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"structure en filaments de verre et procédé de fabrication de celle-ci".
L'invention se rapporte à une structure en filaments de verre, pour envelopper au moins partiellement un élément constitutif d'isolation thermique, et à un procédé pour sa fabrication.
Des structures en filaments de verre de ce genre servent, dans une utilisation préférée, à l'enveloppement d'une isolation thermique entre un noyau d'accumulation de chaleur et un boîtier d'un dispositif électrique à accumulation de chaleur. Pour des avantages en principe égaux, la structure en filaments de verre peut être cependant utilisée également pour envelopper des éléments constitutifs d'isolation thermique dans d'autres dispositifs de chauffage, par exemple dans des chaudières de chauffage à mazout ou à gaz. En général, elle est agencée entre l'enveloppe du milieu chauffant, qui entoure la chambre de combustion, et une enveloppe externe.
Des structures en filaments de verre connues pour envelopper un élément constitutif d'isolation thermique, par exemple sous la forme d'un sac en filaments de verre ont existé en filaments de verre normal.
Celui-ci subit lors de sollicitations de température audessus d'une température limite (approximativement 650 C) un processus de transformation qui amène, après refroidissement, à la fragilisation des filaments de verre. Ces structures en filaments de verre connues peuvent tomber en morceaux déjà après un chauffage unique au-delà de leur température de transformation. Par cela, l'optique de l'élément constitutif d'isolation
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thermique souffre considérablement, d'autant plus que l'utilisateur conclut à une mauvaise qualité du matériau en présence d'une isolation thermique déjà détruite après une courte utilisation.
Lors du processus de transformation de la structure en filaments de verre, il y a en plus de la fragilisation une modification non souhaitée des propriétés thermiques et physiques du matériau. En particulier, les structures en filaments de verre connues, en verre normal, perdent leur fonction propre, qui est l'enveloppement et en particulier la stabilisation de l'isolation thermique, déjà largement après un cycle unique de chauffe et de refroidissement.
Il est connu que du verre résistant à des températures élevées, par exemple du verre de quartz, est pratiquement insensible à des variations de température dans la zone de température concernée par l'isolation thermique. Le verre de quartz est cependant très cher et ne peut être que faiblement sollicité mécaniquement.
L'invention a en conséquence pour but de mettre à disposition une structure en filaments de verre, du genre cité au début, qui peut être fabriquée avec un coût limité et qui a une résistance supérieure par rapport à des sollicitations d'utilisation en exploitation d'éléments constitutifs d'isolation thermique.
Ce problème est résolu suivant l'invention par le fait que la structure en filaments de verre est constituée par au moins deux fils en filaments de verre reliés mécaniquement l'un à l'autre, par exemple torsadés, maillés et/ou tissés, et de matières différentes dont l'une est une matière en filaments de verre résistant à des températures élevées, par exemple du verre de quartz, et l'autre est une matière en filaments de verre résistant moins à la température.
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Le procédé suivant l'invention se distingue par le fait que plusieurs fils séparés dont au moins un est résistant aux températures élevées sont torsadés ou tressés en un fil composite. En variante, un fil séparé résistant à des températures élevées peut être maintenu droit et être enveloppé par plusieurs autres fils séparés en verre normal.
Dans le cas de la structure en filaments de verre suivant l'invention et du procédé pour leur fabrication, on ne renonce donc pas à des fils en filaments de verre normal ; on intègre cependant en plus quelques, de préférence peu de, fils en verre de quartz dans la structure de filaments. Ces fils en verre de quartz forment"la colonne vertébrale"de la structure en filaments de verre. La liaison mécanique des différents fils en filaments de verre conduit à ce que la structure en filaments de verre tient ensemble également après plusieurs processus de chauffe et maintient sensiblement son aspect.
Les coûts de la structure en filaments de verre restent dans des limites ; la partie importante des fils est constituée de verre normal bon marché et seule une portion des fils en filaments de verre est formée par du verre de quartz coûteux. La capacité de sollicitation mécanique est sensiblement déterminée par les propriétés favorables des fils de verre normal. A ce point, dans le cas de l'invention, les propriétés thermiques avantageuses de fils en verre de quartz sont réunies aux propriétés mécaniquement avantageuses de fils en verre normal.
Un développement avantageux de l'invention est caractérisé par le fait que la structure en filaments de verre est constituée de fils composites qui présentent plusieurs fils séparés torsadés ou tressés l'un avec l'autre et dont au moins un est résistant à des températures élevées. Avec ces fils composites
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peuvent être donc fabriquées des structures en filaments de verre dans lesquelles le fil en filaments de verre, résistant à des températures élevées, peut être réparti, par la formation de torsades ou par le tressage précédent des fils séparés différents, automatiquement régulièrement sur toute la structure en filaments de verre.
Une autre forme de réalisation consiste en ce que les fils composites présentent un fil central qui s'étend au milieu, qui résiste à des températures élevées et qui est entouré de plusieurs fils séparés en verre normal.
Une forme de réalisation préférée de l'invention se situe dans la réalisation sous la forme d'une structure tissée. Lors du tissage, un fil de chaîne en filaments de verre normal est remplacé à des distances régulières par un fil de chaîne résistant à des températures élevées. Ainsi il y a une structure en filaments de verre dans laquelle par exemple chaque énième fil de chaîne est résistant à des températures élevée et, entre chaque fois deux fils de chaîne voisins résistant à des températures élevées, il y a plusieurs fils de chaîne en verre normal. D'une manière similaire, chaque émième fil de trame peut également être remplacé par des filaments de verre résistant à des températures élevées.
Une mesure importante de stabilité est obtenue finalement lorsque tant chaque énième fil de chaîne qu'également chaque émième fil de trame sont constitués par des filaments de verre résistant à des températures élevées.
Alors des fils séparés ou également des fils composites peuvent être utilisés dans le dessin correspondant de fils de chaîne ou de fils de trame.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples
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non limitatifs, le procédé et des formes de réalisation de la structure suivant l'invention.
La figure 1A montre une vue latérale schématique d'un fil composite torsadé comportant un fil central en verre de quartz.
La figure 1B montre une vue en coupe agrandie le long de la ligne de coupe I-I de la figure 1A.
La figure 2A montre un schéma de structure d'une structure de tissu en filaments de verre suivant un exemple de réalisation de l'invention.
La figure 2B montre une vue en coupe le long de la ligne de coupe II-II de la figure 2A.
Le fil composite 1, représenté schématiquement à la figure 1, est constitué d'un fil en verre de quartz central 11 ainsi que de fils en verre 12 et 13 externes entourant celui-ci en une forme de boudin. Des fils en verre externes, seul un (12) est réalisé en verre de quartz tandis que les six autres (13) sont constitués de verre normal bon marché.
Dans des exemples de réalisation de variante, seul un des fils de la corde de fils doit être réalisé en verre de quartz ou en une autre matière semblable à du verre et résistant à des températures élevées ou bien un ou plusieurs fils en verre de quartz sont torsadés ou tressés suivant différents dessins avec des fils en verre normal. Pour des raisons économiques (coûts des matières) la mise en oeuvre de fils en verre de quartz devrait être minimisée.
La figure 2 montre un exemple de réalisation d'une structure en filaments de verre suivant l'invention, sous la forme d'un tissu 2. Dans ce tissu, régulièrement chaque fois quatre fils de trame 21 en verre normal sont agencés de façon alternée avec un fil de trame 22 en verre de quartz et quatre fils de chaîne 23 en verre normal sont agencés de façon alternée avec un fil de chaîne 24 en verre de quartz. Dans une forme de
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réalisation de variante, des fils de chaîne et/ou des fils de trame séparés peuvent également être constitués de fils composites conformément à la forme de réalisation suivant la figure 1A. Il en résulte alors les fils de chaîne et les fils de trame 22 et 24, relativement épais, qui sont représentés dans le dessin suivant la figure 2 et qui sont agencés entre ces fils séparés 21 et 23 en verre normal.
Il vaut également dans le cas de l'exemple de réalisation suivant la figure 2 le principe que, dans l'intérêt d'une fabrication à un coût favorable, la mise en oeuvre d'une matière en filaments de verre résistant à des températures élevées, par exemple des fils en verre de quartz, est limitée à la mesure qui est absolument nécessaire pour la formation d'un canevas assurant la cohésion.
Pour le parcours des fils de chaîne et des fils de trame ou pour la réalisation de la structure d'un tissu ou d'un tricot, aucune autre limite que pour des structures en filaments de verre usuelles, en verre normale n'est posée pour l'invention.
Comme cela découle de la figure 2B, une coupe le long de la ligne de coupe II-II de la figure 2A, il s'agit dans le cas du tissu décrit, d'un produit en genre de sac comportant une paroi antérieure et une paroi postérieure et qui entoure, dans le cas d'une utilisation d'exploitation, au moins un élément constitutif d'isolation thermique. D'un autre côté, la structure de tissu suivant la figure 2B peut également être mise en oeuvre sous la forme d'une structure à plusieurs couches, aucune limite n'étant posée pour le nombre des couches.
Lorsque les fils séparés 21 et 23 constitués de verre normal se rompent totalement ou partiellement après un ou plusieurs cycles de chauffe, les fils de trame et les fils de chaîne 22 et 24 résistant à des températures élevées maintiennent à la manière d'un
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canevas toute la structure tissée et veillent à ce que l'élément constitutif d'isolation thermique reste entouré. Sans ces fils 22 et 24 en genre de canevas et constitués de verre de quartz résistant à la chaleur, tout l'enveloppement se détacherait de l'isolation thermique à protéger.
De nombreuses variantes sont possibles dans le cadre du concept de l'invention. Ainsi, le principe de l'invention, c'est-à-dire l'utilisation alternée de fil en verre normal et de fil en verre de quartz, peut trouver une utilisation dans le cas d'autres éléments constitutifs en verre composite, ainsi par exemple dans le cas de structures de paroi à une couche, par exemple des nattes, ou dans le cas de plaques d'isolation thermique sous la forme de bandes de protection d'arête collées, qui recouvrent de façon à les protéger des arêtes de coupe.
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"glass filament structure and method of making the same".
The invention relates to a structure made of glass filaments, for at least partially enveloping a constituent element of thermal insulation, and to a process for its manufacture.
Glass filament structures of this kind serve, in a preferred use, for wrapping thermal insulation between a heat storage core and a housing of an electric heat storage device. For advantages in principle equal, the glass filament structure can however also be used to wrap constituent elements of thermal insulation in other heating devices, for example in oil or gas heating boilers. In general, it is arranged between the envelope of the heating medium, which surrounds the combustion chamber, and an external envelope.
Structures made of glass filaments known for wrapping a constituent element of thermal insulation, for example in the form of a bag made of glass filaments have existed in normal glass filaments.
This undergoes during temperature stresses above a limit temperature (approximately 650 C) a transformation process which leads, after cooling, to the embrittlement of the glass filaments. These known glass filament structures can fall apart already after a single heating beyond their transformation temperature. By this, the optics of the insulation component
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thermal suffers considerably, especially since the user concludes that the material is of poor quality in the presence of thermal insulation already destroyed after a short use.
During the process of transforming the structure into glass filaments, there is in addition to embrittlement an undesired modification of the thermal and physical properties of the material. In particular, the known glass filament structures, made of normal glass, lose their own function, which is the envelopment and in particular the stabilization of the thermal insulation, already largely after a single heating and cooling cycle.
It is known that glass resistant to high temperatures, for example quartz glass, is practically insensitive to temperature variations in the temperature zone concerned by thermal insulation. Quartz glass is, however, very expensive and can only be mechanically stressed slightly.
The invention therefore aims to provide a structure of glass filaments, of the kind mentioned at the beginning, which can be manufactured with a limited cost and which has a higher resistance compared to stresses of use in operation of 'constituent elements of thermal insulation.
This problem is solved according to the invention by the fact that the glass filament structure is constituted by at least two glass filament wires mechanically connected to each other, for example twisted, meshed and / or woven, and of different materials, one of which is a glass filament material resistant to high temperatures, for example quartz glass, and the other is a glass filament material which is less resistant to temperature.
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The process according to the invention is distinguished by the fact that several separate wires, at least one of which is resistant to high temperatures, are twisted or braided into a composite wire. Alternatively, a separate wire resistant to high temperatures can be kept straight and wrapped by several other separate wires made of normal glass.
In the case of the structure made of glass filaments according to the invention and of the process for their manufacture, therefore, yarns made of normal glass filaments are not given up; however, some, preferably few, quartz glass strands are integrated into the filament structure. These quartz glass strands form the "backbone" of the glass filament structure. The mechanical connection of the various glass filament yarns leads to the fact that the glass filament structure also holds together after several heating processes and substantially maintains its appearance.
The costs of the glass filament structure remain within limits; the major part of the strands is made of inexpensive normal glass and only a portion of the strands of glass filaments is formed by expensive quartz glass. The mechanical loading capacity is significantly determined by the favorable properties of the normal glass strands. At this point, in the case of the invention, the advantageous thermal properties of quartz glass wires are combined with the mechanically advantageous properties of normal glass wires.
An advantageous development of the invention is characterized in that the glass filament structure consists of composite wires which have several separate wires twisted or braided with each other and at least one of which is resistant to high temperatures . With these composite wires
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glass filament structures can therefore be produced in which the glass filament wire, resistant to high temperatures, can be distributed, by the formation of twists or by the previous braiding of different separate wires, automatically regularly over the entire structure in glass filaments.
Another embodiment is that the composite wires have a central wire which extends in the middle, which withstands high temperatures and which is surrounded by several separate wires made of normal glass.
A preferred embodiment of the invention is in the embodiment in the form of a woven structure. During weaving, a warp yarn made of normal glass filaments is replaced at regular distances by a warp yarn resistant to high temperatures. Thus there is a glass filament structure in which for example each umpteenth warp yarn is resistant to high temperatures and, between each two neighboring warp yarns resistant to high temperatures, there are several glass warp yarns normal. Likewise, each ith weft yarn can also be replaced by glass filaments resistant to high temperatures.
An important measure of stability is finally obtained when both each umpteenth warp yarn and also each umpteenth weft yarn consist of glass filaments resistant to high temperatures.
Then separate threads or also composite threads can be used in the corresponding design of warp threads or weft threads.
Other details and particularities of the invention will emerge from the secondary claims and from the description of the drawings which are annexed to the present specification and which illustrate, by way of examples
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non-limiting, the method and embodiments of the structure according to the invention.
Figure 1A shows a schematic side view of a twisted composite wire having a central quartz glass wire.
Figure 1B shows an enlarged sectional view along the section line I-I of Figure 1A.
FIG. 2A shows a structural diagram of a structure of glass filament fabric according to an exemplary embodiment of the invention.
Figure 2B shows a sectional view along the section line II-II of Figure 2A.
The composite wire 1, shown diagrammatically in FIG. 1, consists of a central quartz glass wire 11 as well as external glass wires 12 and 13 surrounding the latter in the form of a rod. External glass wires, only one (12) is made of quartz glass while the other six (13) are made of inexpensive normal glass.
In alternative embodiments, only one of the wires of the wire cord must be made of quartz glass or of another material similar to glass and resistant to high temperatures, or else one or more wires of quartz glass are twisted or braided according to different designs with normal glass threads. For economic reasons (material costs) the use of quartz glass wires should be minimized.
FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a structure made of glass filaments according to the invention, in the form of a fabric 2. In this fabric, regularly each time four weft threads 21 of normal glass are arranged alternately with a weft thread 22 in quartz glass and four warp threads 23 in normal glass are arranged alternately with a warp thread 24 in quartz glass. In a form of
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variant embodiment, warp threads and / or separate weft threads can also consist of composite threads in accordance with the embodiment according to FIG. 1A. This then results in the warp threads and the weft threads 22 and 24, which are relatively thick, which are shown in the drawing according to FIG. 2 and which are arranged between these separate threads 21 and 23 made of normal glass.
It is also valid in the case of the exemplary embodiment according to FIG. 2 the principle that, in the interest of manufacture at a favorable cost, the use of a glass filament material resistant to high temperatures , for example quartz glass wires, is limited to the measure which is absolutely necessary for the formation of a framework ensuring cohesion.
For the course of warp and weft threads or for the realization of the structure of a fabric or knitted fabric, no other limit is set for normal glass filaments, in normal glass for the invention.
As follows from FIG. 2B, a section along the section line II-II of FIG. 2A, it is, in the case of the fabric described, a bag-like product comprising an anterior wall and a rear wall and which surrounds, in the case of operational use, at least one component of thermal insulation. On the other hand, the fabric structure according to FIG. 2B can also be implemented in the form of a structure with several layers, no limit being set for the number of layers.
When the separate threads 21 and 23 made of normal glass break completely or partially after one or more heating cycles, the weft threads and warp threads 22 and 24 resistant to high temperatures maintain in the same way as a
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canvas the entire woven structure and ensure that the component of thermal insulation remains surrounded. Without these wires 22 and 24 in the form of a canvas and made of heat-resistant quartz glass, the entire wrapping would detach from the thermal insulation to be protected.
Many variants are possible within the concept of the invention. Thus, the principle of the invention, that is to say the alternating use of normal glass wire and quartz glass wire, can find use in the case of other constituent elements in composite glass, as well for example in the case of single-layer wall structures, for example mats, or in the case of thermal insulation plates in the form of glued edge protection strips, which cover so as to protect them from edges of chopped off.