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Appareil pour le chauffage électronique de matières diélectriques.
La présente invention se rapporte à un appareil pour le chauffage électronique de matières diélectriques et, plus par- ticulièrement,d'articles ou produits diélectriques chargés d'hu- midité, en vue d'en expulser celle-ci.
Au cours de la fabrication de divers articles en ma- tières diélectriques, il est fréquemment nécessaire de soumettre les articles à un lavage, ce qui'a pour effet, naturellement, de les rendre humides. Ainsi, au cours de la production de fils de rayonne, d'éponges artificielles, et d'articles analogues, en matière cellulosique, il se peut que l'on doive effectuer un ou plusieurs lavages. Il devient alors nécessaire d'expulser l'hu- midité de ces articles, puisqu'ils sont ensuite mis sur le mar- ché ou utilisés à l'état sec ou sensiblement sec.
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Dans la fabrication de fils de rayonne, par exemple, on a proposé jusqu'à présent de sécher les gâteaux ou paquets humides de rayonne en les soumettant à l'action d'un champ élec- trique à haute fréquence. La rayonne et beaucoup d'autres ma- tières diélectriques, capables d'absorber-de l'humidité, présen- tent la caractéristique suivante : leur facteur d'absorption de puissance varie en fonction de la teneur en humidité.
Ainsi, à mesure que les gâteaux ou paquets de rayonne sèchent, leur fac- teur d'absorption de puissance varie et, pour une tension donnée, appliquée au produit à sécher, on atteint tôt ou tard un point où il devient très difficile de faire absorber au produit mis en oeuvre assez de puissance pour continuer l'opération du séchage à une vitesse adéquate. un a proposé d'exécuter un système particulier d'élec- trodes pour le chauffage d'articles diélectriques du type consi- déré ci-dessus, de manière à appliquer aux articles une tension plus élevée en un point défini au cycle de chauffage.
Dans ce système, il est fait usage d'un bloc de chauffage qui comprend essentiellement un inducteur constitué par une paire d'électro- des allongées 'opposées, écartées l'une de l'autre de manière qu'on puisse placer entre elles les articles à chauffer et com- portant une inductance reliée aux bornes de ces électrodes près de leur extrémité d'entrée. En vue d'accorder le circuit, il y est prévu un condensateur variable relié aux bornes de l'autre extrémité des électrodes. Une deuxième inductance est reliée aux bornes des électrodes en un point situé entre les extrémités des électrodes inductrices.
Grâce à cet agencement, la tension aux bornes des électrodes dans la partie comprise entre l'extré- mité Rar où entrent les articles humides et le point auquel est relié la deuxième inductance varie à,une allure relativement faible et suffisante pour expulser des articles humides la plus grande partie de l'humidité. Dans le temps qu'ils avancent jus- qu'au point où la deuxième inductance est reliée aux bornes des électrodes, les articles auront, de ce fait, perdu une très gran-
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de partie de leur humidité, et leur facteur d'absorption de puissance en aura été considérablement modifié, de telle manière que, à partir de ce point, on devra accroître l'ficacité du champ.
Dans le dispositif proposé, la tension, à partir de ce dernier point jusqu'à l'extrémité de sortie des électrodes, augmentera beaucoup plus rapidement et, par conséquent, on ap- pliquera au produit mis en oeuvre plus d'énergie par unité de distance du déplacement du dit produit. Dans le temps que le produit aura atteint l'extrémité de sortie des électrodes, sa teneur en sera tombée au minimum et il sera devenu aussi sec qu' on puisse le désirer.
Bien que ce système donne des résultats très satis- faisants, il présente le désavantage suivant : lapuissance to- tale prise au générateur est accrue en raison du fait que le condensateur d'accord est ajouté au système d'électrodes in- ductrices. L'efficacité du système n'est donc pas aussi grande que celle que l'on pourrait atteindre.
Les buts de la présente invention sont les suivants : d'abord, créer un appareil perfectionné pour le chauf- fage d'articles diélectriques dont les facteurs d'absorption de puissance varient d'une manière appréciable au cours de l'opé- ration de chauffage, qui ne soit pas soumis à la restriction du système précédent, mentionnée ci-dessus; plus particulièrement, créer un appareil perfectionné pour le chauffage d'articles diéleétriques humides, qui exécu- te réellement le séchage d'une manière très efficace; créer, dans un appareil de chauffage du type précité, un dispositif efficace et souple d'accord d'électrodes lorsqu' une tension variable tout au long des électrodes est requise;
créer un appareil de chauffage perfectionné, tel que l'appareil précité, dans lequel le chauffage des articles dié- lectriquespuisse s'effectuer d'une manière rapide et par grandes quantités à la fois, qui ne prenne au générateur qu'un minimum de puissance et qui se montre hautement efficace en service.
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Conformément à la présente invention, les électrodes allongées, telles qu'elles sont utilisées conjointement avec une courroie de transmission dans un système de chauffage dié- lectrique du type exposé ci-dessus, sont divisées en sections et ces sections sont connectées d'une manière telle qu'elles fournissent les deux éléments d'accord, capacité et inductance, requis dans le circuit de charge.
Un moyen d'y arriver est, par exemple, de diviser une des électrodes et de relier en série ces deux sections d'élec- trodes par un élément d'impédance approprié, tel qu'une inauc- tance variable. De plus, conformément à la présente invention, une inductance est connectée à l'une de ces sections d'électro- de, de préférence, à l'extrémité par où entrent les articles hu- mides. Cette section d'électrode devient ainsi ,une inductance.
Quant à l'autre section d'électrode, on peut la laisser ouverte aux deux extrémités, ce qui fait qu'elle constitue une section capacitive. Par un choix approprié de constantes, on peut ob- tenir la résonance entre les sections inductives et capacitives des électrodes sans qu'il soit nécessaire d'avoir un condensa- teur d'accord supplémentaire comme dans le système antérieur.
L'inductance qui relie les deux sections d'électrode, est éga- lement utile pour régler la fréquence de résonance de la com- binaison et est efficace pour obtenir une plus forte élévation de la tension le long des électrodes, là où, au cours du dépla- cement du produit le long des électrodes, il est nécessaire d'élever la tension. A l'aide d'un système de ce genre, les KVA totaux du circuit de charge ne sont pas augmentés, comme dans le cas du systeme antérieur, puisque l'on n'ajoute pas de réactance de capacité à la charge essentiellement capacitive.
Un'comprendra mieux l'invention, ainsi que ses buts et avantages, en se référant au dessin annexé, dans lequel : la figure I est une vue schématique d'une forme de l'appareil de chauffage conforme à la présente invention, et -.
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la figure 2 est une courbe indiquant la répartition de la tension le long des électrodes de la figure I.
La figure I montre un élément inducteur allongé I, qui peut être mis à la terre et qui constitue une première électrode .disposée dans un plan, et deux électrodes supplémentaires 3 et 5 espacées l'une de L'autre et disposées dans un plan commun au dessus de celui de l'électrode I. Il y a ainsi deux sections d'électrodes, 1, 3 et 1, 5 et c'est entre les paires respectives d'électrodes de ces sections que les articles diélectriques 7 (tels que des gâteaux humides de rayonne ou leur équivalent) sont placés en relation de transfert d'énergie par rapport à ces électrodes. Les articles 7 sont entraînés par une courroie sans fin 9 en toile ou en toute autre matière, qui passe sur les rouleaux II, dont l'un peut être actionné au moyen d'un moteur 13..
Une inductance variable 15 se trouve reliée aux élec- trodes I et 3, à proximité de section d'électrode I, 3 , et, de préférence.mais pas nécessairement, on dispose cette induc- tance variable de manière qu'elle soit déplaçable le long de la section d'électrode I, 3. En reliant l'inductance variable 15 à la section I, 3, celle-ci devient essentiellement une sec- tion inductive L. La section d'électrode 1,5 est ouverte aux deux extrémités et, comme l'électrode 5 est en rapport de capa- cité avec l'électrode I, la section 1, 5 constitue une section capacitive C.
L'inducteur L et le condensateur C peuvent être accordés en résonance à la fréquence de fonctionnement d'un gé- nérateur oscillant à haute fréquence 17 ( tel qu'un tube à vide oscillateur fonctionnant à ,des radiofréquences ) sans faire ap-. pel à des condensateurs supplémentaires. Les électrodes 3 et 5 sont connectées en série, à leurs extrémités proches, au moyen d'un élément d'impédance approprié, tel qu'une inductance va- riable 19. L'inductance 19 est également utile pour régler la
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fréquence de résonance de la combinaison.
La connection entre le générateur 17 et le système d'électrodes est réalisée, de préférence , au moyen d'une ligne de transmission concentrique
21 dont le conducteur externe 23 est relié, de préférence, à. la terre et dont le conducteur interne 25 peut être relié au point de jonction de l'électrode 3 avec l'inductance 19.
Les articles 7 frais, chargés d'humidité, sont intro- duits dans l'appareil de chauffage par l'extrémité gauche de la section inductive L et on les fait avancer successivement à. tra- vers la section L d'abord, entre ses électrodes 1 et 3, et à travers la section C, entre ses électrodes 1 et 5, ensuite. La distribution de la tension le long de la section inductive L des électrodes, depuis son extrémité d'entrée jusqu'à son extrémité de sortie, est représentée par la courbe W-X de la figure 2, tandis que la distribution de la tension le long de la section d'électrode capacitive C, depuis le point A-A jusqu'à sa sortie, est indiquée par la courbe Y-Z de la figure 2.
Depuis l'extré- mité d'entrée de la section L inductive jusqu'à sa sortie, les articles 7 humides sont séchés graduellement jusqu'à ce que, au point A-A, une quantité suffisante d'humidité en ait été ex- pulsée de manière à rendre difficile un chauffage ultérieur sous la tension X en raison de l'abaissement du facteur d'absorption de puissance que présentent les articles partiellement séchés.
Néanmoins, l'inductance 19 provoque au point A-A une élévation brusque de la tension depuis la valeur X jusqu'à la valeur Y, de telle sorte que, à partir du point A-A , une tension beaucoup plus élevée est appliquée au produit mis en oeuvre et par con- séquent, plus de puissance peut être appliquée aux articles 7 partiellement séchés, jusqu'à ce que ils aient atteint l'état de dessication voulu à l'extrémité de sortie du système d'élec- trodes.
, il ressort de la description précédente, que la quantité de puissance prise au générateur 17 est minimum puis-
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que le circuit de chauffage n'exige pas d'éléments d'accord sup- plémentaires à part les sections d'électrodes L et C. Il est clair aussi que la présente invention, quoique décrite spéciale- ment avec référence au séchage d'articles diélectriques chargés d'humidité, est largement applicable au chauffage en général d'ar- ticles diélectriques ( soit humides, soit secs ) dont les facteurs d'absorption de puissance varient matériellement au cours de l'o- pération de chauffage.
Un remarquera encore que, à l'aide d'un dispositif tel que celui qui est décrit ci-dessus, il a été pos- sible d'obtenir une répartition déterminée de la tension le long du système d'électrodes sans qu'il y ait circulation des arti- cles 7 ou leur équivalenà travers le système d'électrodes. Dans ce cas où il y a absence de charge, le générateur ne débite pra- tiquement pas de puissance et ce , jusqu'à ce que des matières à chauffer entrent dans l'appareil de chauffage.
Si l'on introduit alors les articles 7 ou leur équivalent dans les sections d'élec- trodes successives L et C, suivant ce que l'on a décrit ci-dessus, la puissance prise au générateur augmentera automatiquement et proportionnellement à la quantité d'articles se trouvant entre . les électrodes, jusqu'à ce que le système d'électrodes soit au maximum de charge, ce qui arrivera quand le générateur débitera sa' puissance maximum. Au cours de cette opération, lestensions vou- lues des électrodes sont maintenues.
Quoique l'on ait représenté et-décrit une seule forme d'exécution de l'invention, il est évident que différentes va- riantes sont possibles. Par exemple, au lieu que l'électrode I soit constituéed'une seule pièce conductrice allongée, elle peut l'être de deux pièces séparées, associées l'une à l'électrode 3 et l'autre à l'électrode 5, chacune de ces pièces séparées étant mise à la terre dé la. même manière que l'électrode I. Egalement, à la place de l'inductance 19, on peut utiliser tout autre élément d'impédance approprié, comme une capacité ou une résistance, ou toute autre combinaison appropriée d'inductances, capacités et/ ou
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résistances, en fonction des constantes du/système et d.e la répar- tition de la tension que l'on peut désirer.
D'autres modifica- tions sont aisément imaginables. Aussi l'invention n'est-elle pas limitée simplement au dispositif tel qu'il a été décrit à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
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1. Appareil de chauffage électrique, permettant de chauffer des articles diélectriques, caractérisé en ce qu'un circuit, couplé à une source électrique de potentiel variable et comportant des sections d'électrodes inductive et capacitive, comprend dans chaque section une paire de pièces conductrices qui sont espacées l'une de l'autre en vue de recevoir entre el- les les articles précités, en relation de transfert de puissance par rapport à ces pièces, et caractérisé en ce que les différen- tes sections sont reliées en série au moyen d'un dispositif pré- sentant une impédance.