WO2021123679A1 - Dispositif de preparation d'un produit d'isolation a base de laine, notamment minerale - Google Patents

Dispositif de preparation d'un produit d'isolation a base de laine, notamment minerale Download PDF

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WO2021123679A1
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wool
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inlet opening
flakes
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Alexia MICHEL
David LUIS
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Saint Gobain Isover SA France
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    • E04F21/08—Mechanical implements
    • E04F21/085—Mechanical implements for filling building cavity walls with insulating materials
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    • E04F21/08—Mechanical implements
    • E04F21/12—Mechanical implements acting by gas pressure, e.g. steam pressure

Definitions

  • TITLE DEVICE FOR THE PREPARATION OF AN INSULATION PRODUCT BASED ON
  • An insulation product venting device is disclosed.
  • Mineral wool is a very good thermal and acoustic insulator because it includes entangled mineral fibers which gives it a porous and elastic structure. Such a structure allows air to be trapped and noise to be absorbed or attenuated.
  • mineral wool is produced essentially from mineral materials, in particular natural or recycled products (recycled glass), and thus presents an interesting environmental balance.
  • mineral wool is made from a material that is inherently incombustible, it does not fuel fires and does not spread flames.
  • the mineral wool is chosen from glass wool or rock wool.
  • the manufacture of bulk mineral wool can further include the following steps:
  • agents such as anti-static agents and / or a cohesion adjuvant, previously concomitantly or following the nodulation, and / or
  • the mineral wool is in the form of nodules or flakes.
  • the mineral wool can then be used as it is as a product of bulk insulation or insulation in bulk ("loose fil! Insulation" in English) by spreading, blowing or filling of cavities.
  • Bulk insulation corresponds, in the building industry, to a variety of materials presented in the form of small particles, the texture of which varies from grainy to flaky.
  • Mineral wool is advantageously used in the form of nodules or flakes as the main constituent in bulk insulation products for hard-to-access spaces such as unfinished or difficult-to-access floors in lost attic.
  • Bulk insulation products are therefore mainly installed by spraying directly into the space to be insulated such as attics or by injection into a wall cavity.
  • the insulation product once blown, must be as homogeneous as possible to avoid thermal bridges and thus improve thermal performance.
  • the insulation product when the insulation product is blown, no matter the diameter of the outlet pipe, the mineral wool in the form of nodules or flakes is not completely homogeneous.
  • the thermal conductivity of the resulting insulation product is not optimized.
  • enclosures 1 provided with an inlet opening 2 and an outlet opening 3 in which the flakes 4 aerate for a predefined time before leaving. .
  • these wool ventilation enclosures have the disadvantage of being bulky to allow good ventilation of the wool flakes.
  • a bulky enclosure becomes bulky and heavy, which makes it difficult to use.
  • the present invention seeks to solve the problems of the aeration enclosures known from the prior art by providing an enclosure in which a turbulent current is created for better aeration of the flakes.
  • the present invention relates to a device for preparing a wool-based insulation product comprising an enclosure comprising an inlet opening through which a flow of carrier gas and a wool in the form of nodules or flakes are formed. introduced, the gas flow being subjected to a turbulent flow in said enclosure, and an outlet opening through which flakes mixed with an outlet gas flow are expelled, characterized in that said device further comprises flow deflection means gas making it possible to increase the residence time of the wool in the enclosure creating a disturbance which aerates the wool in the form of nodules or flakes.
  • the present invention advantageously makes it possible to increase, via the deflector element, the disturbances created in said enclosure.
  • This increase in disturbances makes it possible to better aerate the insulating wool flakes so as to have better performance. But this also makes it possible to reduce the size of the enclosure while maintaining identical performance. A more compact enclosure then becomes easier to handle.
  • the deflection means comprise at least one deflector element.
  • said deflector element comprises a deflection surface extending from an interior wall of the enclosure.
  • said deflector element comprises a deflection surface and at least one arm connecting said deflection surface to an interior wall of the enclosure.
  • said deflection surface is a two-dimensional plate.
  • said deflection surface is a three-dimensional part.
  • said deflector element comprises a crosspiece arranged between two internal walls of said enclosure.
  • said cross member comprises asperities and / or openings.
  • said enclosure comprises at least two deflector elements chosen randomly.
  • said deflection means comprise at least a partial misalignment of the main direction of the gas flow entering the enclosure through the inlet opening and the outlet opening.
  • the misalignment between the main direction of the gas flow entering the enclosure through the inlet opening and the outlet opening is total.
  • said deflection means comprise at least one obstacle created by the internal wall of said enclosure.
  • said enclosure has a volume of between 5 and 90 dm3.
  • the enclosure is such that at least the area of the entrance opening differs from the area of the entrance face.
  • the invention further relates to an insulation system to be sprayed comprising a means for generating a gas stream P connected to the device for preparing a wool-based insulation product according to the invention, said means for generating d. 'a gas stream P being able to provide a gas stream in which flakes of wool are mixed.
  • said enclosure is arranged so that a second pipe can be connected to the outlet opening.
  • the insulation product has a density of about 5 to 15 kg / m3 for glass wool products and about 15 to 50 kg / m3 for rock wool products.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a device for preparing a wool-based insulation product according to the prior art
  • FIGS. 2, 3 and 5 are schematic representations of a device for preparing a wool-based insulation product according to the invention.
  • FIGS. 4a, 4b and 4c are schematic representations of the different forms of enclosure of a device for preparing a wool-based insulation product according to the invention
  • FIGS. 6a, 6b, 7, 8a to 8d are schematic representations of a first embodiment of the device for preparing a wool-based insulation product according to the invention.
  • FIGS. 9a, 9b, 10 are schematic representations of a second embodiment of the device for preparing a wool-based insulation product according to the invention.
  • FIGS. 11 a, 11 b are schematic representations of a variant of the embodiments of the device for preparing a wool-based insulation product according to the invention.
  • FIGS. 12a, 12b and 13 are schematic representations of embodiments of the device for preparing a wool-based insulation product according to the invention.
  • FIGS. 3 and 14 are schematic representations of an insulation system to be designed according to the invention.
  • FIGS. 15a, 15b, 15c and 15d are schematic representations of other means for increasing the residence time of the wool-type material according to the invention.
  • FIGs 2 and 3 a device for preparing a wool-based insulation product 10 according to the invention is shown.
  • This device 10 comprises an enclosure 100 comprising an inlet opening 101 and an outlet opening 103.
  • a gas stream f is introduced into the enclosure 100 via the inlet opening, this gas stream f being produced by means of generation of a gas stream P.
  • the inlet opening 101 also allows insertion of a wool L in the form of flakes or nodules in the chamber via means for introducing a wool in the form of flakes or nodules in the enclosure.
  • Wool in the form of flakes or nodules is rock wool or glass wool or cellulose wool. These nodules or flakes of mineral wool have a length of between 0.05 and 5 cm, in particular between 0.1 and 1 cm.
  • the wool and the gas stream are thus introduced into the enclosure 100 via a pipe t, itself connected by means of generating a gas stream P (compressor of the blowing machine) thus forming a system insulation to project.
  • the wool can be introduced into the gas stream beforehand.
  • the enclosure 100 optionally comprises means for creating within the enclosure a driving of the wool in one direction in a direction A and in the reverse direction in a direction B opposite to the direction A so that there is in the enclosure at least one plane perpendicular to direction A, where the wool entrained in direction A and wool entrained in the opposite direction in direction B intersect.
  • the means for creating training within the enclosure wool in one direction in a direction A and in the opposite direction in a direction B opposite to direction A depend, for example, on the shape and size of the enclosure.
  • the gas flow is anyway, subjected to a turbulent flow in said enclosure 100.
  • the enclosure 100 is arranged so that the inlet opening 101 and the outlet opening 103 are arranged on opposite sides of the enclosure.
  • the inlet opening is arranged on an inlet face 100a while the outlet opening is arranged at an outlet face 100b.
  • the inlet opening 101 and the outlet opening 103 are facing each other.
  • the enclosure is such that at least the area of the inlet opening differs from the area of the inlet face i.e. the area of the inlet opening is smaller than the area of the inlet opening. input face surface.
  • the area of the inlet opening is equal to half the area of the inlet face, preferably one third, one quarter or one fifth.
  • the area of the outlet opening also differs from the area of the outlet face.
  • This enclosure configuration allows the gas flow circulating therein to be disturbed.
  • the incoming gas flow is not subjected to a turbulent flow making it possible to aerate the wool flakes, the flow enters and then leaves without residence time in said enclosure.
  • the enclosure 100 further comprises at least two side faces 100c, an upper face 100d and a lower face 100e.
  • the enclosure can thus have, seen from a side face, a square or rectangular or trapezoidal profile.
  • the enclosure 100 comprises at least two side faces 100c and an upper face 100d and a lower face 100e.
  • the exit face is removed in favor of the upper face and the lower face.
  • the upper face 100d and the lower face 100e are arranged so as to make the exit face unnecessary.
  • the upper face and the lower face are arranged to that the enclosure has, seen from a side face, a triangular profile.
  • the upper face and the lower face converge towards each other.
  • Such a triangular profile makes it possible to arrange the outlet opening at the level of the junction between the upper face and the lower face.
  • the enclosure 100 includes at least two side faces 100c, an upper face 100d and a lower face 100e.
  • the exit face 100b is split into two converging parts 100b ′ so as to locally / partially create a triangular profile.
  • Such a triangular profile makes it possible to arrange the outlet opening 103 at the junction between the two parts forming the outlet face.
  • the enclosure has dimensions allowing it to have a volume of preferably between 5 and 90 dm3.
  • the outlet opening 103 can have any shape such as a circular shape 103a.
  • the outlet opening is in the form of a slot 103b.
  • This slot extends horizontally with respect to the plane of the ground.
  • This slot extends partly or over the entire width of the enclosure.
  • This slit has a height of between 0.1 and 1 cm, preferably between 0.2 and 0.5 cm.
  • the advantage of a slot 103b is to allow the expulsion of the flakes over a greater width and therefore to allow a larger covered surface.
  • the output flow of the flakes is such that the blast speed is at least 15 m / s, for example, about 20 m / s.
  • the enclosure 100 includes means for deflecting the flow entering said enclosure. These deflection means are thus able to deflect the incoming gas flow. These deflection means are therefore means making it possible to lengthen the residence time of the wool, in the form of flakes or nodules, in said enclosure.
  • these deflection means make it possible to lengthen the residence time of the wool in the enclosure, comprise at least one deflector element 200 acting as a means for generating a turbulent gas current.
  • This deflector element 200 extends into said enclosure 100. By this it is understood that said deflector element 200 extends from any interior wall of said enclosure 100.
  • This deflector element 200 advantageously makes it possible to deflect the incoming gas flow and to create a disturbance of the gas current circulating in the enclosure 100. These disturbances cause the appearance of recirculation points creating an instability which increases the level of turbulence and creates the disturbances. recirculation movements. These recirculation points are then the place in which shear forces are present. The insulating material such as wool flakes undergoes, with these shear forces, significant mechanical stresses which help to "aerate” the fibers. The passage in the recirculation zone allows to considerably increase the time when the mineral wool is subjected to strong constraints.
  • This aeration of the insulating material flakes makes it possible to significantly reduce the density of the wool or cellulose in the form of nodules or flakes, but above all to homogenize its structure.
  • the expansion and / or the homogenization of the wool subjected to the aeration step of the invention is much better than that which can be obtained by the known homogenization processes.
  • the improvement in thermal performance is reflected in particular, compared with unventilated mineral wools, in a decrease in thermal conductivity at equal density or by a decrease in density at equal thermal conductivity.
  • the resulting insulation products also have much higher air resistance at equal density and thickness.
  • the insulation products obtained after the aeration step have low densities, in particular around 5 to 15 kg / m3 for products based on glass wool and around 15 to 50 kg / m3 for products with rock wool base.
  • a second advantage of the enclosure according to the invention is that it allows the size of the enclosure to be optimized. Indeed, a disturbance of the gas flow causing the aeration of the wool flakes of insulating material is likely to be obtained by the enclosure itself. By this is meant that the shape and dimensions of the enclosure are such that recirculation points appear. However, the dimensions of the enclosure determine its size and even its mass. Thus, the fact of being able to create a disturbance in an enclosure with a deflector element makes it possible to design an enclosure with smaller dimensions and therefore less bulk while having the same aeration performance of wool.
  • the deflector element 200 comprises a deflection surface 210 extending from an interior wall of the enclosure 100. This deflection surface 210 is used to oppose the gas flow. entering the enclosure 100 and thus create turbulence. This deflection surface can take different forms.
  • the deflection surface 210 is a two-dimensional plate 211, planar as visible in FIGS. 6a and 6b, or said plate extends from a wall.
  • This plate can take various forms: circular, ovoid, square, rectangular, parallelepiped, etc. ...
  • the deflection surface 210 is a three-dimensional part 212.
  • This three-dimensional part 212 is a conical, pyramidal, parallelepipedal part, truncated or not, full or partially recessed, that is to say. ie having any shape allow to deflect / disturb the gas stream.
  • the deflection surface can extend directly from the interior wall of the enclosure 100.
  • said deflector element 200 further comprises at least one arm 213 arranged to see one of its ends fixed to the inner wall of the enclosure 100.
  • This fixing can be effected by gluing or welding. or screwing or the arm is made of material with said enclosure.
  • the second end of the arm is used to support said deflection surface 210.
  • the arm 213 supporting said deflection surface 211 is preferably fixed to said deflection surface 211 via the edge thereof.
  • the arm 213 supporting said three-dimensional piece 212 extends from one side of this three-dimensional piece 212.
  • Having an arm 213 offers more possibility for the placement of said deflection surface 210 relative to the gas stream. Thus, it is possible to place said deflection surface 210 more centrally in the enclosure 100.
  • the deflector element 200 comprises a second arm 213.
  • the arrangement of this second arm can be varied. It is thus understood that the second arm 213 can extend from the deflection surface 210 parallel to the first arm or from an opposite side. Having the arms 213 extending in an opposite direction has the advantage of reducing their risk of deformation under the effect of the gas flow causing a modification of the disturbance.
  • the deflector element 210 comprises a cross member 220 arranged between two walls of the enclosure.
  • Figure 9a shows the crosshead 220 from the entry face or the exit face.
  • This crosspiece 220 can be in the form of a cylinder, solid or hollow, of a half-cylinder partially hollowed out or not, of an L-shaped or V-shaped profile.
  • the crosspiece 220 can thus take any shape allowing it to disturb the gas flow as shown in the figure
  • asperities 222 such as through cavities or not or protuberances are arranged at the level of the deflector element 210. These asperities advantageously make it possible to disturb the gas flow.
  • the enclosure comprises a deflector element 200.
  • Figure 12a shows a view from the top wall. This deflector element as described in the two embodiments is arranged facing the inlet opening of the enclosure.
  • the type of deflector element 210 used depends on the inlet opening 101. Indeed, if the inlet opening 101 has a circular or similar shape, a deflector element as described in the first embodiment of the invention. achievement is used. In the case of an opening 101 in the form of a slot, a deflector element 210 according to the second embodiment is used.
  • deflector element in the form of a cross member for an inlet opening in the form of a slot.
  • deflector element in the form of a cross member for an inlet opening in the form of a slot.
  • the deflector element is arranged to face the inlet opening in order to maximize its performance.
  • the deflector element does not have a homothetic shape with the inlet opening, positioning opposite the inlet opening is advantageous.
  • the enclosure 100 is provided with at least two deflector elements 210. This multiplication of the deflector elements makes it possible to ensure turbulence of the gas stream in said enclosure.
  • the deflection means making it possible to increase the residence time of the wool in the enclosure, are a particular arrangement of the enclosure.
  • the increase in the residence time of the wool is operated by the chamber itself. Indeed, it is possible to increase the residence time of the flakes by disrupting the inflow. This flow disturbance is the result of the presence of obstacle (s) in the path of the gas flow entering said enclosure. This or these obstacles have various origins.
  • the obstacles to the incoming gas flow are due to the shape of the enclosure visible in Figures 15a and 15d.
  • the enclosure has a shape such that at least one wall of said enclosure partially facing the incoming gas flow. This wall partially facing the incoming gas flow makes it possible to disturb the flow by at least partially deflecting it in another direction.
  • the obstacles making it possible to increase the residence time of the flakes in the enclosure are the consequence of a misalignment between the inlet opening and the outlet opening in Figures 15b and 15d.
  • a misalignment makes it possible to create a natural obstacle to the incoming gas flow carrying the flakes, the incoming gas flow impacting the interior wall of the enclosure. This generates a dispersion of the gas flow and therefore a disturbance.
  • the misalignment necessary to allow the creation of a disturbance making it possible to increase the residence time of the flakes in the enclosure is such that, at a minimum, the outlet opening must not be completely opposite the incoming gas flow. through the entrance opening. It is therefore understood that the incoming gas flow is propelled in a main direction in which it is intense and in secondary directions in which the intensity is less.
  • the outlet opening is placed so as not to be completely opposite the main direction of the incoming gas flow, a partial overlap is possible.
  • the outlet opening is placed so that no overlap between the inlet opening and the outlet opening is present.
  • the enclosure according to the invention is not used as an end cap, that is to say as the element through which the insulating product is projected towards the area to be isolated.
  • the enclosure can be used as an intermediate element in the insulation system to be projected.
  • the outlet opening 103 is arranged, equipped to connect a second pipe t ’.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de préparation d'un produit d'isolation à base de laine comprenant une enceinte comprenant une ouverture d'entrée par laquelle un flux de gaz porteur et une laine sous forme de nodules ou de flocons sont introduits, au moins un moyen susceptible de générer un écoulement gazeux turbulent dans ladite enceinte, et une ouverture de sortie par laquelle des flocons mélangées à un flux gazeux de sortie sont expulsés, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend en outre au moins un élément déflecteur agencé dans ladite enceinte créant une perturbation qui aère la laine sous forme de nodules ou flocons.

Description

DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF DE PREPARATION D'UN PRODUIT D'ISOLATION A BASE DE
LAINE. NOTAMMENT MINERALE
Art antérieur
L'invention concerne un dispositif d’aération de produit d’isolation.
La laine minérale est un très bon isolant thermique et acoustique car elle comprend des fibres minérales enchevêtrées qui lui confère une structure poreuse et élastique. Une telle structure permet d’emprisonner de l'air et d'absorber ou atténuer les bruits. En outre, la laine minérale est fabriquée essentiellement à partir de matières minérales, notamment naturelles ou de produits recyclés (verre recyclé), et présente ainsi un bilan environnemental intéressant. Enfin, la laine minérale étant à base de matériau incombustibles par nature, elle n’alimente pas le feu et ne propage pas les flammes. De préférence, la laine minérale est choisie parmi la laine de verre ou la laine de roche.
Il existe des produits de type vrac qui se présentent sous forme de petits paquets de fibres enchevêtrées formant des particules de taille centimétrique dans lesquels aucun agent collant n’assure la cohésion des fibres dans les paquets.
La fabrication de la laine minérale dite en vrac (ou « ioose-fill » en anglais) comporte au moins les étapes suivantes :
- une étape de fusion des matières premières telles que du verre, dans un four de fusion,
- une étape de fibrage,
- une étape de formation d'un matelas de laine minérale,
- une étape de nodulation par broyage.
La fabrication de la laine minérale vrac peut comprendre en outre les étapes suivantes :
- une étape d'enduction par des agents tels que des agents anti-statiques et/ou un adjuvant de cohésion, préalablement concomitamment ou suivant la nodulation, et/ou
- une étape d’ensachage.
A la fin de l'étape de nodulation, la laine minérale est sous forme de nodules ou de flocons. La laine minérale peut alors être utilisée telle quelle comme produit d’isolation en vrac ou isolant en vrac (« loose fil! insulation » en anglais) par épandage, soufflage ou remplissage de cavités. Un isolant en vrac correspond, dans le domaine du bâtiment, à une variété de matériaux présentés sous forme de petites particules dont la texture varie de granuleuse à floconneuse. La laine minérale est avantageusement utilisée sous forme de nodules ou de flocons comme constituant principal dans les produits d’isolation en vrac pour espaces difficiles d'accès tels que les planchers de combles perdus non aménagés ou difficilement accessibles.
Ces produits d'isolation en vrac sont généralement appliqués par soufflage mécanique à l’aide d’une machine à souffler qui permet la projection sur une surface ou l’injection dans une cavité d’un produit d’isolation à partir d’un tuyau de sortie.
Les produits d’isolation en vrac sont donc principalement installés par projection directement dans l'espace à isoler tel que des combles ou par injection dans une cavité murale.
Les produits d’isolation en vrac sont également appelés produits d’isolation à souffler.
Le produit d’isolation, une fois soufflé, doit être le plus homogène possible pour éviter les ponts thermiques et améliorer ainsi les performances thermiques. Cependant, lorsque le produit d'isolation est soufflé, peu importe le diamètre du tuyau de sortie, la laine minérale sous forme de nodules ou de flocons n’est pas totalement homogène. La conductivité thermique du produit d’isolation résultant n’est pas optimisée.
A ce titre, il existe, comme représentées à la figure 1, des enceintes 1, munies d’une ouverture d'entrée 2 et d'une ouverture de sortie 3 dans laquelle les flocons 4 s'aérent durant un temps prédéfini avant de sortir.
Toutefois, ces enceintes d’aération de la laine ont l’inconvénient d’être volumineuse pour permettre la bonne aération des flocons de laine. Or, une enceinte volumineuse devient encombrante et lourde ce qui rend difficile son utilisation.
Résumé de l’invention
La présente invention cherche à résoudre les problèmes des enceintes d’aération connues de l’art antérieur en fourissant une enceinte dans laquelle un courant turbulent est créé pour une meilleure aération des flocons.
A ce titre, la présente invention concerne un dispositif de préparation d'un produit d’isolation à base de laine comprenant une enceinte comprenant une ouverture d’entrée par laquelle un flux de gaz porteur et une laine sous forme de nodules ou de flocons sont introduits, le flux de gaz étant soumis à un écoulement turbulent dans ladite enceinte, et une ouverture de sortie par laquelle des flocons mélangées à un flux gazeux de sortie sont expulsés, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend en outre des moyens de déflexion du flux de gaz permettant d’augmenter le temps de résidence de la laine dans l’enceinte créant une perturbation qui aère la laine sous forme de nodules ou flocons.
La présente invention permet avantageusement d'augmenter, via l'élément déflecteur, les perturbations créées dans ladite enceinte. Cette augmentation des perturbations permet de mieux aérer les flocons de laine isolante de sorte à avoir des meilleures performances. Mais cela permet aussi de diminuer la taille de l’enceinte tout en gardant des performances identiques. Une enceinte plus compacte devient alors plus facilement manipulable.
Selon un exemple, les moyens de déflexion comprennent au moins un élément déflecteur.
Selon un exemple, ledit élément déflecteur comprend une surface de déflexion s’étendant depuis une paroi intérieure de l’enceinte.
Selon un exemple, ledit élément déflecteur comprend une surface de déflexion et au moins un bras reliant ladite surface de déflexion à une paroi intérieure de l'enceinte.
Selon un exemple, ladite surface de déflexion est une plaque en deux dimensions.
Selon un exemple, ladite surface de déflexion est une pièce en trois dimensions.
Selon un exemple, ledit élément déflecteur comprend une traverse agencée entre deux parois internes de ladite enceinte.
Selon un exemple, ladite traverse comprend des aspérités et/ou ouvertures.
Selon un exemple, ladite enceinte comprend au moins deux éléments déflecteurs choisis aléatoirement.
Selon un exemple, lesdits moyens de déflexion comprennent au moins un désalignement partiel de la direction principale du flux gazeux entrant dans l'enceinte par l’ouverture d’entrée et l’ouverture de sortie.
Selon un exemple, le désalignement entre la direction principale du flux gazeux entrant dans l'enceinte par l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie est total.
Selon un exemple, lesdits moyens de déflexion comprennent au moins un obstacle créé par la paroi interne de ladite enceinte.
Selon un exemple, ladite enceinte présente un volume compris entre 5 et 90 dm3.
Selon un exemple, l’enceinte est telle qu'au moins la surface de l’ouverture d’entrée diffère de la surface de la face d'entrée.
L'invention concerne en outre un système d’isolation à projeter comprenant un moyen de génération d'un courant gazeux P connecté au dispositif de préparation d’un produit d’isolation à base de laine selon l’invention, ledit moyen de génération d’un courant gazeux P étant apte à fournir un courant gazeux dans lequel des flocons de laine sont mélangés.
Selon un exemple, ladite enceinte est agencée pour qu’un second tuyau puisse être connecté à l'ouverture de sortie.
Selon un exemple, le produit d’isolation présente une densité d’environ 5 à 15 kg/m3 pour des produits à base de laine de verre et d’environ 15 à 50 kg/m3 pour des produits à base de laine de roche.
Description des figures D’autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
-la figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif de préparation d'un produit d’isolation à base de laine selon l’art antérieur ;
-les figures 2, 3 et 5 sont des représentations schématiques d’un dispositif de préparation d’un produit d’isolation à base de laine selon l’invention ;
-les figures 4a, 4b et 4c sont des représentations schématiques des différentes formes d'enceinte d’un dispositif de préparation d’un produit d’isolation à base de laine selon l'invention ;
-les figures 6a, 6b, 7, 8a à 8d sont des représentations schématiques d’un premier mode de réalisation du dispositif de préparation d’un produit d'isolation à base de laine selon l’invention ;
-les figures 9a, 9b, 10 sont des représentations schématiques d'un second mode de réalisation du dispositif de préparation d’un produit d’isolation à base de laine selon l’invention ;
-les figures 11 a, 11 b sont des représentations schématiques d’une variante des modes de réalisation du dispositif de préparation d'un produit d’isolation à base de laine selon l'invention ;
-les figures 12a, 12b et 13 sont des représentations schématiques de réalisations du dispositif de préparation d'un produit d’isolation à base de laine selon l’invention ;
-les figures 3 et 14 sont des représentations schématiques d’un système d’isolation à projeter selon l'invention.
-les figures 15a, 15b, 15c et 15d sont des représentations schématiques d’autres moyens pour augmenter le temps de résidence du matériau de type laine selon l’invention.
Description détaillée de l'invention
Sur les figures 2 et 3, un dispositif de préparation d’un produit d'isolation à base de laine 10 selon l’invention est représenté. Ce dispositif 10 comprend une enceinte 100 comprenant une ouverture d’entrée 101 et une ouverture de sortie 103. Un courant gazeux f est introduit dans l’enceinte 100 via l’ouverture d’entrée, ce courant gazeux f étant produit par un moyen de génération d’un courant gazeux P. L’ouverture d'entrée 101 permet également d’insertion d'une laine L sous forme de flocons ou de nodules dans l'enceinte via des moyens d’introduction d'une laine sous forme de flocons ou de nodules dans l’enceinte. La laine sous forme de flocons ou de nodules est une laine de roche ou une laine de verre ou une laine de cellulose. Ces nodules ou flocons de laine minérale ont une longueur comprise entre 0,05 et 5 cm, notamment entre 0,1 et 1 cm. Ces flocons ou nodules sont formés de fibres qui s'enchevêtrent sous forme de petits paquets, petites mèches ou « bouloches ». La laine et le courant gazeux sont ainsi introduits dans l’enceinte 100 par l’intermédiaire d’un tuyau t, lui- même connecté au moyen de génération d'un courant gazeux P (compresseur de la machine de soufflage) formant ainsi un système d’isolation à projeter. La laine peut être introduite dans le courant gazeux au préalable. L’enceinte 100 comprend, option nellement, des moyens pour créer au sein de l’enceinte un entrainement de la laine dans un sens selon une direction A et en sens inverse selon une direction B opposée à la direction A de sorte qu'il existe dans l'enceinte au moins un plan perpendiculaire à la direction A, où se croisent de la laine entraînée dans la direction A et de la laine entraînée en sens inverse dans la direction B. Les moyens pour créer au sein de l'enceinte un entrainement de la laine dans un sens selon une direction A et en sens inverse selon une direction B opposée à la direction A dépendent par exemple, de la forme et de la taille de l'enceinte.
Le flux de gaz est quoi qu’il en soit, soumis à un écoulement turbulent dans ladite enceinte 100.
Concernant l'enceinte 100, cette dernière est agencée pour que l’ouverture d’entrée 101 et l'ouverture de sortie 103 soient agencées sur des faces de l'enceinte opposées. Ainsi, l’ouverture d'entrée est agencée sur une face d’entrée 100a alors que l’ouverture de sortie est agencée au niveau d’une face de sortie 100b. De façon préférée, l’ouverture d’entrée 101 et l’ouverture de sortie 103 sont en regard l'une de l’autre. L'enceinte est telle qu'au moins la surface de l'ouverture d'entrée diffère de la surface de la face d'entrée c'est-à-dire que la surface de l’ouverture d'entrée est plus petite que la surface de la face d’entrée. De préférence, la surface de l’ouverture d’entrée est égale à la moitié de la surface de la face d’entrée, de préférence au tiers, au quart ou au cinquième. De préférence, la surface de l'ouverture de sortie diffère aussi de la surface de la face de sortie. Cette configuration d'enceinte permet au flux gazeux y circulant d'être perturbé. Dans le cas d’une enceinte avec l’ouverture d’entrée ayant la même surface que la face d'entrée et l’ouverture de sortie ayant la même surface que la face de sortie, le flux gazeux entrant n'est pas soumis à un écoulement turbulent permettant d’aérer les flocons de laine, le flux entre puis sort sans temps de résidence dans ladite enceinte.
Selon une première configuration visible à la figure 4a, l'enceinte 100 comprend en outre au moins deux faces latérales 100c, une face supérieure 100d et une face inférieure 100e. Dans cette première configuration, l'enceinte peut ainsi avoir, vue d’une face latérale, un profil carré ou rectangulaire ou trapézoïdale.
Selon une seconde configuration visible à la figure 4b, l’enceinte 100 comprend au moins deux faces latérales 100c et une face supérieure 100d et une face inférieure 100e. La face de sortie est supprimée au profit de la face supérieure et de la face inférieure. On comprend par- là que la face supérieure 100d et la face inférieure 100e sont agencées de sorte à rendre la face de sortie inutile. Pour cela, la face supérieure et la face inférieure sont agencées pour que l’enceinte présente, vue d’une face latérale, un profil triangulaire. Pour cela, la face supérieure et la face inférieure convergent l'une vers l’autre. Un tel profil triangulaire permet d’agencer l'ouverture de sortie au niveau de la jonction entre la face supérieure et la face inférieure.
Selon une troisième configuration visible à la figure 4c, l’enceinte 100 comprend au moins deux faces latérales 100c, une face supérieure 100d et une face inférieure 100e. La face de sortie 100b est scindée en deux parties 100b' convergentes de sorte à créer localement/partiellement un profil triangulaire. Un tel profil triangulaire permet d’agencer l’ouverture de sortie 103 au niveau de la jonction entre les deux parties formant la face de sortie.
L’enceinte a des dimensions lui permettant de présenter un volume compris, préférentiellement, entre 5 et 90 dm3.
L'ouverture 103 de sortie peut avoir n’importe quelle forme telle qu’une forme circulaire 103a. Préférentiellement, l’ouverture de sortie se présente sous la forme d’une fente 103b. Cette fente s'étend horizontalement par rapport au plan du sol. Cette fente s'étend en partie ou sur toute la largeur de l’enceinte. Cette fente présente une hauteur comprise entre 0.1 et 1 cm, de préférence entre 0.2 et 0.5 cm.
L’avantage d’une fente 103b est de permettre l’expulsion des flocons sur une plus grande largeur et donc de permettre d'avoir une surface recouverte plus importante. Le flux de sortie des flocons est tel que la vitesse de projection est d'au moins 15 m/s, par exemple, environ 20 m/s.
Astucieusement l’enceinte 100 comprend des moyens de déflexion du flux entrant dans ladite enceinte. Ces moyens de déflexion sont ainsi aptes à dévier le flux gazeux entrant. Ces moyens de déflexion sont donc des moyens permettant d’allonger le temps de résidence de la laine, sous forme de flocons ou de nodules, dans ladite enceinte.
Selon une première solution, ces moyens de déflexion, permettant d’allonger le temps de résidence de la laine dans l'enceinte, comprennent au moins un élément déflecteurs 200 agissant comme un moyen de génération d’un courant gazeux turbulent. Cet élément déflecteur 200 s’étend dans ladite enceinte 100. On comprend par-là que ledit élément déflecteur 200 s'étend depuis n'importe quelle paroi intérieure de ladite enceinte 100.
Cet élément déflecteur 200 permet avantageusement de dévier le flux de gaz entrant et de créer une perturbation du courant gazeux circulant dans l’enceinte 100. Ces perturbations entraînent l’apparition de points de recirculation créant une instabilité qui augmente le niveau de turbulence et créent les mouvements de recirculation. Ces points de recirculation sont alors le lieu dans lequel des forces de cisaillement sont présentes. Le matériau isolant comme les flocons de laine subit, avec ces forces de cisaillement, des contraintes mécaniques importantes qui contribuent à « aérer » les fibres. Le passage dans la zone de recirculation permet d’augmenter considérablement le temps où la laine minérale est soumise à de fortes contraintes. Cette aération des flocons de matériau isolant permet de diminuer significativement la densité de la laine ou cellulose sous forme de nodules ou de flocons mais surtout d'homogénéiser sa structure. De manière surprenante, l’expansion et/ou l'homogénéisation de la laine soumise à l'étape d'aération de l’invention est bien meilleure que celle pouvant être obtenue par les procédés connus d’homogénéisation.
L’amélioration des performances thermiques se traduit notamment, par rapport aux laines minérales non aérées, par une diminution de la conductivité thermique à densité égale ou par une diminution de la densité à conductivité thermique égale. Les produits d’isolation résultant possèdent également à densité et épaisseur égale une résistance à l'air beaucoup plus élevée. Les produits d’isolation obtenus après l’étape d’aération ont des densités faibles notamment d'environ 5 à 15 kg/m3 pour des produits à base de laine de verre et d’environ 15 à 50 kg/m3 pour des produits à base de laine de roche.
Un second avantage de l’enceinte selon l’invention est de permettre d’optimiser la taille de l’enceinte. En effet, une perturbation du courant gazeux entraînant l’aération des flocons de laine en matériau isolant est susceptible d’être obtenue par l’enceinte en elle-même. On entend par là que la forme et les dimensions de l’enceinte sont telles que des points de recirculation apparaissent. Or, les dimensions de l’enceinte conditionnent son encombrement voire sa masse. Ainsi, le fait de pouvoir créer une perturbation dans une enceinte avec un élément déflecteur permet de concevoir une enceinte avec des dimensions plus faibles et donc un encombrement moindre tout en ayant les mêmes performances d'aération de la laine.
Dans un premier mode de réalisation visible à la figure 5, l’élément déflecteur 200 comprend une surface de déflexion 210 s’étendant depuis une paroi intérieure de l’enceinte 100. Cette surface de déflexion 210 est utilisée pour s’opposer au courant gazeux entrant dans l'enceinte 100 et ainsi créer des turbulences. Cette surface de déflexion peut prendre différentes formes.
Selon une première forme, la surface de déflexion 210 est une plaque en deux dimensions 211 , plane comme visible aux figures 6a et 6b ou ladite plaque s'étend depuis une paroi. Cette plaque peut prendre diverses formes : circulaire, ovoïde, carré, rectangulaire, parallélépipédique, etc.. .
Selon une seconde forme visible à la figure 7, la surface de déflexion 210 est une pièce en trois dimensions 212. Cette pièce en trois dimensions 212 est une pièce conique, pyramidale, parallélépipédique, tronquée ou non, pleine ou partiellement évidée c'est-à-dire ayant n’importe quelle forme permettent de dévier / de perturber le courant gazeux.
Pour ces deux formes, la surface de déflexion peut s'étendre directement depuis la paroi intérieure de l'enceinte 100.
Dans une première variante visible aux figures 8a et 8b, ledit élément déflecteur 200 comprend en outre au moins un bras 213 agencé pour voir une de ses extrémités fixées à la paroi intérieure de l’enceinte 100. Cette fixation peut être opérée par collage ou soudage ou vissage ou le bras est de matière avec ladite enceinte. La seconde extrémité du bras est utilisée pour porter ladite surface de déflexion 210.
Dans le cas de la première forme, le bras 213 supportant ladite surface de déflexion 211 est, préférentiellement, fixé à ladite surface de déflexion 211 via la tranche de celle-ci.
Dans le cas de la seconde forme, le bras 213 supportant ladite pièce en trois dimensions 212 s’étend depuis l’une des faces de cette pièce en trois dimensions 212.
Le fait d’avoir un bras 213 offre plus de possibilité pour le placement de ladite surface de déflexion 210 par rapport au courant gazeux. Ainsi, il est possible de placer ladite surface de déflexion 210 de manière plus centrale dans l’enceinte 100.
Dans une alternative de la première variante visible aux figures 8c et 8d, l’élément déflecteur 200 comprend un second bras 213. L'agencement de ce second bras peut être varié. On comprend ainsi que le second bras 213 peut s’étendre de la surface de déflexion 210 parallèlement au premier bras ou depuis un côté opposé. Avoir les bras 213 s’étendant dans une direction opposée a l’avantage de réduire leurs risques de déformation sous l’effet du courant gazeux entraînant une modification de la perturbation.
Dans un second mode de réalisation visible aux figures 9a et 9b, l'élément déflecteur 210 comprend une traverse 220 agencée entre deux parois de l’enceinte. La figure 9a montre la traverse 220 depuis la face d’entrée ou la face de sortie.
Cette traverse 220 peut se présenter sous la forme d’un cylindre, plein ou creux, d'un demi-cylindre partiellement évidée ou non, d'un profilé en L ou en V. La traverse 220 peut ainsi prendre toutes formes lui permettant de perturber le courant gazeux comme visible à la figure
10.
Dans une variante des deux modes de réalisation visible aux figures 11a et 11b, des aspérités 222 comme des cavités traversantes ou non ou des protubérances sont agencées au niveau de l’élément déflecteur 210. Ces aspérités permettent avantageusement de perturber le courant gazeux.
Dans une exécution visible aux figures 12a et 12b, l'enceinte comprend un élément déflecteur 200. La figure 12a montre une vue depuis la paroi supérieure. Cet élément déflecteur tel que décrit dans les deux modes de réalisation est agencé en regard de l’ouverture d'entrée de l’enceinte.
Astucieusement, le type d'élément déflecteur 210 utilisé est dépendant de l'ouverture d’entrée 101. En effet, si l’ouverture d’entrée 101 présente une forme circulaire ou approchante, un élément déflecteur tel que décrit dans le premier mode de réalisation est utilisé. Dans le cas d'une ouverture 101 se présentant sous la forme d'une fente, un élément déflecteur 210 selon le second mode de réalisation est utilisé.
En effet, cette astuce permet d’utiliser l’élément déflecteur dont la forme ressemble le plus à celle de l’ouverture d’entrée : élément déflecteur sous forme de traverse pour une ouverture d’entrée en forme de fente. On utilise donc un déflecteur dont la forme est une homothétie de la forme de l’ouverture d’entrée, on entend par là que la surface apparente du déflecteur c’est-à-dire la surface du déflecteur projetée sur un plan parallèle à celui de la face d’entrée est sensiblement identique, de préférence identique à la surface de l'ouverture d'entrée.
Dans ce cas-là, l’élément déflecteur est agencé pour être en regard de l’ouverture d’entrée afin de maximiser ses performances. Néanmoins, même si l’élément déflecteur n’a pas une forme homothétique avec l'ouverture d’entrée, un positionnement en regard de l'ouverture d'entrée est avantageux.
Dans une variante de cette exécution, l’enceinte 100 est munie d’au moins deux éléments déflecteurs 210. Cette multiplication des éléments déflecteurs permet d’assurer une turbulence du courant gazeux dans ladite enceinte.
Dans le cas de cette variante, il est alors possible de mixer différents types d’éléments déflecteurs comme visible à la figure 13.
Selon une seconde solution, les moyens de déflexion, permettant d’augmenter le temps de résidence de la laine dans l'enceinte, sont un agencement particulier de l’enceinte. Dans cette seconde solution, l'augmentation du temps de résidence de la laine est opérée par l’enceinte en elle-même. En effet, il est possible d’augmenter le temps de résidence des flocons en perturbant le flux entrant. Cette perturbation du flux est le résultat de la présence d’obstacle(s) sur le chemin du flux gazeux entrant dans ladite enceinte. Ce ou ces obstacles ont des origines diverses.
Selon une première origine, les obstacles au flux gazeux entrant sont le fait de la forme de l’enceinte visible aux figures 15a et 15d. L’enceinte présente une forme telle qu’au moins une paroi de ladite enceinte partiellement en regard du flux gazeux entrant. Cette paroi partiellement en regard du flux gazeux entrant permet de perturber le flux en le déviant au moins partiellement dans une autre direction.
Selon une seconde origine, les obstacles permettant d’augmenter le temps de résidence des flocons dans l’enceinte sont la conséquence d'un désalignement entre l'ouverture d'entrée et l’ouverture de sortie aux figures 15b et 15d. Un tel désalignement permet de créer un obstacle naturel au flux gazeux entrant portant les flocons, le flux gazeux entrant venant percuter la paroi intérieure de l'enceinte. Cela engendre une dispersion du flux gazeux et donc une perturbation.
Le désalignement nécessaire pour permettre la création d’une perturbation permettant d’augmenter le temps de résidence des flocons dans l’enceinte est tel qu’il faut au minimum, que l'ouverture de sortie ne soit pas totalement en regard du flux gazeux entrant par l’ouverture d’entrée. On comprend par-là que le flux gazeux entrant est propulsé suivant une direction principale dans lequel il est intense et des directions secondaires dans lesquelles l’intensité est moindre. Ainsi, l’ouverture de sortie est placée pour ne pas être totalement en regard de la direction principale du flux gazeux entrant, un chevauchement partiel est possible. Préférentiellement, l'ouverture de sortie est placée de sorte qu’aucun chevauchement entre l’ouverture d’entrée et l’ouverture de sortie ne soit présent.
Il est aussi possible d’avoir la déflexion, l'augmentation du temps de résidence du matériau dans l’enceinte par une différence de taille entre l'ouverture de sortie et l’ouverture d’entrée, l’ouverture de sortie étant plus petite que l’ouverture d’entrée comme visible à la figure 15c. En effet, avoir une ouverture de sortie de plus petite taille a pour conséquences d'avoir le flux entrant qui, au moins partiellement, entre en contact avec la paroi intérieure de l'enceinte entraînant une déviation de ce courant et donc des perturbations.
Dans une variante de l’invention, l’enceinte selon l'invention n'est pas utilisée comme un embout terminal c'est-à-dire comme l’élément par lequel le produit isolant est projeté vers la zone à isoler. A ce titre, l’enceinte peut être utilisée comme élément intermédiaire dans le système d'isolation à projeter. Pour cela, l'ouverture de sortie 103 est agencée, équipée pour y connecter un second tuyau t’. Cette variante permet avantageusement d'avoir l’enceinte posée au sol et à l’opérateur de manipuler uniquement le tuyau t’ comme visible à la figure 14.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (10) de préparation d'un produit d'isolation à base de laine comprenant une enceinte (100) comprenant une ouverture d’entrée (101) par laquelle un flux de gaz porteur et une laine sous forme de nodules ou de flocons sont introduits, le flux de gaz étant soumis à un écoulement turbulent dans ladite enceinte (100), et une ouverture de sortie (103) par laquelle des flocons mélangées à un flux gazeux de sortie sont expulsés, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend en outre des moyens de déflexion du flux de gaz permettant d’augmenter le temps de résidence de la laine dans l’enceinte créant une perturbation qui aère la laine sous forme de nodules ou flocons.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de déflexion comprennent au moins un élément déflecteur (200) agencé dans ladite enceinte
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit élément déflecteur comprend une surface de déflexion (210) s’étendant depuis une paroi intérieure de l’enceinte.
4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit élément déflecteur comprend une surface de déflexion et au moins un bras (213) reliant ladite surface de déflexion à une paroi intérieure de l’enceinte.
5. Dispositif selon les revendications 3 ou 4, dans lequel ladite surface de déflexion est une plaque en deux dimensions (211).
6. Dispositif selon les revendications 3 ou 4, dans lequel ladite surface de déflexion est une pièce en trois dimensions (212).
7. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit élément déflecteur comprend une traverse (220) agencée entre deux parois internes de ladite enceinte.
8. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ladite traverse comprend des aspérités (222) et/ou ouvertures.
9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, dans lequel ladite enceinte comprend au moins deux éléments déflecteurs (210) choisis aléatoirement.
10. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de déflexion comprennent au moins un désalignement partiel de la direction principale du flux gazeux entrant dans l’enceinte par l’ouverture d’entrée (101) et l’ouverture de sortie (103).
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le désalignement entre la direction principale du flux gazeux entrant dans l’enceinte par l’ouverture d’entrée et l’ouverture de sortie est total.
12. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de déflexion comprennent au moins un obstacle créé par la paroi interne de ladite enceinte.
13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'enceinte comprend une face d’entrée (100a) pour l'ouverture d’entrée, une face de sortie (100b) pour l'ouverture de sortie, deux faces latérales (100c), une face supérieure (1 OOd) et une face inférieure (100e).
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel l’enceinte comprend une face d'entrée (100a) pour l’ouverture d’entrée, deux faces latérales (100c), une face supérieure (100d) et une face inférieure (100e), ladite face supérieure et ladite face inférieure étant agencée pour converger l'une vers l'autre tout en laissant un espace faisant office d'ouverture de sortie.
15. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite enceinte présente un volume compris entre 5 et 90 dm3.
16 Dispositif selon l’une des revendications 13 ou 14, dans laquelle l’enceinte est telle qu'au moins la surface de l’ouverture d’entrée diffère de la surface de la face d’entrée.
17. Système d’isolation à projeter comprenant un moyen de génération d’un courant gazeux P connecté au dispositif de préparation d'un produit d’isolation à base de laine selon l’une des revendication précédentes, ledit moyen de génération d’un courant gazeux P étant apte à fournir un courant gazeux dans lequel des flocons de laine sont mélangés.
18. Système selon la revendication précédente, dans lequel ladite enceinte est agencée pour qu’un second tuyau puisse être connecté à l’ouverture de sortie.
19. Système d'isolation à projeter suivant les revendications 17 ou 18, dans lequel le produit d’isolation (L) présente une densité d'environ 5 à 15 kg/m3 pour des produits à base de laine de verre et d'environ 15 à 50 kg/m3 pour des produits à base de laine de roche.
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