le cas échéant être recouverte d'une couche de protection extérieure, dans lequel le système de calorifugeage comprend au moins dans certaines régions entre la surface du dispositif et la couche d'isolant une lame d'air en contact avec un nombre discret de zones d'échange avec l'atmosphère extérieure, les zones d'échange avec l'atmosphère extérieure comprenant une membrane polymère perméable à la vapeur d'eau.The invention proposes a thermal insulation system and method for heat-insulating the surface of a device while protecting it from corrosion, in which the system comprises an insulating layer covering said surface, the insulating layer possibly being to be covered with an outer protective layer, wherein the thermal insulation system comprises at least in certain regions between the surface of the device and the insulating layer an air space in contact with a discrete number of exchange zones with the external atmosphere, the exchange zones with the external atmosphere comprising a polymer membrane permeable to water vapor.
Description
SYSTEME DE CALORIFUGEAGECALORIFUGEAGE SYSTEM
Domaine technique [0001] La présente invention concerne d’une manière générale le calorifugeage.Technical Field [0001] The present invention relates generally to heat insulation.
Etat de la technique [0002] Né après la dernière guerre mondiale, le domaine du calorifugeage a pris son plein essor à la suite du premier choc pétrolier de 1973. Il est devenu alors d'une importance capitale d'isoler les milliers de mètres de tuyauteries, les ballons et réservoirs dont sont constitués les centres de raffinage pétrolier. Mais aussi, les chaufferies, les installations sidérurgiques, les centrales nucléaires, les centres d’incinération avec leurs récupérateurs de chaleur, l’industrie agroalimentaire sont devenues les principaux débouchés de ce domaine du calorifugeage.STATE OF THE ART [0002] Born after the last world war, the field of thermal insulation took off in the wake of the first oil crisis of 1973. It then became of paramount importance to isolate the thousands of meters of pipelines, balloons and tanks of which the oil refining centers are constituted. But also, boilers, steel plants, nuclear power plants, incineration centers with their heat recovery, the food industry have become the main outlets for this area of insulation.
[0003] En pratique, le calorifugeage de tuyauteries ou autres systèmes de process industriel impliquant le transfert d’un fluide caloporteur ou frigoporteur doit faire face aux problèmes principaux suivants : • optimisation de l’isolant (épaisseur et type) pour garantir une isolation maximum, • résistance mécanique et au feu, • coût le plus bas possible.In practice, the insulation of pipes or other industrial process systems involving the transfer of a coolant or coolant must face the following main problems: • optimization of the insulation (thickness and type) to ensure maximum insulation , • mechanical and fire resistance, • lowest possible cost.
[0004] La configuration classique d’un calorifugeage est une matière isolante fixée sur son support et une coque extérieure de protection simple (inox, acier, aluminium, PVC laminé). Cette coque extérieure permet une protection mécanique contre les chocs et assure une étanchéité à l’air et l’eau pour ne pas dégrader la couche isolante (plus loin est dénommé 1ere peau).The conventional configuration of a thermal insulation is an insulating material attached to its support and a single outer protective shell (stainless steel, steel, aluminum, laminated PVC). This outer shell provides mechanical protection against shocks and ensures airtightness and water to not degrade the insulating layer (further is referred to as the first skin).
[0005] Comme tout système vieillit, les infiltrations d’eau peuvent apparaître localement suite à une dégradation de la tôle extérieure, une mise en place non adéquate du système de calorifugeage (goutte d’eau mal positionnée, assemblage par vis non suffisamment fonctionnel, etc.).As any system ages, water seepage may occur locally due to degradation of the outer sheet, an inadequate implementation of the thermal insulation system (water drop incorrectly positioned screw assembly not sufficiently functional, etc.).
[0006] Une infiltration locale d’eau aura comme conséquence de polluer l’isolant réduisant son efficacité et plus grave, de créer des conditions optimum de corrosion accélérée (phénomène appelé corrosion sous-jacente à l’isolant). Il s’agit d’un problème important et bien réel, il m’a été reporté qu’une société telle que Statoil (Norvège) dépensait au moins 50 % de son budget maintenance à des réparations dues à des problèmes de corrosion sous-jacente.Local water infiltration will result in polluting the insulation reducing its effectiveness and more serious, to create optimum conditions for accelerated corrosion (phenomenon called corrosion underlying the insulation). This is an important and very real problem. It was reported to me that a company like Statoil (Norway) was spending at least 50% of its maintenance budget on repairs due to underlying corrosion problems. .
[0007] En pratique, cela veut dire que l’installation doit être mise à l’arrêt, les sections corrodées remplacées ou réparées, etc., les coûts liés à ces problèmes sont énormes.In practice, this means that the installation must be shut down, the corroded sections replaced or repaired, etc., the costs related to these problems are enormous.
[0008] Les solutions actuelles sont très limitées : • protection accrue du sous-système faisant l’objet de l’isolation calorifique, c’est-à-dire protection des tuyauteries métalliques par peinture spéciale, résine, etc. Cela peut limiter les dégâts et retarder le phénomène de corrosion, mais les causes restent présentes, de plus la dégradation de l’isolant suite à l’introduction aura comme conséquence d’augmenter les pertes calorifiques, • des trous localisés en face inférieure pour faire échapper localement un excédent d’humidité, c’est extrêmement basique comme solution, j’émets également des réserves quant à l’efficacité..., pour être efficace il faudrait une multitude de trous percés en considérant que l’eau puisse se condenser à un certain moment et s’évacuer par gravité. Un nombre important de trous signifie également un isolant absent et dès lors des pertes calorifiques.The current solutions are very limited: • increased protection of the subsystem subject to heat insulation, that is to say protection of metal pipes by special paint, resin, etc.. This can limit the damage and delay the corrosion phenomenon, but the causes are still present, moreover the degradation of the insulation following the introduction will have the consequence to increase the heat losses, • holes located on the lower face to make Locally escape an excess of moisture, it is extremely basic as a solution, I also express reservations about the efficiency ..., to be effective it would take a multitude of holes drilled considering that water can condense at a certain moment and evacuate by gravity. A large number of holes also means missing insulation and therefore heat losses.
Objet de l'invention [0009] La présente invention a pour but de remédier aux problèmes ci-dessus et vise en particulier à proposer une structure de calorifugeage permettant l’élimination de la corrosion sous un isolant suite à une introduction non souhaitée d’eau.OBJECT OF THE INVENTION [0009] The object of the present invention is to remedy the above problems and aims in particular to propose a thermal insulation structure allowing the elimination of corrosion under an insulator following an unwanted introduction of water. .
Description générale de l'invention [0010] Avec ces objectifs en vue, l’invention a pour objet le développement d’un système de calorifugeage double peau avec un système hybride métal-membrane polymère qui permet ponctuellement de rejeter l’humidité ou vapeur d’eau vers l’extérieur. En particulier, l’invention propose dans un premier aspect, un système de calorifugeage pour calorifuger la surface d’un dispositif tout en la protégeant de la corrosion, dans lequel le système comprend une couche d’isolant recouvrant ladite surface, la couche d’isolant pouvant le cas échéant être recouverte d’une couche de protection extérieure, dans lequel le système de calorifugeage comprend au moins dans certaines régions entre la surface du dispositif et la couche d’isolant une lame d’air en contact avec un nombre discret de zones d’échange avec l’atmosphère extérieure, les zones d’échange avec l’atmosphère extérieure comprenant une membrane polymère perméable à la vapeur d’eau.GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION [0010] With these objectives in view, the object of the invention is the development of a double-skin thermal insulation system with a hybrid metal-membrane polymer system which allows punctually to reject the moisture or vapor of the skin. water to the outside. In particular, the invention proposes in a first aspect, a thermal insulation system for heat-insulating the surface of a device while protecting it from corrosion, wherein the system comprises an insulating layer covering said surface, the layer of insulation which may optionally be covered with an outer protective layer, wherein the thermal insulation system comprises at least in certain regions between the surface of the device and the insulating layer an air gap in contact with a discrete number of exchange zones with the external atmosphere, the exchange zones with the external atmosphere comprising a polymer membrane permeable to water vapor.
[0011] Dans une variante préférée, le dispositif à calorifuger comprend des tuyauteries ou conduites destinées au transfert de fluides caloporteurs ou frigoporteurs.In a preferred embodiment, the heat insulating device comprises pipes or conduits for the transfer of heat transfer fluids or refrigerants.
[0012] De manière préférée, la membrane polymère est une membrane polymère d’échange unidirectionnel et elle peut être expansée ou non.Preferably, the polymer membrane is a unidirectional exchange polymer membrane and it can be expanded or not.
[0013] L’espace pour la lame d’air entre la surface du dispositif et la couche d’isolant peut réalisé par exemple au moyen d’espaceurs, d’embossages ou au moyen d’indentations disposées dans la couche d’isolant du côté de la surface du dispositif ou par tout autre moyen approprié.The space for the air gap between the surface of the device and the insulating layer can be made for example by means of spacers, embossings or by means of indentations arranged in the insulation layer of the side of the surface of the device or by any other appropriate means.
[0014] La lame d’air est de préférence dimensionnée de manière à permettre un régime de déplacement d’air de type laminaire, semi-turbulent ou turbulent, de manière particulièrement laminaire à semi-turbulent.The air gap is preferably dimensioned so as to allow a laminar, semi-turbulent or turbulent air displacement regime, particularly laminar to semi-turbulent manner.
[0015] Dans une variante particulièrement préférée, le système de calorifugeage est un système de calorifugeage pour isoler un tuyau tout en le protégeant de la corrosion, le système comprenant un nombre d’unités de calorifugeage connectables par leur extrémités, chaque unité de calorifugeage connectable comprenant une couche d’isolant de section appropriée pour la fixation autour du tuyau avec un espace suffisant pour une lame d’air entre la surface du tuyau et la couche d’isolant, chaque unité de calorifugeage comprenant au moins une zone d’échange avec l’atmosphère extérieure, de préférence à une de leurs extrémités.In a particularly preferred embodiment, the thermal insulation system is a thermal insulation system to isolate a pipe while protecting it from corrosion, the system comprising a number of insulating units connectable by their ends, each connectable thermal insulation unit. comprising an insulation layer of suitable section for fixing around the pipe with sufficient space for an air gap between the surface of the pipe and the insulating layer, each insulation unit comprising at least one exchange zone with the outside atmosphere, preferably at one of their ends.
[0016] Dans un deuxième aspect, l’invention propose un procédé de calorifugeage pour calorifuger la surface d’un dispositif tout en la protégeant de la corrosion, comprenant l’utilisation d’un système selon l’invention.In a second aspect, the invention provides a heat-insulating method for insulating the surface of a device while protecting it from corrosion, comprising the use of a system according to the invention.
[0017] Dans un troisième aspect, l’invention envisage l’utilisation d’un système de calorifugeage selon l’invention pour calorifuger la surface d’un dispositif tout en la protégeant de la corrosion.In a third aspect, the invention contemplates the use of a thermal insulation system according to the invention to insulate the surface of a device while protecting it from corrosion.
Description détaillée [0018] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous.Detailed Description [0018] Other features and characteristics of the invention will become apparent from the detailed description below.
[0019] Préliminaires : l'assemblage de la coque extérieure (dénommé 1ere peau) se fait section par section (unité par unité) dans le sens longitudinal avec de manière générale un côté mâle et l’autre femelle. Il existe différents types d’assemblage ou de connexion, mais l’invention ne convient pas seulement pour les types largement utilisées dans l’industrie. Au contraire, l’invention peut être réalisée de nombreuses manières en fonction du type de dispositif à calorifuger et protéger de la corrosion.[0019] Preliminaries: the assembly of the outer shell (called first skin) is section by section (unit per unit) in the longitudinal direction with a generally male and female side. There are different types of assemblies or connections, but the invention is not only suitable for types widely used in the industry. On the contrary, the invention can be realized in many ways depending on the type of device to insulate and protect against corrosion.
[0020] L’explication pour ce système et afin de faciliter l’exercice ne reprend pas d’autres cas spécifiques, tels que canalisations verticales, boite de vannes, etc., mais le concept est globalement applicable partout moyennant une adaptation géométrique de l’ensemble métal-membrane polymère.The explanation for this system and to facilitate the exercise does not include other specific cases, such as risers, valve boxes, etc., but the concept is globally applicable everywhere with a geometric adaptation of the system. metal-polymer membrane assembly.
[0021] Description fonctionnelle du système [0022] De manière générale, il faut créer un canal (une lame d’air) la plus proche possible de la tuyauterie permettant la circulation d’air et ce de manière continue jusqu’au point ou l’humidité sera extraite/échangée avec l’atmosphère extérieure via la membrane, cela peut se faire de différentes manières non exhaustives : A) Tel qu’une double peau métallique ou matière plastique perforé autour de la canalisation du fluide caloporteur, des espaceurs ou des embossages dans la double peau génèrent un espace suffisant pour le déplacement d’une lame d’air en régime laminaire-semi turbulent - turbulent (Fig. 1). B) Cette lame d’air peut aussi être créée en indentant l’isolant sur son pourtour (Fig. 2), le système d’écarteur n’est plus nécessaire.[0021] Functional description of the system In general, it is necessary to create a channel (an air gap) as close as possible to the pipework allowing air circulation and this continuously to the point where the Moisture will be extracted / exchanged with the outside atmosphere via the membrane, this can be done in various non-exhaustive ways: A) Such as a double metal skin or perforated plastic material around the coolant pipe, spacers or spacers. Embossing in the double skin generates sufficient space for the displacement of an air space in a laminar-semi-turbulent-turbulent regime (Fig. 1). B) This air gap can also be created by indenting the insulation around its circumference (Fig. 2), the spacer system is no longer needed.
[0023] L’isolant est placé dans le cas A entre les deux peaux et dans le cas B entre la tuyauterie et la première peau.The insulation is placed in the case A between the two skins and in the case B between the pipe and the first skin.
[0024] Il faut maintenant créer des points de contacts entre une membrane polymère et la lame d’air chargée de vapeur d’eau, ce contact permettra l’évacuation de l’intérieur vers l’extérieur de cet excédent d’humidité. La membrane fonctionne dans un sens uniquement et l’humidité extérieure ne peut pas rentrer vers l’intérieur (Fig. 3). La membrane fait également l’objet d’une protection mécanique par l’intermédiaire de la 1ere peau, cette dernière devant présenter des ouvertures de forme non déterministe (rond, carré, ovale, etc.) pour toujours permettre un contact air extérieur - membrane. La membrane peut se situer de manière circonférentielle complète ou incomplète et longitudinale par rapport à la 1ere peau.It is now necessary to create points of contact between a polymer membrane and the air gap charged with water vapor, this contact will allow the evacuation of the interior to the outside of this excess moisture. The diaphragm works in one direction only and the external moisture can not flow inwards (Fig. 3). The membrane is also the subject of a mechanical protection through the 1st skin, the latter having to have non-deterministic openings (round, square, oval, etc.) to always allow contact outside air - membrane . The membrane may be circumferentially complete or incomplete and longitudinal with respect to the first skin.
[0025] La membrane polymère doit optimiser les caractéristiques suivantes : • effet de membrane et échange unidirectionnel avec l’extérieur, • facteur isolant, avec forme expansée du polymère, mais pas nécessairement, • résistance mécanique et au feu.The polymer membrane must optimize the following characteristics: • membrane effect and unidirectional exchange with the outside, • insulating factor, with expanded form of the polymer, but not necessarily, • mechanical resistance and fire.
Brève description des dessins [0026] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront des dessins annexés :BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0026] Other features and characteristics of the invention will become apparent from the appended drawings:
La Fig. 1 montre deux modes de réalisation du système selon l’invention en coupe longitudinale.Fig. 1 shows two embodiments of the system according to the invention in longitudinal section.
La Fig. 2 montre un variante du système selon l’invention en coupe transversale et longitudinale.Fig. 2 shows a variant of the system according to the invention in cross section and longitudinal.
La Fig. 3 illustre l’échange entre la lame d’air et l’atmosphère extérieure.Fig. 3 illustrates the exchange between the air gap and the outside atmosphere.
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FG | Patent granted |
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