Corps de chauffe électrique. L'objet de l'invention est un corps de chauffe électrique.
On sait que les corps de chauffe électriques qui utilisent la chaleur dégagée par l'inter médiaire des courants de Foucault dans une masse de matière magnétique soumise à l'ac tion d'un champ magnétique alternatif pré sentent l'avantage d'une grande robustesse, qui les rend préférables aux corps de chauffe électriques ordinaires à résistances pour de nombreuses applications industrielles, en parti culier pour le chauffage des liquides.
Malgré cela, leur construction ne s'est pas développée pour les motifs suivants Ils comportent un enroulement en fils métalliques logé à l'intérieur de la masse magnétique et donnant passage à un courant électrique alternatif. Les spires de l'enroule ment doivent être isolées électriquement les unes des autres ainsi que de la masse magnétique. L'isolant électrique solide qui les entoure sur toute leur longueur est forcé ment un isolant thermique. Le métal dont se composent les spires, chauffé par le cou rant qui les traverse, ne peut se refroidir que par le passage de la chaleur à travers l'isolant.
Mais la masse magnétique qui en toure l'enroulement et dans laquelle se pro duit le principal dégagement de chaleur est elle-même portée à une température relative ment élevée. Il en résulte que le métal dont se composent les spires de l'enroulement atteint forcément une température assez élevée, d'autant plus que la quantité de chaleur dé gagée dans l'enroulement croît à mesure que cette température et, par conséquent, la ré_' sistance électrique de celui-ci augmente. Il faut donc choisir pour construire l'enroulement un métal et un isolant qui résistent à l'ac tion persistante d'une température élevée.
Il faut en outre donner à l'enroulement une section assez grande pour réduire la résis tance électrique et pour assurer aux spires une surface de refroidissement suffisante. Ces deux nécessités renchérissent considérablement les corps de chauffe et les rendent délicats.
Le but de la présente invention est de supprimer cet inconvénient que les corps de chauffe connus à courants de Foucault par tagent d'ailleurs avec les corps de chauffe ordinaires à résistances.
Selon l'invention, le corps de chauffe comporte au moins une masse magnétique creuse dans les parois de laquelle s'opère par courants de Foucault un dégagement prin cipal de chaleur et, qui contient un enroule ment donnant passage à un courant alternatif et se composant de conducteurs solides nus assez rigides pour être portés par quelques isolateurs solides éloignés les uns des autres, de manière à permettre à la chaleur, pro duite par le passage du courant dans l'en roulement et constituant un dégagement secondaire de chaleur, d'être transmise facile ment au corps magnétique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du corps de chauffe.
La fig. 1 en est une coupe longitudinale axiale; La fig. 2 en est une coupe par la ligne A-A de la fig. 1; La fig. 3 en est une vue en bout. après enlèvement d'un couvercle.
Cette forme d'exécution comporte deux masses magnétiques creuses parallèles<I>a.</I> b, placées l'une au-dessus de l'autre, composées chacune d'un tube de fer rectiligne de sec tion transversale carrée à parois très épaisses et ouvertes à leurs deux bout.
Les tubes a b sont maintenus en position l'art par rapport à l'autre gràce au fait que leurs extrémités sont engagées dans des ouvertures ad hoc pratiquées dans les fonds<I>ci dl</I> de boîtes<I>c d</I> fermées par des couvercles amovibles étanches <I>c' d'.</I> Dans chaque tube<I>a</I> b sont disposés quatre barres conductrices solides nues<I>e f</I> g h ou<I>i j</I> k l de section transversale carrée, ayant une rigidité assez grande pour garder leur position relative tout en n'étant sup portées qu'à leurs deux bouts par des plaques transversales in<I>.
n o</I> 1) en matière isolante fixées par des vis telles que o1 aux parois latérales des boîtes<I>c d.</I>
Les diverses barres sont reliées, entre elles, par des barres conductrices telles que 7- <I>s t</I> u se trouvant dans les boîtes<I>c d</I> et à deux conducteurs d'amenée q et de départ t; de façon que toutes celles disposées dais l'un quelconque des tubes a. b donnent pas sage au courant dans le même sens.
Les boîtes<I>c d</I> et l'intérieur des tubes peuvent être remplis d'un gaz, d'air par exemple, ou d'un liquide isolant.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est. le suivant: Les deux enroulements constitués parles barres<I>e</I><B>....</B><I>l</I> engendrent, lorsqu'ils donnent passage à du courant alternatif monophasé, des champs magnétiques alternatifs dans les épaisses parois des tubes<I>a</I> b et y produisent par suite des courants de Foucault; toute l'énergie des champs s'y transforme en chaleur et donne lieu au dégagement principal de chaleur, comme on le sait.
Par suite du passage du courant dans les barres, il s'y produit aussi un dégage ment de chaleur, secondaire celui-là. Comme ces barres ne sont pas recouvertes d'un isolant solide, cette chaleur s'en va sans obstacle soit par rayonnement direct contre les parois des tubes, soit par conductibilité thermique et par convection du fluide entourant les barres, si bien que ces dernières sont portées à une température ne dépassant que peu celle des tubes. Malgré ce refroidissement efficace desdites barres, leur isolation due aux iso lateurs solides et à l'air ou art liquide est. bonne.
Cette forme d'exécution présente les avan tages suivants: Les circuits magnétiques ont des lignes de force très courtes ne franchis sant aucun joint. La section des circuits peut être augmentée à volonté quelle que soit la puissance absorbée par le corps de chauffe. Il suffit pour cela de choisir convenablement le rapport entre les longueurs totales des tubes et l'épaisseur de leurs parois. On peut de la sorte réduire à un petit nombre les barres conductrices qui traversent chaque tube et, par conséquent, donner â ces barres une section suffisante pour qu'elles aient de la rigidité, tout en ayant un poids de métal conducteur relativement faible.
Si la rigidité propre des barres est trop faible, on peut l'augmenter par une tension longitudinale résultant de l'action de poids ,au de ressorts. On peut égalemeijt les sup porter de distance en distance il, l'intérieur des tubes au moyen d'isolateurs solides.
On peut utiliser pour les barres un métal bon marché tel que l'aluminium. puisqu'il n'est porté qu'à une température relativement faible. On petit aussi admettre sans crainte une intensité spécifique de courant assez élevée. Enfin, le coût des quelques isolateurs solides donnant appui aux barres est moindre que celui d'une isolation solide continuë ca pable de supporter une température élevée.
Lorsqu'on remplit les coffrets et les tubes d'un liquide isolant, les isolateurs solides utilisés peuvent être. disposés de façon à faciliter sa circulation. Ce liquide peut aussi être employé pour augmenter la capacité calorifique du corps et ralentir ainsi la baisse de température qui suit l'interruption du courant. On peut renforcer cette influence de l'isolant liquide en le choisissant de telle sorte que sa température de solidification soit peu inférieure à la température de régime da corps. La chaleur emmagasinée du fait de l'isolant lors de la mise en marche du corps se dégage après la cessation du pas sage du courant.
Les tubes du corps de chauffe peuvent être disposés de manière à former partielle ment la paroi d'une plaque de chauffe ou d'un récipient qu'ils enferment et mettent à même de résister à une action mécanique ou à la pression d'un liquide. Dans le cas d'un récipient destiné au chauffage d'un liquide les parois métalliques du récipient participent .à, la transmission de la chaleur produite dans les tubes grâce à la grande conductibilité du fer dont les tubes sont faits.
Les masses magnétiques peuvent avoir aine section transversale non carrée et être. par exemple, cylindriques. Les barres des enroulements peuvent être reliées en série ou en parallèle ou suivant une combinaison des deux modes.
Le nombre des tubes peut différer de deux. La section transversale des barres de l'en roulement, elle aussi, peut ne pas être carrée.
En lieu et place de courant alternatif monophasé, on peut utiliser du courant alter natif polyphasé.