Procédé pour la fabrication de verre bulleux et appareillage pour la misé en oeuvre de ce procédé. La présente invention, due à la collabo ration de 1VI. Ivan Peyches, comprend un pro cédé de fabrication de verre bulleux, dit verre multicellulaire ou verre mousse, et un appa reillage pour la mise en #uvre de ce procédé.
Le procédé que comprend l'invention con- siste. à provoquer la formation de bulles dans un bain de verre par l'action d'une, surchauffe réalisée dans. ce bain au voisinage de la paroi d'un élément chauffant immergé dans celui- ci. De préférence, cette surchauffe est réalisée de telle façon que l'élévation de température qu'elle produit dans le verre aille en décrois sant à partir de la paroi dudit élément.
On constate alors que des bulles gazeuses pren nent naissance dans le verre qui est au con tact de la paroi :de l'élément et que ces bulles s'élèvent et viennent se rassembler dans. une zone supérieure du bain, dans des conditions telles que, à l'endroit où ces bulles se rassem- blent, l'on obtient un verre chargé de bulles qui sont de dimensions pratiquement identi ques et sont réparties très régulièrement dans la masse.
On peut expliquer ce résultat en observant que chaque bulle, qui prend naissance au contact de la paroi de l'élément, se trouve, dès ce moment, soumise, d'une part, à une force ascensionnelle qui tend à la détacher de cette paroi et, d'autre part, à une force capillaire qui la maintient au contact de celle-ci. Quand la bulle grossit, au contact de la paroi, la force ascensionnelle croît plus rapidement que la force capillaire.
Les deux forces arrivent à s'équilibrer pour un certain diamètre atteint par la bulle, de sorte que., -dès que .ce diamètre est dépassé, la bulle se détache de la. paroi. Les diverses bulles qui s'élèvent dans le bain ont donc des diamètres pratiquement égaux. Par suite, lorsque ces bulles se rejoignent successivement et se grou pent suivant les lois de la capillarité, elles constituent en raison de leur égalité un ré seau régulier dans la masse du verre.
Le procédé présente l'avantage de ne pas exiger de composition spéciale de verre et de pouvoir être utilisé en combinaison avec cer tains procédés de fusion connus, sans qu'il soit nécessaire de prévoir d'organes particu liers. Il permet, d'autre part, l'évacuation aisée du produit fabriqué. Le verre bulleux et surchauffé s'élève en effet de lui-même dans le bain environnant en créant un circuit sur lequel il est facile de disposer, à l'endroit con venable, des organes appropriés de prélève ment.
L'appareillage que comprend aussi l'in vention, pour la mise en oeuvre du procédé, comporte au moins. un élément chauffant pré sentant une surface de chauffe, cet élément étant, par exemple, un résistor, un tube à flapmes ou autres, .disposé dans un récipient destiné à contenir du verre fondu et de ma nière à être immergé :dans le verre.
Dans une mise' en oeuvre particulière du procédé, suivant laquelle on élabore le verre au four électrique en mettant en oeuvre l'effet Joule dans .la masse pour le chauffage du bain, ,on. peut utiliser. les.. électrodes,
pour pro duire la surchauffe de la gaine de verre qui las entoure si leur .diamètre a7 été prévu suf fisamment faible, pour que l'énergie dévelop pée à leur voisinage ,immédiat par unité de volume ait une valeur assez élevée. On a ob tenu en pratique de bons résultats avec une densité d'énergie :de l'ordre de 2 à 3 watts par cm3 .de verre.
Le verre bulleux obtenu peut être re cueilli parles divers: procédés habituels, mais on peut aussi, dans une mise en oeuvre parti culière .du procédé, utiliser un tube vertical pénétrant dans le bain de verre par le fond du récipient et débouchant sous la surface libre, dans la partie supérieure du bain où se rassemble le verre bulleux.
Ce tube peut être éventuellement réglable en hauteur. Le prélèvement peut être effectué d'une manière continue -ou par .intermittence en réglant l'écoulement du verre bulleux dans le tube au moyen d'un dispositif permettant d'obturer :celui1ci plus ou moins complète ment.
Dans -le but :de faciliter le prélèvement du verre bulleux, la surchauffe du verre peut être réalisée dans la partie du bain qui est en contact avec .la paroi extérieure du tube- de prélèvement.
A .cet :effet, celui-ci peut, par exemple, jouer le rôle d'une électrode, tout au moins sur une partie de sa surface externe. - Le dessin annexé représente, à titre d'exemples; deux formes d'exécution -de l'ap pareillage, que comprend l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe d'une première forme d'exécution de cet appareil- lage-.
La fig. 2 est un:g vue en plan d'une se cônde forme d'exécution de cet appareillage, dans laquelle le verre bulleux est produit -au voisinage .de la paroi. extérieure d'un tube de prélèvement, celui@ci jouant le rôle d'élec trode sur une partie de sa surface extérieure.
La fig. 3 est une vue :en élévation-coupe, selon le plan x-x de la fig. 2.
Dans la fig. 1, on a représenté, en 1, des électrodes :de petit diamètre destinées au chauffage dû verré par effet Joule -dans la masse.
Le verre bulleux 2, produit par surchauffe du bain au contact des électrodes, s'élève dans la masse environnante et se rassemble dans la partie supérieure 3 de la- zone qui est hachurée sur la figure.
Il se déverse alors dans un tube vertical 4 pénétrant par le fond 5 :de lw cuve 6 et débouchant sous la sur face libre du bain dans la région supérieure où se réunit le verre bulleux. Ce tube de pré lèvement 4 peut être obt-#tré. par un dispositif approprié 7; permettant de régler et d'arrêter l'écoulement du verre bulleux.
Il est à remarquer que, pour réaliser la surchauffe, on pourrait utiliser, au lieu des électrodes, !des corps chauffants, semblable- ment disposés, par exemple des résisto.rs, des tubes à flammes, -etc.
Dans l'\appareillage des fig. 2 et 3, cons- titue par un four électrique alimenfé par trois électrodes en courant triphasé, 8 et 9 sont deux électrodes :de fusion; 10 et 11 est une électrode double de surchauffe du bain. Les deux électrodes de fusion ont un diamètre re- lativement grand.
L'électrode double .de sur chauffe est constituée par une petite partie de la surface de deux tubes de prélèvement 12 et 13. L'enfournement des matières vitri- fiables a lieu dans les régions 1:4 et 15.
Le verre fondu passe par des. orifices <B>16</B> et 17, situés dans la région inférieure du bain, et parvient ensuite -dans les compartiments 18 et 19 où il se surchauffe au voisinage de l'élzctrode double 10 et 11. Le verre bulleux s'élève dans ces compartiments. et il est re cueilli par les. tubes de prélèvement 12 et 13.
Ceux-ci peuvent être .obturés par des dispo sitifs quelconques, tels que celui représenté en 20, permettant le réglage et l'arrêt de l'éco:
uleanent du verre bulleux. Dans le but d'éviter -l'affaissement des bulles pendant le début .du refroidissement ou de les dilater pour l'obtention d'un pro duit très léger, on peut soumettre la parai- son à l'action d'une certaine dépression, im médiatement après soutirage.
On peut ajouter à l'effet de surchauffe di verses autres actions susceptibles de provoquer, pour leur part, un dégagement .de bulles. Ces actions peuvent être notamment: l'électrolyse du verre en courant de fré quence suffisamment basse ou même nulle, ce courant pouvant éventuellement se confondre avec celui qui assure le :chauffage du bain ou être un courant auxiliaire; une action chimique provoquée par la nature de la paroi de l'élément produisant la surchauffe;
une action physique telle que l'injection d'un gaz ou d'une vapeur dans le verre à travers la paroi de l'élément produisant la surchauffe.