Dispositif électrique de génération et d'accumulation de chaleur. L'invention a pour objet un dispositif électrique capable de produire et aussi d'accu muler de la chaleur. Il est caractérisé par un récipient de matière réfractaire et isolante de l'électricité à l'intérieur duquel est logée une matière de remplissage constituée par une ma tière minérale solide non métallique, conduc trice de l'électricité, ne fondant pas à la tem- péra.teur maxima à laquelle elle doit être por tée et ne subissant pas de modification chi- inique permanente à la température maxima qui doit. être atteinte dans le dispositif<B>-;
</B> des électrodes d'amenée de courant sont en con tact avec la matière de remplissage et un moyen est disposé de manière à pouvoir faire circuler un fluide gazeux à travers ce rem plissage. , On peut se servir de deux manières du dispositif. Ou bien l'on applique aux deux électrodes une différence de potentiel électri que et l'on fait ainsi passer dans le remplis sage un courant électrique qui échauffe la matière de remplissage par effet Joule. On fait en même temps circuler à travers ce rem plissage le fluide gazeux qui sort ainsi du dis positif à une température plus élevée que celle qu'il avait à son entrée. Ou bien on applique comme il vient d'être décrit la différence de potentiel aux électrodes sans faire d'abord passer de fluide gazeux à, travers le remplis sage.
Ce dernier s'échauffe et accumule la chaleur. Quand on veut utiliser cette chaleur, on fait circuler le fluide gazeux à. travers le remplissage, en continuant ou non, suivant les cas, à faire passer le courant électrique. Dans l'un et l'autre cas la. chaleur contenue dans le fluide gazeux est utilisée de toute façon connue, soit en chauffant directement avec le fluide ce que l'on désire chauffer, soit en lais sant passer le fluide gazeux dans un échan geur de température où ce fluide cède sa cha leur à un fluide liquide ou gazeux ou à un solide.
Le remplissage est constitué de préfé rence par une matière solide en morceaux, par exemple par 'de l'oxyde de fer et plus spécia lement par de la magnétite concassée.
Cette matière possède des dualités de du reté, de conductibilité électrique, de capacité calorifique et d'incombustibilité qui la ren dent spécialement propre à constituer la masse de remplissage du dispositif. Elle per met de construire des dispositifs selon l'inven tion capables de fonctionner avec grand avantage sous des tensions élevées, par exem ple de plusieurs milliers de volts.
Au lieu d'utiliser la magnétite sous forme de morceaux ou grains, on peut également l'employer sous forme d'une masse poreuse obtenue, par exemple, en agglomérant la ma gnétite par pression et passage d'un courant très intense qui fait fondre la magnétite à ses points de contact les uns avec les autres et les soude ainsi les uns aux autres tout en ménageant les vides qui existaient entre eux.
Pour éviter que par suite de la dilata tion des grains de la matière de remplissage, sous l'effet de la chaleur, la pression de ces grains les uns contre les autres et contre les parois du récipient qui les contient, n'aug mente au point de détériorer ladite matière ou la paroi, on peut rendre mobiles les parois du récipient et/ou une ou plusieurs des électrodes d'amenée de courant. Ces parois ou ces élec trodes seront alors rappelées vers leur posi tion initiale au moyen de dispositifs élasti ques, tels, par exemple, que des ressorts, lors que la température viendra à baisser.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, quelques-unes des manières de réaliser en pratique l'invention.
Dans la construction représentée à la fig. 1, le récipient en matière isolante réfrac taire est constitué par un corps 1 fermé à ses deux extrémités par des couvercles 6; ce corps 1 est pourvu de deux orifices E F. De même, les couvercles 6 sont chacun percé d'un trou. A chaque extrémité du récipient est placée une électrode 3; celle-ci est reliée à deux con ducteurs d'amenée de courant 4 et 5. L'espace compris entre les électrodes 3 et les parois 1 du récipient est rempli d'une matière 2 pos- sédant les caractéristiques, décrites ci-dessus, par exemple clé la. magnétite en grains.
En faisant traverser la masse de matière 2 par un courant électrique au moyen des conducteurs 4 'et 5 et des électrodes 3, la matière 2 s'é chauffera. On pourra alors soit faire passer un fluide gazeux, par exemple de l'air, à travers l'orifice E, la masse 2 et l'orifice F pendant que le courant électrique traverse la masse 2, soit ne faire passer le fluide gazeux à tra vers la masse 2 qu'après que cette masse aura été portée à la température voulue et aura ac cumulé de la chaleur.
Dans la construction représentée à la fig. 2, on retrouve le même dispositif qu'à, la fig. 1, mais l'appareil comporte en plus un échangeur de température formé d'une en ceinte 9 dans laquelle se trouve un serpentin 8 dans lequel le ventilateur 11 fait circuler au moyen des conduits 1.0, 12 et 7 le fluide gazeux qui est échauffé par son passage à. travers la masse 2 et qui cède ses calories au fluide gazeux ou liquide 13 contenu dans l'en ceinte 9 ou entrant par la tubulure G et sor tant par la tubulure H.
On peut régler la température du fluide gazeux qui sort du dispositif, ou en d'autres termes régler la quantité de calories débitées, en disposant, de manière connue en elle- même, un thermostat qui est soumis à la tem pérature du fluide gazeux et qui agit, de fa çon également connue en elle-même, sur le dé bit du moyen qui fait circuler ledit fluide ga zeux à travers la masse de remplissage, par exemple sur le débit du ventilateur 11 de la fi-.. 2.
On voit à la fig. 3 comment on peut cons tituer les parois du récipient 1 pour qu'elles se déplacent par l'effet de la poussée de-la masse de remplissage lorsque celle-ci est dila tée par la chaleur. Ces parois sont faites en quatre morceaux<I>la, lb,<B>le,</B></I> 1d maintenus par des ressorts 14a, 14b, 14c, 14d qui prennent appui contre une paroi fixe 15 qui les en toure.
Ces ressorts cèdent sous l'effet de la dilatation de la masse qui déplace les parois mobiles<I>la.</I><B>lb, le,</B> 1d en les faisant glisser l'une sur l'autre; ils ramènent ces parois mo- biles lorsque la masse de remplissage reprend #oii voline primitif.
Dans la construction de la fig. 4, une des électrodes 3 est mobile et est poussée par des ressorts 16a, l6b contre la masse de remplis sage ?. L'électrode peut ainsi suivre les varia tions de volume de cette masse sous l'effet des variations de température auxquelles elle est. soumise.
Electric device for heat generation and storage. The object of the invention is an electrical device capable of producing and also of accumulating heat. It is characterized by a receptacle of refractory material and electrically insulating inside which is housed a filling material consisting of a solid non-metallic mineral material, electrically conductive, not melting at temperature. maximum temperature to which it must be carried and not undergoing any permanent chemical modification at the maximum temperature which must. be reached in device <B> -;
</B> current supply electrodes are in contact with the filling material and a means is arranged so as to be able to circulate a gaseous fluid through this filling. The device can be used in two ways. Either an electric potential difference is applied to the two electrodes and an electric current is thus passed through the filling which heats the filling material by the Joule effect. At the same time, the gaseous fluid is made to circulate through this filling, which thus leaves the positive device at a temperature higher than that which it had at its entry. Or else the potential difference is applied to the electrodes, as has just been described, without first passing gaseous fluid through the filling.
The latter heats up and accumulates heat. When we want to use this heat, we circulate the gaseous fluid to. through the filling, continuing or not, depending on the case, to pass the electric current. In either case the. heat contained in the gaseous fluid is used in any known manner, either by heating directly with the fluid what it is desired to heat, or by allowing the gaseous fluid to pass through a temperature exchanger where this fluid gives up its heat to a liquid or gaseous fluid or to a solid.
The filling is preferably made of a solid lumpy material, for example iron oxide and more especially crushed magnetite.
This material has dualities of retention, electrical conductivity, calorific capacity and incombustibility which make it especially suitable for constituting the filling mass of the device. It makes it possible to construct devices according to the invention capable of operating with great advantage under high voltages, for example several thousand volts.
Instead of using magnetite in the form of pieces or grains, it can also be used in the form of a porous mass obtained, for example, by agglomerating the magnetite by pressure and passage of a very intense current which melts magnetite at its points of contact with each other and thus welds them to each other while leaving the voids which existed between them.
To prevent, as a result of the expansion of the grains of the filling material, under the effect of heat, the pressure of these grains against each other and against the walls of the receptacle which contains them, does not increase in the point of damaging said material or the wall, the walls of the container and / or one or more of the current supply electrodes can be made mobile. These walls or these electrodes will then be returned to their initial position by means of elastic devices, such as, for example, as springs, when the temperature drops.
The accompanying drawing shows, by way of example, some of the ways of carrying out the invention in practice.
In the construction shown in FIG. 1, the receptacle made of refractory insulating material consists of a body 1 closed at both ends by lids 6; this body 1 is provided with two openings E F. Likewise, the covers 6 are each pierced with a hole. At each end of the container is placed an electrode 3; this is connected to two current feed conductors 4 and 5. The space between the electrodes 3 and the walls 1 of the container is filled with a material 2 having the characteristics described above, for example key la. magnetite grains.
By causing an electric current to pass through the mass of material 2 by means of the conductors 4 'and 5 and the electrodes 3, the material 2 will heat up. We can then either pass a gaseous fluid, for example air, through the orifice E, the mass 2 and the orifice F while the electric current passes through the mass 2, or do not pass the gaseous fluid through tra towards mass 2 only after this mass has been brought to the desired temperature and has accumulated heat.
In the construction shown in FIG. 2, we find the same device as in FIG. 1, but the apparatus further comprises a temperature exchanger formed of an enclosure 9 in which there is a coil 8 in which the fan 11 circulates by means of the conduits 1.0, 12 and 7 the gaseous fluid which is heated by its move to. through the mass 2 and which gives up its calories to the gaseous or liquid fluid 13 contained in the enclosure 9 or entering through the tube G and leaving through the tube H.
It is possible to regulate the temperature of the gaseous fluid which leaves the device, or in other words to regulate the quantity of calories delivered, by arranging, in a manner known per se, a thermostat which is subjected to the temperature of the gaseous fluid and which acts, in a manner also known per se, on the flow rate of the means which circulates said gaseous fluid through the filler mass, for example on the flow rate of the fan 11 of the fi .. 2.
We see in fig. 3 how the walls of the container 1 can be constructed so that they move by the effect of the thrust of the filling mass when the latter is expanded by heat. These walls are made in four pieces <I> la, lb, <B> le, </B> </I> 1d held by springs 14a, 14b, 14c, 14d which bear against a fixed wall 15 which in them. toure.
These springs yield under the effect of the expansion of the mass which moves the movable walls <I> la. </I> <B> lb, le, </B> 1d by sliding them one over the other ; they bring back these movable walls when the filling mass picks up the original voline.
In the construction of FIG. 4, one of the electrodes 3 is movable and is pushed by springs 16a, 16b against the mass of filling wise ?. The electrode can thus follow the variations in volume of this mass under the effect of the variations in temperature at which it is. submitted.