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" Perfectionnements apportés aux fours électriques, notam- ment aux fours à induction ".
L'invention est relative aux fours électriques et elle concerne plus spécialement (parce que o'est dans leur cas que son appliation pa- rait devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ceux-ci, les fours électriques à induction sans circuit ferro-magnétique ou à couplage lâohe entre le système inducteur et la masse à chauffer.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, les appareils du genre en question, qu'ils soient d'un meilleur rendement au point de vue électrique, tout en étant de constitution simple et robuste et de per- mettre leur alimentation par des courants usuels des réseaux de distri- bution d'électricité.
Elle consiste , principalement, à agencer le système inducteur de manière qu'il comporte deux parties, dont l'une est fixe et consiste en un enroulement, disposé d'une façon analogue à celui d'une machine électrique et alimenté par la source d'électricité et dont l'autre par- tie est mobile et agenoée de manière telle, que l'aotion combinée des- cLites parties induise dans la masse à chauffer des courants de Fouoault
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et, en outre, que le courant débité par la source soit tel, que le fac- teur de puissance de cette dernière soit très élevé.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et oe à titre de produits industriels nouveaux les fours électriques comportant application de ces mêmes dis- positions, les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les installations comportant de semblables fours.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui sait, ainsi que du dessin oi-annexé, les- quels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig. 1 de ce dessin montre, en coupe verticale, un four électrique réalisé conformément à l'invention.
La fig. 2 montre, en vue de dessus, le four représenté à. la fig. 1.
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La fig. 3 montre, sohématiquement,l'agenoement de l'enroule- ment, après développement de celui-ci.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux de mes modes de réalisation, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférenoe, à supposer qu'on veuille établir un four électrique à induction alimenté par un courant alternatif fourni par un réseau industriel, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
Concernant.d'abord, lea matières à chauffer, celles-ci peuvent être disposées coma dans l'exemple représenté, dans un creuset 1 de forme approximativement cylindrique et placé au centre de l'appareil or un socle s.
Concernant, ensuite, le système inducteur, oelui-oi comporte deux parties, à savoir : une, partie fixe disposée à proximité dudit creuset, et constituée
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par un enroulement inducteur analogue à l'enroulement d'armature d'une machine électrique et pouvant, comme dans l'exemple représenté, comprendre les barres conductrices 1 -disposées à proximité et parallèlement aux génératrices du creuset, lesdites barres étant connectées électriquement entre elles d'une manière appropriée et ainsi qu'il est de règle dans le cas des machines à courant alternatif mono ou polyphasés;
les connexions électriques entre les diverses barres ou groupes de barres pouvant être telles, que l'enroulement soit ondulé, ainsi que re- présenté sur la fig. 3, et soit alimenté par un courant, fourni par une source d'énergie appropriée et après interposition d'appareils de manoeu- vre et de mesure usuels (non représentés); la fréquence des courants alternatifs étant celle des réseaux de dis- tribution ordinaires, par exemple 50 périodes par seconde;
les barres ou groupes de barres Jb pouvant être séparés par des plaques de tôle .8 dans le but de diminuer la réluctance des circuits magnétiques, les. barres b, en étant parallèles aux génératrices du creuset cy- lindrique, développant dans la masse à chauffer des flux magnétiques, sen- siblement normaux à l'axe du creuset, contrairement à ce qui se produit pour les enroulements ordinaires, en hélice ou en spirale, pour lesquels les flux produits sont sensiblement parallèles à l'axe du creuset;
le couplage lâche existant entre la masse à chauffer et le circuit des courants d'alimentation produisant nécessairement dans les courants débités par la source d'énergie électrique une composante magnétisante ou déwattée considérable par rapport à la composante utile ou wattée, le facteur de puissance étant par conséquent, très faible'dans le cas où l'on utiliserait, sans plus, une telle disposition;
et une partie mobile dont la fonction est de réduire ou même annuler la composante déwattée ou magnétisante spécifiée ci-dessus, ladite partie pouvant être constituée par un rotor ayant, dans l'exem- ple représenté sur les figures, la forme d'une oulasse annulaire .0 , dis- posée extérieurement par rapport au creuset a et l'enroulement fixe Jb , ladite oulasse portant un certain nombre d'électro-aimants radiaux oompor- ..tant des bobines excitaricees d, excites par un courant oontinu fourni
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par une source électrique indépendante (non représentée);
la calasse reposant, par l'intermédiaire d'une couronne à billes ± sur une plaque annulaire f , fixée qu socle S , après interposition d'une plaque de bronze ..± ; l'alimentation des bobines excitatrices 4 ayant lieu par l'inter- médiaire des bagues i et i' portées par la culasse c sur lesquelles appuient les balais m , m' reliés à la source électrique à oourant oon- tinu.
Le système inducteur tel que spécifié et représenté, plus par- ticulièrement, comprend les divers éléments essentiels d'un moteur à cou- rant alternatif du type synchrone et ne diffère de ce dernier que par la disposition du rotor extérieurement par rapport au stator.
En faisant abstraction du creuset et des matières qu'il contient, l'ensemble formé par le système inducteur est constitué et fonctionne comme un moteur synchrone ordinaire et quand le rotor tourne à la vitesse normale, correspondant au synchronisme, il suffit, après avoir introduit le creuset oontenant les matières à chauffer dans le système inducteur, de régler convenablement le oourant d'excitation pour annuler la composante déwattée du oourant débité par la source.
Pour amener le rotor à tourner à sa vitesse normale qui, ensuite, reste constante, comme étant uniquement fonction de la fréquence, on uti- lise les moyens d'un usage courant dans le cas des moteurs synchrones.
Le facteur de puissance d'un tel four peut être réglé à volonté, en faisant varier le courant d'excitation fourni au rotor, ledit facteur étant maximum quand la composante déwattée du circuit inducteur est annulée;
En suite de quoi on obtient un four électrique, dont le fonction- nement est suffisamment évident pour qu'il soit inutile d'entrer à son sujet dans aucune explication supplémentaire, ce four présentant, sur ceux préconisés antérieurement, donc d'une part sur ceux alimentés par un cou- rant alternatif à fréquence anormalement basse et, d'autre part, sur ceux à haute fréquence, ces avantages :
@ qu'il permettent d'atteindre des rendements très élevés, car il n'y @ a des pertes d'énergie appréciables que par effet Joule dans le système Inducteur, ces pertes pouvant d'ailleurs être réduites à un faible
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pourcentage de la puissance, que le facteur de puissance est très élevé, que l'installation est très économique et peu encombrante, puisqu'elle ne comporte peu de systèmes générateurs ou convertisseurs, qu'ils ne nécessitent pas de courants à haute tension.
Comme il va de soi,et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'appli- cation, non plue qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse, au contraire, tou- tel les variantes, notamment : celles où,pour constituer le système induoteur comprenant l'enroule- ment fixe et un élément mobile, utilisé concurremment avec ledit enroule- ment dans le sens spécifié plus haut, on aurait recours à la disposition et'les éléments essentiels intervenant dans la constitution d'une maohine électrique à collecteur d'un type approprié, alimentéeen oourant continu ou en courant alternatif, celle où l'élément mobile serait entraîné constamment par un moteur auxiliaire.
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"Improvements made to electric ovens, especially induction ovens".
The invention relates to electric ovens and it relates more especially (because it is in their case that its application should be of the greatest interest), but not exclusively, among these, electric ovens. induction without ferro-magnetic circuit or with loose coupling between the inductor system and the mass to be heated.
Its aim, above all, is to make such devices of the kind in question, that they are of better performance from the electrical point of view, while being of simple and robust constitution and to allow their power supply by usual currents in electricity distribution networks.
It consists, mainly, in arranging the inductor system so that it has two parts, one of which is fixed and consists of a winding, arranged in a manner similar to that of an electrical machine and supplied by the source of electricity and the other part of which is mobile and agenated in such a way that the combined aotion of these parts induces in the mass to heat Fouoault currents
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and, moreover, that the current delivered by the source is such that the power factor of the latter is very high.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions, which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to certain modes of application, as well as certain embodiments of said provisions; and it relates more particularly still, and oe as new industrial products, to electric ovens comprising application of these same provisions, to the special elements and tools specific to their establishment, as well as to installations comprising similar ovens.
And it can, in any case, be well understood with the aid of the additional description who knows, as well as the accompanying drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
Fig. 1 of this drawing shows, in vertical section, an electric oven produced in accordance with the invention.
Fig. 2 shows, in top view, the oven shown at. fig. 1.
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Fig. 3 shows, schematically, the arrangement of the winding, after its development.
According to the invention, and more particularly according to that of its modes of application, as well as those of my embodiments, to which it seems that it is necessary to grant the preference, assuming that one wishes to establish an oven electric induction powered by an alternating current supplied by an industrial network, the procedure is as follows, or similar.
As regards firstly, the materials to be heated, these can be placed in the example shown, in a crucible 1 of approximately cylindrical shape and placed in the center of the apparatus or a base s.
Regarding, then, the inductor system, oelui-oi has two parts, namely: a fixed part disposed near said crucible, and constituted
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by an inductor winding similar to the armature winding of an electric machine and being able, as in the example shown, to include the conductive bars 1 -disposed near and parallel to the generatrices of the crucible, said bars being electrically connected to each other in an appropriate manner and as is the rule in the case of single or polyphase alternating current machines;
the electrical connections between the various bars or groups of bars can be such that the winding is corrugated, as shown in FIG. 3, and is supplied by a current, supplied by an appropriate energy source and after the interposition of customary operating and measuring devices (not shown); the frequency of the alternating currents being that of ordinary distribution networks, for example 50 periods per second;
bars or groups of bars Jb can be separated by sheet metal plates .8 in order to reduce the reluctance of the magnetic circuits, the. bars b, being parallel to the generatrices of the cylindrical crucible, developing in the mass to be heated magnetic fluxes, substantially normal to the axis of the crucible, unlike what occurs for ordinary windings, in helix or in spiral, for which the product flows are substantially parallel to the axis of the crucible;
the loose coupling existing between the mass to be heated and the circuit of the supply currents necessarily producing in the currents delivered by the source of electrical energy a magnetizing or dewatted component which is considerable with respect to the useful or watted component, the power factor being therefore, very low in the event that such an arrangement is used without more;
and a movable part whose function is to reduce or even cancel the dewatted or magnetizing component specified above, said part possibly being constituted by a rotor having, in the example shown in the figures, the shape of an oulasse annular .0, arranged externally with respect to the crucible a and the fixed winding Jb, said oulasse carrying a certain number of radial electromagnets comprising excitarice coils d, excited by a continuous current supplied.
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by an independent electric source (not shown);
the calasse resting, by means of a ball crown ± on an annular plate f, fixed to the base S, after interposition of a bronze plate .. ±; the supply of the exciter coils 4 taking place by means of the rings i and i 'carried by the yoke c on which the brushes m, m' are supported, connected to the continuous current electric source.
The inductor system as specified and shown, more particularly, comprises the various essential elements of an AC motor of the synchronous type and differs from the latter only in the arrangement of the rotor outwardly with respect to the stator.
Leaving aside the crucible and the materials it contains, the assembly formed by the inductor system is constituted and operates like an ordinary synchronous motor and when the rotor rotates at normal speed, corresponding to synchronism, it suffices, after having introduced the crucible oontaining the materials to be heated in the inductor system, to properly adjust the excitation current to cancel the wattage component of the current delivered by the source.
In order to cause the rotor to turn at its normal speed which then remains constant, as being only a function of the frequency, the means of current use in the case of synchronous motors are used.
The power factor of such a furnace can be adjusted at will, by varying the excitation current supplied to the rotor, said factor being maximum when the dewatted component of the inductor circuit is canceled;
As a result of which an electric oven is obtained, the operation of which is sufficiently obvious that it is unnecessary to enter into any additional explanation about it, this oven having, on those previously recommended, therefore on the one hand on those supplied by an alternating current at an abnormally low frequency and, on the other hand, those at high frequency, these advantages:
@ that they make it possible to achieve very high yields, because there are @ appreciable energy losses only by the Joule effect in the Inductor system, these losses can moreover be reduced to a low
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percentage of the power, that the power factor is very high, that the installation is very economical and not cumbersome, since it does not include a few generator or converter systems, and they do not require high voltage currents.
As goes without saying, and as moreover already emerges from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, not more than those of the embodiments of its various. parts, having been more especially indicated; it embraces, on the contrary, all the variants thereof, in particular: those where, to constitute the induotor system comprising the fixed winding and a movable element, used concurrently with said winding in the direction specified above, one would have recourse to the arrangement and 'the essential elements involved in the constitution of an electric maohine with collector of an appropriate type, supplied by direct current or alternating current, that where the mobile element would be constantly driven by an auxiliary motor.