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BREVET D'INVENTION FOUR ELECTRIQUE MONOPHASE A RAYONNEMENT.
L'invention se rapporte aux fours électriques dans lesquels le chauffage est produit à l'aide d'un résistor traversé par le courant et rayonnant sur les matières soumises au traitement thermique,
Actuellement dans les fours monophasés de ce type qui comportent un résistor composé soit d'une tige unique, soit de plusieurs tiges montées en parallèle, les deux conducteurs qui relient la source au four aboutissent aux extrémités opposées de ce dernier,
D'autre part, dans les fours généralement utilisés, on est obligé, en raison de leurs dimensions, de prévoir une enveloppe en un métal résistant, tel de l'acier, qui est magnétique.
Il en résulte les inconvénients suivants :
1 - Le champ magnétique, dû au courant qui paroourt le résistor, produit dans les parties magnétiques du four, et notamment dans l'enveloppe en métal magnétique,des courants de poucault qui
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dissipent une partie notable de l'énergie électrique et diminuent ainsi le rendement du four.
2 - La Boucle formée par les deux conducteurs qui relient la source d'énergie électrique aux extrémités du four orée une inductance nuisible.
On peut remédier en partie au premier de ces inconvénients en constituant l'enveloppe du four à l'aide d'un métal non magnétique mais, si' ltenveloppe doit être résistante, ce moyen ne peut être employé. Il est évident d'autre part qu'on échappe aux deux inconvénients ci-diessus en assemblant les éléments du résistor de façon à lui donner la .forme d'une "épingle à cheveux". Dans ce cas toutefois la construction du four est notablement compliquée.
La présente invention a pour objet de remédier totalement aux deux inconvénients signalés.tout en permettant une construction simple.
Elle consiste, d'une manière générale, à assurer le retour du courant électrique,qui a traversé le résistor, par une enveloppe ou un réseau conducteur, disposé de préférence à la périphérie du four et qui peut être l'enveloppe métallique de ce four, de telle manière que les deux conducteurs d'amenée du courant aboutissent à la même extrémité du four et que la boucle de courant ainsi formée dans le four n'entoure, en substance, pas de parties magnétiques.
Elle consiste également, en particulier, à établir l'enveloppe métallique du four, pour partie ou en totalité, à l'aide d'un métal non magnétique, tel que le cuivre. A cet effet, ou bien on dispose, à l'intérieur d'une virole en acier qui sert d'envelop- pe externe au four,. une chemise en métal non magnétique, constituée par une tôle pleine ou perforée, ou par un réseau de conducteurs reliés les uns aux autres, ou par d'autres dispositifs équivalents.
La chemise en métal non magnétique pourrait du reste faire également office de virole ou enveloppe externe du four. Dans ce cas elle est de préférence constituée, par exemple pour les fours tournants de grandes dimensions, par une tôle renforcée ou ondulée qui
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peut être maintenue en place par un frettage, en particulier par les chemina de roulement circulaires permettant au four de tourner ou d'osciller sur des galets.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux modes d'exécution de l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale axiale d'un four tournant dont la virole est doublée intérieurement par une chemise en métal non magnétique.
La figuré 2 est une coupe longitudinale axiale d'un four tournant, dans lequel la chemise en métal non magnétique fait office de virole et la figure 3 est une demi-coupe transver- sale par la ligne III-III de la figure 2.'
Dans la figure 1 le résistor 1, placé dans l'axe du four, est vissé, à l'une de ses extrémités, dans un bloc 2.et bute, à son autre extrémité, contre un autre bloc 3. Ces deux blocs . sont fixés dans des manchons 4 et 5 entourés de fourreau en métal non magnétique 6 et 7 qui sont maintenus en place par des frettes métalliques 8 et 9.
Le four comprend une garniture 10, qui est composée d' une partie 'réfractaire entourée de couches calorifuges appropriées, et est enfermée dans deux enveloppes concentriques,:l'une à l'autre. La première enveloppe, qui est en métal non magnétique, est consti- tuée par une chemise 11 et un chapeau 12 ; la seconde, qui est en métal ordinaire magnétique et recouvre la précédente, est eonsti- tuée par une virole 13 et une coiffe 14. (Les deux enveloppes peu- vent être soit directement en contact l'une avec l'autre, soit comporter entre elles une matière qui les isole l'une de l'autre au point de vue électrique de telle façon que dans ce cas aucune fraction du courant ne passe dans l'enveloppe de métal ordinaire.
Des chemins de roulement 15 et 16 sertis sur la virole 13 permettent au four d'osciller autour de son axe en se déplaçant sur des galets 17 et 18.
Du coté du fourreau 6, la chemise 11, la virole 13 et ce fourreau sont assemblés au moyen de collerettes serrées par
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des boulons 19.
A l'extrémité opposée du four, le chapeau 12 et la coiffe 14 sont assemblés, d'une part avec la ahemise 11 et la virole 13 à l'aide de collerettes analogues et des boulons 20, d'autre part avec une gaine en métal non magnétique 21 au moyen de boulons 22.
Cette gaine 21 à laquelle est fixé l'un des câbles souples d'amenée du courant 27, est fermée par un couvercle 24, isolé de ia gaine au point de vue électrique, maintenu par des boulons 23 et percé d'un orifice aentral 25 qui donne passage à une tige 26. Cette tige, qui reçoit l'autre câble souple d'ame- née de courant 28, est reliée par des bras 29 au fourreau 7.
La frette 9 qui enserre ce fourreau est munie de roulettes 30 qui se déplacent sur des rails 31 fixés au tube 21, avec interposition d'une garniture isolante 32. Ce déplacement, qui est commun aux organes 3, 5, 7, 9 et 29 et à la tige 26, permet au résistor de se dilater sous l'influence de la chaleur; il est freiné par un ressort 33 'qui applique un levier 34, articulé en 35 sur le couvercle 24, contre une saillie 36 de la tige 26.
Le courant électrique parcourt ainsi successivement le câble 28, la tige 26, les bras 29, le fourreau 7, le manchon 5, le bloc 3, le résistor 1, le bloc 2, le manchon 4, le fourreau 6, la chemise 11, le chapeau 12, la gaine 21 et le câble 27.
I1 en résulte que le champ magnétique, et @ par suite les pertes par courants de Foucault, sont annulés dans l'enveloppe extérieure en métal ordinaire, et qu'en outre les conclue- teurs qui relient la source au four ne donnent pas lieu à une inductance nuisible.
Dans les figures 2 et 3, les chiffres 1 à 36 désignent les mêmes organes que dans la figure 1, la virole 13 ainsi que la coiffe 14 étant supprimées de telle-sorte que etest l'enveloppe non magnétique qui forme la virole du four.
-Les frettes 8 et 9 sont refroidies par une circulation d'eau.
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La gaine 21 est divisée en deux parties 21 et 21a, isolées l'une de l'autre au point de vue électrique, et reliées respectivement aux câbles d'amenée de courant 27 et 28 à l'aide de cosses 37 et 38.
Des conducteurs 39 relient la gaine 21a à une bague 40 emmanchée coniquement sur une pièce 41 qui forme le prolongement du fourreau 7.
Le ressort 33 prend appui d'un coté sur le fond de la pièce 41 par l'intermédiaire d'une rondelle 41a et de l'autre côté sur un écrou 42 vissé dans l'extrémité du plateau 24.
Une canalisation tubulaire, comportant un passage central 43 et un espace annulaire 43a, traverse le centre de l'écrou 42 et permet d'amener de l'eau ou un fluide réfrigérant dans la frette 9 et d'évacuer ce fluide après circulation dans cette frette.' Les tuyaux de raccordement entre la canalisation et la frette ne sont pas représentés dans les figures.
Le oourant électrique parcourt ainsi successivement le câble 28, la gaine 21a, les conducteurs 39, la bague 40, la pièce 41, le fourreau 7, le manchon 5, le bloc 3, le résistor 1, le bloc 2, le manchon 4, le fourreau 6, le chapeau 12a, la chemise 11, le chapeau 12, la gaine 21 et le câble 27.
La chemise 11 est une tôle ondulée en métal conducteur non magnétique comme le montre la figure 3. Elle est maintenue en place par les chemins de roulement 15 et 16, ainsi que par les frettes 44 et 45, fig.2, qui sont reliées entre elles par des traverses 46) et 47, formant l'encadrement de la porte de chargement et de vidange du four.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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INVENTION PATENT SINGLE-PHASE RADIATION ELECTRIC OVEN.
The invention relates to electric furnaces in which the heating is produced using a resistor through which the current passes and radiating onto the materials subjected to the heat treatment,
Currently in single-phase furnaces of this type which comprise a resistor composed either of a single rod or of several rods mounted in parallel, the two conductors which connect the source to the furnace end at the opposite ends of the latter,
On the other hand, in the furnaces generally used, it is necessary, because of their dimensions, to provide a casing made of a resistant metal, such as steel, which is magnetic.
This results in the following disadvantages:
1 - The magnetic field, due to the current flowing through the resistor, produces in the magnetic parts of the furnace, and in particular in the magnetic metal casing, poucault currents which
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dissipate a significant part of the electrical energy and thus reduce the efficiency of the furnace.
2 - The Loop formed by the two conductors which connect the source of electrical energy to the ends of the furnace with a harmful inductance.
The first of these drawbacks can be remedied in part by constituting the casing of the furnace with the aid of a non-magnetic metal, but if the casing must be strong, this means cannot be employed. It is obvious on the other hand that the two above drawbacks are avoided by assembling the elements of the resistor so as to give it the shape of a "hairpin". In this case, however, the construction of the furnace is notably complicated.
The object of the present invention is to completely remedy the two drawbacks indicated while allowing a simple construction.
It consists, in general, in ensuring the return of the electric current, which has passed through the resistor, by a casing or a conductive network, preferably arranged at the periphery of the furnace and which may be the metal casing of this furnace. , in such a way that the two current supply conductors terminate at the same end of the oven and that the current loop thus formed in the oven does not surround, in substance, any magnetic parts.
It also consists, in particular, in establishing the metal casing of the furnace, in part or in whole, using a non-magnetic metal, such as copper. For this purpose, either there is placed inside a steel shell which serves as the outer casing of the furnace. a non-magnetic metal jacket, consisting of a solid or perforated sheet, or a network of conductors connected to each other, or by other equivalent devices.
The non-magnetic metal jacket could moreover also act as a ferrule or outer casing of the furnace. In this case it is preferably formed, for example for large rotary kilns, by a reinforced or corrugated sheet which
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can be held in place by shrinking, in particular by the circular raceways allowing the oven to turn or oscillate on rollers.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the invention.
FIG. 1 is an axial longitudinal section of a rotary furnace, the shell of which is internally lined by a non-magnetic metal jacket.
Figure 2 is an axial longitudinal section of a rotary kiln, in which the non-magnetic metal jacket acts as a ferrule and Figure 3 is a transverse half-section through the line III-III of Figure 2. '
In FIG. 1, the resistor 1, placed in the axis of the furnace, is screwed, at one of its ends, into a block 2. and abuts, at its other end, against another block 3. These two blocks. are fixed in sleeves 4 and 5 surrounded by non-magnetic metal sheath 6 and 7 which are held in place by metal hoops 8 and 9.
The furnace comprises a lining 10, which is composed of a refractory part surrounded by suitable heat insulating layers, and is enclosed in two concentric envelopes, one to the other. The first envelope, which is made of non-magnetic metal, is constituted by a jacket 11 and a cap 12; the second, which is made of ordinary magnetic metal and covers the previous one, is constituted by a ferrule 13 and a cap 14. (The two envelopes can be either directly in contact with each other, or comprise between they are a material which insulates them from one another from the electric point of view in such a way that in this case no fraction of the current passes through the shell of ordinary metal.
Raceways 15 and 16 crimped on the ferrule 13 allow the oven to oscillate around its axis by moving on rollers 17 and 18.
On the side of the sleeve 6, the sleeve 11, the ferrule 13 and this sleeve are assembled by means of collars tightened by
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bolts 19.
At the opposite end of the oven, the cap 12 and the cap 14 are assembled, on the one hand with the flange 11 and the shell 13 using similar flanges and bolts 20, on the other hand with a sheath in non-magnetic metal 21 by means of bolts 22.
This sheath 21 to which is attached one of the flexible current supply cables 27, is closed by a cover 24, electrically insulated from the sheath, held by bolts 23 and pierced with a central orifice 25 which gives passage to a rod 26. This rod, which receives the other flexible current supply cable 28, is connected by arms 29 to the sheath 7.
The band 9 which encloses this sleeve is provided with rollers 30 which move on rails 31 fixed to the tube 21, with the interposition of an insulating lining 32. This movement, which is common to the members 3, 5, 7, 9 and 29 and at the rod 26, allows the resistor to expand under the influence of heat; it is braked by a spring 33 'which applies a lever 34, articulated at 35 on the cover 24, against a projection 36 of the rod 26.
The electric current thus passes successively through the cable 28, the rod 26, the arms 29, the sleeve 7, the sleeve 5, the block 3, the resistor 1, the block 2, the sleeve 4, the sleeve 6, the sleeve 11, the cap 12, the sheath 21 and the cable 27.
It follows that the magnetic field, and consequently the losses by eddy currents, are canceled in the external casing of ordinary metal, and that in addition the concluders which connect the source to the furnace do not give rise to harmful inductance.
In Figures 2 and 3, the numbers 1 to 36 denote the same members as in Figure 1, the ferrule 13 as well as the cap 14 being omitted so that and is the non-magnetic casing which forms the shell of the furnace.
-The frets 8 and 9 are cooled by circulating water.
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The sheath 21 is divided into two parts 21 and 21a, electrically insulated from each other, and connected respectively to the current supply cables 27 and 28 by means of terminals 37 and 38.
Conductors 39 connect the sheath 21a to a ring 40 conically fitted onto a part 41 which forms the extension of the sheath 7.
The spring 33 bears on one side on the bottom of the part 41 by means of a washer 41a and on the other side on a nut 42 screwed into the end of the plate 24.
A tubular pipe, comprising a central passage 43 and an annular space 43a, passes through the center of the nut 42 and makes it possible to bring water or a cooling fluid into the hoop 9 and to evacuate this fluid after circulation in this fret. ' The connection pipes between the pipe and the hoop are not shown in the figures.
The electric current thus passes successively through the cable 28, the sheath 21a, the conductors 39, the ring 40, the part 41, the sheath 7, the sleeve 5, the block 3, the resistor 1, the block 2, the sleeve 4, the sleeve 6, the cap 12a, the sleeve 11, the cap 12, the sheath 21 and the cable 27.
The liner 11 is a corrugated sheet of non-magnetic conductive metal as shown in Figure 3. It is held in place by the raceways 15 and 16, as well as by the hoops 44 and 45, Fig.2, which are connected between they by crosspieces 46) and 47, forming the frame of the oven loading and emptying door.
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