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PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS A INDUSTION.
Les fours à induction se composent, en l'état actuel de leur construction, d'un simple circuit primaire en forme de adénoïde entourant la matière à chauffer placée dans un creuse approprié. Le circuit magnétique se ferme entièrement dans l'ai: La fréquence employée Tarie de quelques dizaine@ de périodes pa seconde à plusieurs dizaines de milliers. Lee inconvénient@ de cette disposition sont nombreux.
Le flux magnétique se ferme dans l'air,mais il tra- verse les corps voisins, de préférence les corps magnétiques.Il en résulte une baisse de rendement et une baisse de facteur de puissance. Il est presque impossible de blinder les loure. il est difficile de les rendre oscillante ou basculants, et en gén ral mobiles car cela implique un appareillage mécanique que Tien Iraient traverser les lignes ne force.
La présente invention remédie à ces inconvénients; elle consiste à disposer des noyaux magnétiques de fer à l'exte rieur du circuit primaire du four de manière à diriger le flux et à réduire la réluctance du circuit magnétique sensiblement
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à celle de l'air data) la partie à chauffer. Alors que des noyaux magnétiques de fer seraient gênants au centre du four qui est re servé à un or eu* et de forme simple, leur présence à J'extérieur du adénoïde primaire ne présente aucun inconvénient.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple diffé- rentes fora * de réalisation de l'invention.
La fig. I est une coupe en élévation du four à induo- t ion.
La fig. 2 *et une coups horizontale suivant 2-2 de la fig. I .
Les fig. 3 à 7, des coupes en élévation de variantes de four.
Les fig. 8 à 13, des coupes horizontales d'antres variantes de four.
La fig. 14, une coups verticale d'un four alimenté par un enroulement primaire divisé.
Lafig. 15, une ooupe horizontale d'un four soumis à un flux alternatif.
La fig. 16,une coupe horizontale schématique d'une variante avec flux tournant.
La fig. 17, une coupe verticale d'une autre variante à flux tournant.
La fig. 18, une coupe vertical* d'un four à chauffage localité.
La fig. 19, une coupe verticale d'un four avec écran conducteur non magnétique.
Dana la forme de réalisation des fig. I et 2. à l'ext@ rieur de l'hélioe primaire a sont disposé* un on plusieurs systè- mes de noyaux magnétique@ laminée F. On voit que la réluctance di circuit magnétique sera réduite à celle de l'air sur la hauteur du creuset ou très peu plus, la réluctance du fer pouvant facile- ment Stre rendue négligeable même pour des fréquences un peu éle- vées en conservant mouvant le** épaisseur* de tôles normal** de
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la pratiqua.
Cela permet notamment de faire des four* de grand diamètre et e faible hauteur si on le désire. au lieu de se li- miter, cornue on l'a lait jusqu'ici, à une réalisation approcha* de oe qu'on =tend couramment par un adénoïde long.
On peut d'ailleurs supprimer en tout ou en partie la brancha intérieure ? du circuit magnétique. De mime on peut pro- longer le circuit magnétique à la partie supérieure avec des parties telles que F2, que l'on peut arrêter en F3 afin de ne pa@ gêner l'examen du creuset; on peut aussi rendre les parties F2 solidaires en tout ou en partie du couvercle F4. Le blindage @ et les corps extérieurs sont ainsi à l'abri de toute induction gênante.
Un tel four est ainsi rendu solide et on voit immédia- tement qu'on peut le transporter, faire osciller, basculer comme on le désire .
Au lieu d'un transformateur cuirassé on pourrait em- ployer un transformateur à colonnes comme le reprenant@ schéma- tiquement la fig. 3, ce transformateur comporte en réalité trois colonnes, deux! pour le primaire et une B constituée par la ma- tière à traiter ou le creuset pour le secondaire. Ce transforma- teur pourrait être ramené à deux colonnes comme le montre la fig. 4.
Dans ces deux dernières formes d'exécution,la distance entre lea circuits inducteur et induit étant en général considé- rable, le facteur de puissance est encore plus réduit que dans le cas des fig. I et 2; souvent il peut même devenir inadmissible
On peut remédier à cet inconvénient en combinant cette disposition avec celle que @es demandeurs ont décrits dans leur demande de brevet déposée le même jour pour ''Perfectionnements aux fours à induction à noyau magnétique." - La fig. 5 du dessin annexé représente une combinaison de ce genre.
Dams oe cas le circuit inducteur est constitué par une ou plusieurs grosses spires Ç entourant le creuset B à ohauffer et est alimenté à très basse tension par une ou plusieurs spires supplémentaires D
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disposées autour uc l'enroulement primaire E. Le circuit magné- tique ± peut être complété comme le montre la fig. 6 de manière à embrasser les enroulements D et E.
Avec une telle disposition ou des dispositions analo- gues, on peut, au lieu d'un seul système de spires C D, disposer plusieurs systèmes C1 C2 C3, D1 D2 D3 @ pava**** (fig. 7) @otamment repartir les spires C1 C2 C3 sur la hauteur du oreu- set. E@ faiam.t varier la proportion du courant total dans oha- cun des systèmes CI C2 C3 D1 D2 D3, employant pour cela toutes les dispositions électriques connues, on variera également la proportion des courante induite dans telle ou telle portion de la hauteur du creuset.
Il est évident d'ailleurs que le creuset à chauffer peut occuper une position quelconque de-ne le champ magnétique.
La fig. 8 montre en plan une disposition analogue à celle de l@ fig. 4 dane laquelle le creuset est place perpendiculairement @ l'entrefer. Maie là également le facteur de puissance est ré- duit par la forte dispersion entre le primaire 3 et le secon- daire B.
On peut remédier à cet inconvénient en disposant l'en roulement primaire E tout près du creuset B comme le montrent les fig. 9,10,et II. Comme les spires de l'enroulement E se- raient gênantes pour le déplacement du areuset, on peut aispo- ser le circuit magnétique de manière à permettre de l'ouvrir pour l'enlèvement ou la mise en place du creuset. On peut par exemple l'articuler autour d'un axe G.
On peut également constituer le circuit inducteur C par une ou plusieurs grosses spires alimentées à très basse te sion, le primaire se trouvant en! (fig. 12).
On peut aussi réaliser une disposition analogue à celle de la fig. 5, avec creuset B rectangulaire par exemple (fig. la) et articulation en G d'une partie du oirouit magnéti que pour permettre le déplacement du creuset.
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L'addition partielle de @er daua le circuit magnétiqu permet d' opérer l'alimentation polyphasé* contrairement à oe qui est avec les formée de fours actuel@ à circuit magnétique insuffisamment dirigé. Sur la fig. 14. le circuit primaire est divisé en trois section@ B1 E2 E3, tandis que les noyaux magné tiques amoroent la forme de trois circuits magnétiques L1 L2 1 Au lieu de trois sections on pourrait en adopter un nombre que conque.
Avec la disposition de la fig. 14, on peut alimenter en triphasé, mais oe qui est le plus intéressant pour les tra- vaux à e@@ectuer on peut alimenter d'une manière générale par trois (ou tout autre nombre) circuits spéarés, de même phase ou non, et réglables à volonté. Il est ainsi possible de conce trer la chaleur plutôt en telle ou telle partie du creuset, à un moment choisi des opérations, oe qui est quelquefois très important.
La disposition représentée figure 15 est une variante de celle ae la fig. 9 ; le flux qui traverse le creuset B est u flux alternatif. On peut alimenter en polyphasé, en triphasé, par exemple, et induira dans le creuset au moyen d'un flux tou nant selon la fig. 16 où ! est un stator de moteur asynchrone ou d'alternateur avec encoches et enroulement internes (non fi gurés)et B le creuset du four à induction.
Dans la forme d'exécution de la fig. 17, qui montre une coupe verticale faite par l'axe du stator H, le creuset es constitué par une spire mince B au centre de laquelle est disp sé un noyau de fer K@ Cette spire est le siège de Courante in- duits par le flux tournant issu du stator H. un peut obtenir ainsi un four triphasé équilibré. L e métal fondu en B prend u mouvement de rotation sous l'influence de ce flux. Gras* à des dissymétries dans la section du creuset B on peut provoquer un circulation entre un réservoir supérieur L et le creuset B.
La Constitution de fours continue est aussi très inté ressente. La fig. 18 représente un four continu sous la forme par exemple, d'un long cylindre vertical B. Le chauffage
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doit se fuire BaD8 la région 101; en 0 ..t la matière en attent il1trol1uU.e .u ; 1 est la matière ayant réagi. que l'on Bort pur lu trappe t soit 4'une manière absolument oont1nUe, soit intervalle.. On peut faire passer pilleur. matières,on particulier dos solide@ et (Les gaz allant dune 1. même ... ou ..:1.1 sono inverse, avec des r6anpdrations ae chaleur de façon bien ooimue.
On peut vouloir chauffer la partie 1S par induction au moyeu d'1W8 hélice 9 parcourue par un courant de haute gré- queue* la matière étant conductrice ou seulement la paroi du four.
L'objet de la présente invention permet une réalisa- tion plu. facile de ce type de fours puisqu'on peut diriger 1 flux magnétique vers la partie MN seulement, ave quelques no yaux F ; on peut faire, si on le veut, plusieurs zones de chau
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tage à diverses dietanoes le. une@ dea autres ou ee touobaDt cornu, sur la f1g. 14 en mime temps on peut disposer un blinde de tôles t.
Celà sera particulièrement intéressant dam le 0&8 d fours totatifs plus ou moins inclinée sur l'horizontale au li d'étrs verticaux 00¯' .ur la tig. 18. La matière pae..,alor± d'elle-aime de l'extrémité enp8rirnre 01 à 114mtrémité 1!-.
On pourra profiter des avantages que procure l'admit de noyaux magnétiques en ce qui Concerne la direction du ils: et la réduction de la réluctance pour modifier, au mieux de facilité des réactions à effectuer, le diamètre de la ou des régions A B de chauffage, les faisant soit plus grandes, soi plus petites que les autres parties du four.
On peut se contenter pour éviter ces effets d'indue parasite de placer un écran très conducteur le long du blind ge du four, par exemple en cuivre, à moins que l'on ne oonst le blindage lui-même, bien que oe soit en général trop coûte
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par une substance très oonductriot et non magnétique, soit encore le cuivre de préférence. La fig. 19 montre un tel 'or
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en k. cet écran peut 8tre Basait et 0011tim ou 81J1pl..nt an Yorme de réseau à -ailles, Ilatnrellemeut, oette forme si.pU- fiée de protection des objet, extérieurs Dé modifie pas aene1 blsnent la réluctauco du oirouit t 'Uqul. rtEll(DI CTI0113.
Je- Un four à induction, caractérisé par la d18P i à .' extérieur du circuit primaire du four, de noyaux mastic de fer destinée à diriger le flux et à rdanire la réluctance eensiblement à celle de l'air dans la partie à chauffer.
2 - Un four à induction suivant Ill,oaraotérisé en ce que la creuset à chauffer, disposé dans l'autrofer du circuit magnétique, ers entouré d'un. ou plusieurs @pires al1mIllUeB à bas@@ tension par uni ou plusieurs spires auxiliaires entoz rant l' mrou1¯ent primaire disposé sur l'une des branches c noysn.
3-- Dans un four à induction suivant I ou 2, la dis; aition du fer de telle sorte que l'on pois , réaliser plu8181 circuits magnétique* et électriques indépendants dans les dis ses régions à chauffer, en vue d'alimentation polyphasé ou
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11#entatl0D8 réglable 1D4'paD48m88Dt.
4 - Une variante du four à induction suivant I', c
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tér18' par la disposition de l'enroulement Inducteur au voi nage même du creuset soit à l'extrémité des branches du noya
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magnétique entre lesquelles se trouve le creuset, @oit anton du creuset lui-même.
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b*- Dans un four à induction suivant 4*, la oonatit tion du noyau magnétique en plusieurs parties de manière à permettre son ouverture pour déplacer le creuset.
6 - Une variante du four à induction suivant 1 et caractérisée par la disposition du creuset au centre d'un IM magnétique fermé, siège d'un flux alternatif ou d'un flux t@ nant.
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7. - Une forme d'exécution du four suivant je# oaral risée par ilutilis&tion comme indnotenr pour le creuset d'in
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!Stator %le moteur as@nochrone ou d'alternateur avec encoches et chroulement internas
8 - Dans la forme d'exécution suivant 7 , la constitu tien du creuset sous forme d'une spire mince disposée à l'inté rieur du stator et comprenant Intérieurement un noyau de fer, de manière à obtenir une rotation du métal fondu tout l'in- fluence du flux tournant,,
9 - Dane la fora d'exécution suivant 7 et 8,
la dis- position dissymétrique de la section de la @pire tonnant oreu- .et de maniera à provoquer dea dénivellations dans le métal en mouvement, sous l'influence du flux tournant.
10 - Un four à induction suivant 1 , oaraotérisé par l'addition aux noyaux magnétiques extérieurs, d'un blindage ou en général de tout appareil de manoeuvra à proximité du four , ce blindage! et ces appareils pouvant Être magnétiques.
11 - Un four continu à induction suivant I*,oaraoté- risé en ce que le circuit induoteur n'agit que sur une partie de la longueur occupée par la matière en traitement: les zones de réaction pouvant être d'aillaura de diamètres différente du diamètre des antres régions.