EP0147340A1 - Electric generator for infra-red radiation - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux générateurs électriques de rayons infra-rouges.The present invention relates to improvements made to electric generators of infrared rays.
Les appareils du genre en question, qui sont bien connus dans la pratique, sont réalisés soit sous la forme d'un filament nu sous vide ou non, ou enrobé de matière réfractaire, soit sous la forme d'un dépôt de surface d'une matière électro-résistante sur un isolant électrique de manière qu'il soit capable d'atteindre une température comprise entre 1 000 et 2 500°C par circulation d'un courant électrique. Ce générateur émet des rayons infra-rouges de faible longueur d'onde, c'est-à-dire dont la majorité de l'émission se situe entre 0,75 et 3 microns.Apparatuses of the kind in question, which are well known in the art, are produced either in the form of a bare filament under vacuum or not, or coated with refractory material, or in the form of a surface deposit of a electro-resistant material on an electrical insulator so that it is capable of reaching a temperature between 1000 and 2500 ° C by circulation of an electric current. This generator emits infrared rays of short wavelength, that is to say of which the majority of the emission is between 0.75 and 3 microns.
On utilise de tels générateurs électriques soit comme chauffage électrique, soit encore comme chauffage industriel, par exemple pour traiter le revêtement d'un support tel qu'une peinture en vue de sa cuisson.Such electric generators are used either as electric heating, or even as industrial heating, for example to treat the coating of a support such as a paint for its baking.
On s'est aperçu que les matières à traiter sont beaucoup plus transparentes aux rayons infra-rouges courts qui traversent donc dans le revêtement considéré, si bien qu'il n'est pas traité dans toute son épaisseur.It has been found that the materials to be treated are much more transparent to the short infrared rays which therefore pass through the coating in question, so that it is not treated in its entire thickness.
On sait d'autre part que pour traiter convenablement toute l'épaisseur d'un revêtement, il est nécessaire d'émettre un spectre de rayons infra-rouges large, c'est-à-dire dont les longueurs d'onde varient d'environ 0,75 à 10 microns.We also know that to properly treat the entire thickness of a coating, it is necessary to emit a wide spectrum of infrared rays, that is to say whose wavelengths vary from about 0.75 to 10 microns.
Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'un générateur électrique de rayon infra-rouges comportant un large spectre.The improvements which are the subject of the present invention aim to allow the production of an electric generator of infrared ray comprising a broad spectrum.
Elle vise encore à réaliser un épurateur atmosphérique fonctionnant en même temps qu'il émet des rayons infra-rouges à large spectre.It also aims to produce an atmospheric purifier operating at the same time as it emits infrared rays with a broad spectrum.
A cet effet, on associe à un émetteur électrique usuel placé devant un réflecteur, un support réfractaire à la chaleur, possédant une transparence aux rayons infra-rouges émis par l'émetteur, ledit support étant porté à une température à laquelle il émet des rayons infra-rouges de longueurs d'ondes plus importantes que celles des rayons de l'émetteur lui-même.For this purpose, we associate with a usual electric transmitter placed in front of a reflector, a heat-refractory support, having transparency to the infrared rays emitted by the emitter, said support being brought to a temperature at which it emits infrared rays of wavelengths greater than those of the spokes of the transmitter itself.
Le support réfractaire peut être recouvert dans sa masse ou en surface d'un catalyseur d'oxydation, de telle sorte que si l'échauffement des corps placés sous l'action du générateur suivant l'invention produit une évaporation de solvant ou autre gaz inflammable, ils sont oxydés au niveau du support catalytique avant leur échauffement à la température d'auto-inflammation. On obtient donc un générateur électrique pouvant fonctionner en atmosphère explosive et qui, par oxydation des gaz combustibles au contact du catalyseur permet une épuration de l'atmosphère en question.The refractory support may be covered in its bulk or on the surface with an oxidation catalyst, so that if the heating of the bodies placed under the action of the generator according to the invention produces an evaporation of solvent or other flammable gas , they are oxidized at the level of the catalytic support before they heat up to the auto-ignition temperature. An electric generator is therefore obtained which can operate in an explosive atmosphere and which, by oxidation of the combustible gases in contact with the catalyst, makes it possible to purify the atmosphere in question.
Bien entendu, ce fonctionnement en épuration correspond aussi à l'oxydation de tout gaz combustible se trouvant dans l'atmosphère chauffée.Of course, this purification operation also corresponds to the oxidation of any combustible gas found in the heated atmosphere.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :
- Fig. 1 est une vue éclatée d'un générateur électrique établi conformément à une première forme d'exécution de l'invention.
- Fig. 2 en est une coupe transversale à l'état monté.
- Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais illustrant un générateur dans lequel le support réfractaire à la chaleur est imprégné d'au moins un catalyseur.
- Fig. 4 est une coupe transversale d'un générateur électrique tel qu'illustré en fig. 3.
- Fig. 1 is an exploded view of an electric generator established in accordance with a first embodiment of the invention.
- Fig. 2 is a cross section thereof in the assembled state.
- Fig. 3 is a view similar to that of FIG. 1, but illustrating a generator in which the heat-refractory support is impregnated with at least one catalyst.
- Fig. 4 is a cross section of a generator electric as illustrated in fig. 3.
Le générateur électrique de rayons infra-rouges illustré en fig. 1 comprend essentiellement un appareil usuel 1 - formé d'un boîtier 2 dans lequel sont situés deux émetteurs de rayons infra-rouges qu'on a référencés 3 et 4. Ces émetteurs peuvent être réalisés soit au moyen d'un filament de tungstène disposé dans une enveloppe de quartz à l'air libre ou sous vide, soit à l'aide de lampes électriques, soit sous la forme d'une résistance électrique blindée, c'est-à-dire composée d'un filament enrobé par la magnésie dans une enveloppe métallique, soit d'un dépôt électro- résistant recouvrant un isolant électrique. Dans l'exemple représenté, les émetteurs 3 et 4 sont constitués par ce qu'on appelle dans la technique un tube à quartz capable d'atteindre une température d'environ 2 500°C lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Les deux émetteurs sont chacun placés devant un réflecteur 5 respectivement 6, de forme appropriée et réalisés en une matière présentant les qualités nécessaires pour réfléchir les rayons infra-rouges. Il n'est pas utile de décrire plus -dans le détail un tel appareil qu'on peut se procurer dans le commerce, qu'il soit à simple ou à multiples émetteurs.The electric generator of infrared rays illustrated in fig. 1 essentially comprises a conventional device 1 - formed of a
Conformément à l'invention, on protège le boîtier 2 au moyen d'un support réfractaire à la chaleur affecté de la référence générale 7. Ce support est établi sous la forme d'un écran 8 de matière réfractaire telle que par exemple la silice, l'alumine, la zircone, ledit écran se présentant sous la forme d'un rectangle dont les dimensions correspondent à celle de l'ouverture du boîtier 2. Cet écran est limité par deux grilles 9 qui sont associées à des ailes 10, 11 qui viennent chevaucher le boîtier 2 à la manière d'un couvercle, comme illustré en fig. 2. Bien entendu, la matière choisie pour réaliser l'écran 8 possède une transparence aux rayons infra-rouges émis par les émetteurs-3 et 4.In accordance with the invention, the
En effet, lesdits émetteurs engendrent des rayons infra-rouges de faible longueur d'onde, c'est-à-dire comprise entre 0,75 et 3 microns (majorité de l'émission) qui traversent l'écran 8 tout en l'échauffant de manière à augmenter très sensiblement sa température. De cette façon, l'écran 8 est porté à une température comprise entre 400 et 1 000°C, de telle sorte qu'il émet un rayonnement infra-rouge propre dont les longueurs d'ondes sont supérieures à celles des émetteurs 3 et 4. Ainsi, l'addition du rayonnement émis par ces derniers et traversant en partie l'écran 8, et du rayonnement propre à celui-ci, permet d'obtenir une dissipation de l'énergie rayonnée sur un large spectre infra-rouge.Indeed, said transmitters generate infrared rays short wavelength, that is to say between 0.75 and 3 microns (majority of the emission) which cross the
D'une façon générale, comme la matière qui doit être traitée est beaucoup plus transparente aux infra-rouges courts qu'aux infra-rouges moyens, les premiers pénètrent dans la matière en question, alors que les seconds se cantonnent à une action en surface. L'émission d'un spectre large permet une action dans toute l'épaisseur de la matière.In general, as the material to be treated is much more transparent to short infrared than to medium infrared, the former penetrate the matter in question, while the latter are confined to surface action . The emission of a broad spectrum allows an action in all the thickness of the matter.
Dans une seconde forme d'exécution de l'invention, on imprègne l'écran 8 en surface ou dans la masse d'au moins un catalyseur tel que le platine, le paladium, le nickel, le fer etc... ou des mélanges de ces métaux. Dans ces conditions, l'élévation de température de l'écran 8 due aux infra-rouges courts provenant des émetteurs 3 et 4 permet de faire fonctionner l'écran 8 en véritable support catalytique au contact des gaz et vapeurs combustibles contenus dans l'atmosphère chauffée. Dans ces conditions, ceux-ci sont oxydés par ledit support et l'on obtient ainsi un épurateur d'atmosphère.In a second embodiment of the invention, the
A cet effet, l'appareil est légèrement modifié et en particulier le boîtier 2 est associé à un conduit 12 aboutissant dans l'espace 13 situé à l'arrière des réflecteurs 5 et 6. Ceux-ci comportent des ouies longitudinales 5a, 6a mettant en communication l'espace 13 et les compartiments déterminés entre chaque déflecteur et l'écran 8.To this end, the device is slightly modified and in particular the
Bien entendu, l'épurateur peut fonctionner par convection naturelle, c'est-à-dire par simple contact des gaz combustibles avec l'écran catalytique ou par convection forcée comme on l'a montré, c'est-à-dire en aspirant dans la canalisation 12 de manière que les gaz et vapeurs combustibles contenus dans l'atmosphère chauffée traversent le support catalytique dans le sens des flèches en pointillés. On peut aussi inverser le flux avec le même objectif, mais en obtenant un refroidissement amélioré (de la) ou des sources de rayons d'infra-rouges. Ainsi, les gaz ou vapeurs sont aspirés avec l'air contenu dans l'atmosphère chauffés et envoyés sous pression dans l'appareil afin de traverser l'écran de l'intérieur vers l'extérieur dans le sens des flèches en traits continus en fig. 4.Of course, the purifier can operate by natural convection, that is to say by simple contact of combustible gases with the catalytic screen or by forced convection as has been shown, that is to say by suction in
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